本發明涉及制動系統生產技術領域，尤其涉及一種鋼制制動鼓的制造方法。

背景技術：

制動鼓，又稱為鼓式制動器，是重型載重汽車制動器中常見的一種，用于使行駛中的汽車減速或者停車。

現有的用于制作制動鼓的材料，一般包括鑄鐵或者雙金屬這兩大類。其中，鑄鐵制動鼓的抗熱疲勞性較差，使用過程中常常出現內壁由縱向微裂發展為龜裂，以致最后制動鼓開裂的現象；雙金屬制動鼓雖然能夠部分解決鑄鐵制動鼓的問題，但是雙金屬的外殼雖然是由鋼組成不會開裂，但澆注在內壁上的仍然是鑄鐵，在實際工況中遇水內壁仍會產生龜裂，不安全，可靠性較差。

為了改進上述的鑄鐵制動鼓和雙金屬制動鼓的缺陷，本申請的申請人已經申請了申請號為2016101352098、專利名稱為“一種低碳合金鋼制動鼓的加工工藝”的中國專利，全部采用合金鋼作為材料，并依次包括下料、預彎、卷板、焊接、折彎、墩平、整形、車加工和鉆孔步驟，得到鋼制制動鼓，該工藝中，加工設備成本方面，采用油壓機，成本遠低于離心鑄造或者雙金屬制造工藝，該工藝的材料的利用率提高30%以上，遠優于傳統制造方法，加工出來的產品不會在實際工況中產生任何裂紋，保證安全性，該工藝制造成本大幅降低，比鑄鐵制動鼓的制備成本降低30%以上，比雙金屬制動鼓的制造成本更是降低50%以上。

雖然該工藝提高了制動鼓的品質，降低了生產成本，但是，在申請人實際生產過程中總結發現，其仍然存在以下問題：

一、工藝工序過多，其采用拼接的方式，大步驟就包括了九步，而大步驟中還包含若干小步，比如光是車工序就會有六步之多，生產效率仍然較低，生產成本仍然有降低的空間；

二、由于采用了焊接工序，而焊接過程中焊接不能100%保證沒有任何焊接缺陷，例如天氣潮濕與否容易導致焊劑受潮從而使得焊接處會產生內部氣孔的缺陷，從而影響質量；又例如焊接過程中由于焊接角度的不適當，容易導致在焊接環縫時出現掉渣不干凈從而導致的夾渣的缺陷；再例如在焊接過程中由于外網電壓的波動，會直接導致焊絲融化不好或者過渡融化從而影響焊接質量；上述問題在實驗階段由于是單件小批均能在一定程度上進行控制，一旦進入大規模生產過程中，由于毛坯尺寸、角度不一致，天氣變換、電壓變動，操作工的技術能力等等因素影響導致焊接質量無法保證，產品質量不可控；

所以，很有必要對現有工藝進行進一步改進，以解決上述存在的問題。

技術實現要素：

本發明的目的就在于提供一種新的鋼制制動鼓的制造方法，以解決上述問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是這樣的：一種鋼制制動鼓的制造方法，包括以下步驟：采用鋼制材料制得半成品，然后對半成品進行熱處理，最后進行機加工得到產品，其中，所述熱處理的方法為：將所述半成品加熱，升溫至860℃以上，然后進行壓淬，再升溫至470℃-520℃保溫2-4小時后空冷。

本發明首次將熱處理用于鋼制制動鼓的整體處理，本申請之前的工藝專利雖然也進行了熱處理，但是屬于局部熱處理，該工藝是熱處理好了后再進行焊接拼接，其缺點在于通過焊接拼裝時焊接溫度過高，導致焊接處的熱影響區域組織發生了相變從而導致原先熱處理后得到的組織丟失，并且使這一位置成為了薄弱環節；雖然所得的制動鼓的工作位置絕大部分仍然具備高強度高硬度，但是鋼材的失效往往就是從最薄弱的環節開始也就是前述的熱影響區域開始，從而使得該工藝所制得產品的品質降低，從而使得制動鼓的可靠性安全性降低。

其中，壓淬工序的目的，是在壓力作用下進行淬火，以控制其在淬火過程中的形變，以及熱處理后的尺寸，若不控制這兩方面會導致后續加工余量不穩定、形狀不規整、尺寸不穩定。所以壓淬也是本工藝中重要的步驟。

本發明采用對鋼制制動鼓進行整體加工成形的方式，然后對成形后的半成品進行熱處理，從而使得產品金屬內部組織成馬氏體，其硬度、強度和耐磨性得以大幅提高，屈服強度和抗拉強度提高30%以上，而且工序相較于現有工藝大幅減少，得到的制動鼓為一個整體沒有任何焊接的產品，完全沒有任何焊接缺陷以及因為焊接帶來的負面影響如應力集中、熱影響等，并且由于少了焊接，拼裝等環節，大幅度的縮短了生產周期，節約了成本。

作為優選的技術方案，機加工后，在工作部位加工散熱孔。為了控制所得的制動鼓在實際工作中溫度過高的現象，優選在工作位置處通過鉆通孔的方式以達到散熱的目的，進一步提高產品的競爭優勢。

作為優選的技術方案，所述鋼制材料為低碳鋼。本發明的工藝，尤其適用于各種低碳鋼材料。

作為進一步優選的技術方案，制得半成品的方法包括下料、退火和旋壓步驟，其中，所述下料步驟為將低碳鋼板料下料成一個同心圓；所述退火步驟為將所述同心圓板料升溫至850-890℃，保溫4-6小時,隨爐冷卻至210℃-260℃，然后打開爐門進行空冷，保證退火后保證硬度HB＜160；所述旋壓步驟為將所述退火后的板料進行旋壓成形，得到半成品。

其中，退火步驟為現有已知技術，控制硬度是為了后續旋壓加工做準備，因為旋壓機對于壁厚超過16厚的材料直接加工存在一定難度，所以通過退火來降低材料硬度，提高材料變形能力從而利于后續加工。

作為優選的技術方案，對所述半成品加熱時，對所述半成品整體進行加熱或者對工作位置局部中頻加熱。

作為優選的技術方案，壓淬時，在壓淬工裝中進行。壓淬工裝可以保證壓淬工序的順利進行。

與現有技術相比，本發明的優點在于：本發明采用對鋼制制動鼓進行整體加工成形的方式，然后對成形后的半成品進行熱處理，從而使得產品金屬內部組織成馬氏體，其硬度、強度和耐磨性得以大幅提高，屈服強度和抗拉強度提高30%以上，而且工序相較于現有工藝大幅減少，得到的制動鼓為一個整體沒有任何焊接的產品，完全沒有任何焊接缺陷以及因為焊接帶來的負面影響如應力集中、熱影響等，并且由于少了焊接，拼裝等環節，大幅度的縮短了生產周期：之前通過拼裝焊接所得到的一件產品平均耗時約為25-30分鐘，改進后平的本工藝每件耗時僅僅需要8-12分鐘，生產周期縮短50%以上；節約了成本：之前通過拼裝焊接所得到的一件產品成本（以常見重卡車型豪沃為例）約在350元左右，而采取本工藝成本可以控制在250元左右，成本節約28%以上。

附圖說明

圖1為本發明實施例下料后得到的板料結構示意圖；

圖2為本發明實施例的半成品的結構示意圖；

圖3為本發明實施例的壓淬工裝的結構示意圖。

圖3中：1、上模板；2、上連接板；3、上壓頭；4、脫模桿；5、產品；6、芯軸；7、下模板8、下連接板9、脫模板。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明作進一步說明。

實施例1：

一種鋼制制動鼓的制造方法，包括以下步驟：

1．下料：將鋼制板料下成一個同心圓，如圖1所示，本實施例的鋼制板料為30CrMo；

2．退火：將上述板料放入退火爐，升溫至850℃，保溫5小時,隨爐冷卻至230℃，然后打開爐門進行空冷，退火后保證硬度HB=153；

3．旋壓：將上述退火后的板料放入旋壓機進行旋壓從而得到所需半成品如圖2所示；

4．熱處理：將上述半成品加熱（加熱方式可選用整體加熱或者工作位置局部中頻加熱），升溫至880℃放入壓淬工裝，

所述壓淬工裝的結構如圖3所示，包括上模板1和下模板7，上模板1下方設置有上連接板2和上壓頭3，上壓頭3通過螺釘與上連接板2固定，上連接板2通過螺釘與上模板1固定；由上壓頭3、上模板1和上連接板2組成的上模通過脫模桿4與下模7連接，為了保證精度，脫模桿4與上模板1和下模板7均采用過盈配合的方式；下模板7上裝有可以在脫模桿4上自由滑動的脫模板9，為了保證脫模板7能自由在脫模桿9上滑動，要求脫模板7的兩個平面必須平行且與脫模桿9的間隙不能過大；產品5放在脫模板9上；下連接板8通過螺釘與下模板7固定，芯軸6內部開有水道，便于工作時直接將冷卻介質作用于產品5上，且芯軸6為脹套結構，未工作時與產品5留有間隙，方便放入和脫模，芯軸6通過螺釘與下連接板8固定；裝配時應注意上下模需在同一中心線上；

工作時先將產品5加熱至工藝所需溫度，然后放入模具中，啟動油壓機使上模向下運動，由于上壓頭3帶有錐度，當其接觸到芯軸6時會將其芯軸6脹大，使芯軸6的外壁緊貼產品5的內壁，與此同時產品5的外壁以及芯軸6的內部水道開始向整個產品5噴射冷卻介質，使產品5迅速降溫，達到淬火目的；待產品冷卻完后，上壓頭3離開芯軸6，然后油壓機頂出桿頂出脫模板9，脫模板9帶著產品5脫離芯軸6，隨后取出產品5；放入回火爐，升溫至490℃保溫2小時后空冷；

5．機加工：采用常規機加工；

6．加工散熱孔：為了進一步提高產品競爭優勢，控制在實際工作中溫度過高現象，優選在工作位置處通過鉆通孔的方式以達到散熱的目的。

實施例2

一種鋼制制動鼓的制造方法，包括以下步驟：

1．下料：將鋼制板料下成一個同心圓，如圖1所示，本實施例的鋼制板料為35CrMoV；

2．退火：將上述板料放入退火爐，升溫至890℃，保溫6小時,隨爐冷卻至255℃，然后打開爐門進行空冷，退火后硬度HB=151；

3．旋壓：將上述退火后的板料放入旋壓機進行旋壓從而得到所需半成品如圖2所示；

4．熱處理：將上述半成品加熱（加熱方式可選用整體加熱或者工作位置局部中頻加熱），升溫至910℃放入壓淬工裝，其結構如圖3所示，然后用淬火液迅速冷卻該半成品，壓淬的工裝和方法與實施例1相同，隨后將該半成品從壓淬工裝中取出，放入回火爐，升溫至510℃保溫3小時后空冷；

5．機加工：采用常規機加工；

6．加工散熱孔：為了進一步提高產品競爭優勢，控制在實際工作中溫度過高現象，優選在工作位置處通過鉆通孔的方式以達到散熱的目的

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。