專(zhuān)利名稱(chēng)：一種SiO₂增強(qiáng)球墨鑄鐵基剎車(chē)盤(pán)的鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造領(lǐng)域，特別涉及一種剎車(chē)盤(pán)的鑄造方法。
背景技術(shù)：
剎車(chē)盤(pán)是所有車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)必備的零部件，它固定在車(chē)軸上與車(chē)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，剎車(chē)時(shí)，制動(dòng)塊在鉗夾活塞的推動(dòng)下擠壓到制動(dòng)盤(pán)上，通過(guò)制動(dòng)塊與剎車(chē)盤(pán)間的摩擦力來(lái)降低車(chē)輪轉(zhuǎn)速，達(dá)到車(chē)輛減速制動(dòng)的目的。剎車(chē)盤(pán)首先見(jiàn)于國(guó)外汽車(chē)上，就其使用的方法看， 屬于磨擦式制動(dòng)器的范疇，即是通過(guò)摩擦使車(chē)輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱，再散發(fā)到大氣中去的一種裝置。與傳統(tǒng)的鼓式散熱器相比較，其散熱性能好，適于高速行駛，對(duì)腳踏力有線性效果。 因此，近年來(lái)在我國(guó)已得到部分采用，代表一種趨勢(shì)，今后包括載重貨車(chē)在內(nèi)，將有一半以上的車(chē)輛使用盤(pán)式制動(dòng)器即剎車(chē)盤(pán)。在制動(dòng)時(shí)，剎車(chē)盤(pán)將承受制動(dòng)塊的壓力和摩擦力，在與制動(dòng)塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生磨損，特別在工作面上有砂子等雜物的時(shí)候，磨損更為嚴(yán)重。因此制作殺車(chē)盤(pán)的材料既要有較高的機(jī)械強(qiáng)度，又要有很好的耐磨性。目前常見(jiàn)的剎車(chē)盤(pán)只為可鍛鑄鐵、灰鑄鐵、球墨鑄鐵等單一材質(zhì)，雖然強(qiáng)度上滿足工況要求，但耐磨性太差，行駛不到十萬(wàn)公里就要更換剎車(chē)盤(pán)，有的甚至因?yàn)閯x車(chē)盤(pán)長(zhǎng)期磨損后厚度不足，導(dǎo)致制動(dòng)失靈釀成交通事故。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01010246486. 9的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種顆粒增強(qiáng)球墨鑄鐵制動(dòng)盤(pán)，其在球墨鑄鐵基體中通過(guò)添加碳化硅、碳化鈦、氮化硅、氮化鈦、碳化鎢中的一種或幾種陶瓷材料通過(guò)鑄滲工藝制備，使得制備的剎車(chē)盤(pán)達(dá)到抗磨的目的。雖然其技術(shù)能達(dá)到一定的抗磨效果，但由于其添加的陶瓷顆粒的莫氏硬度都為9左右，其增強(qiáng)相的高硬度對(duì)制動(dòng)鉗上的制動(dòng)塊磨損相當(dāng)嚴(yán)重，導(dǎo)致雖然剎車(chē)盤(pán)使用壽命增加，但制動(dòng)塊的使用壽命大幅下降。并且其鑄滲工藝對(duì)預(yù)制塊的制作要求較高，工藝相對(duì)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種S^2增強(qiáng)球墨鑄鐵基剎車(chē)盤(pán)的鑄造方法，使得制備的剎車(chē)盤(pán)即可以延長(zhǎng)使用壽命，又不對(duì)制動(dòng)塊造成損傷。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種SiA增強(qiáng)球墨鑄鐵基剎車(chē)盤(pán)的鑄造方法，該方法包括如下步驟1). SiO2顆粒選擇選擇粒度為100-150目和200-320目?jī)煞N規(guī)格的SiO2顆粒，其中以重量百分比計(jì)120-150目占30-50%，200-320目的占50-70% ；2).球墨鑄鐵選擇以重量百分比計(jì)，含有C :3. 4-3. 6 %，Si :2. 35-2. 65%，Mn: 1. 4-1. 6%, P ^ 0. 1%, S ^ 0. 02%，其余為鐵；3).制備砂型采用潮模砂造型工藝生產(chǎn)，生產(chǎn)中使用面砂以獲得較高的砂型硬度和型砂濕強(qiáng)度；采用(X)2水玻璃砂法造型工藝成型。4).熔煉澆注將按常規(guī)方法熔化鑄鐵，溫度為1520-1550°c，并控制上述成分，然后加入球化劑及孕育劑，同時(shí)加入占球墨鑄鐵質(zhì)量6-10%的SiO2顆粒，然后施以攪拌處理，
3攪拌時(shí)保持鐵水溫度，攪拌20-30分鐘后澆注到步驟幻準(zhǔn)備的砂型中；5).冷卻清理澆鑄完成后，自然冷卻，冷卻至低于200°C后開(kāi)箱清理，得SiO2增強(qiáng)球墨鑄鐵基剎車(chē)盤(pán)毛坯。其中第4)步所述的攪拌處理可采用與鐵水不發(fā)生反應(yīng)的攪拌棒機(jī)械攪拌，也可采用電磁攪拌，優(yōu)選采用電磁攪拌。本發(fā)明的有益效果為1.由于S^2的莫氏硬度只有7左右，比制動(dòng)塊中的摩擦組分的硬度低或與其相當(dāng)，不會(huì)對(duì)制動(dòng)塊造成磨損。2. SiO2顆粒采用不同粒度組合，均勻分布在球墨鑄鐵基體中，并且大小顆粒相間， 在制動(dòng)時(shí)，對(duì)基體球墨鑄鐵起到一定的支撐作用，大幅提高剎車(chē)盤(pán)的耐磨性，提高剎車(chē)盤(pán)的使用壽命。3.本發(fā)明采用攪拌鑄造法制備顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料，制備工藝簡(jiǎn)單。4.本發(fā)明的剎車(chē)盤(pán)既具有球墨鑄鐵的強(qiáng)度和韌性，又有SiO2顆粒增強(qiáng)耐磨性，綜合性能優(yōu)異。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一一種S^2增強(qiáng)球墨鑄鐵基剎車(chē)盤(pán)的鑄造方法，該方法包括如下步驟1). SiO2顆粒選擇選擇粒度為100-150目和200-320目?jī)煞N規(guī)格的SiO2顆粒，其中以重量百分比計(jì)120-150目占30%，200-320目的占70%;2).球墨鑄鐵選擇以重量百分比計(jì)，含有C :3. 4-3. 6 %，Si :2. 35-2. 65%，Mn: 1. 4-1. 6%, P ^ 0. 1%, S ^ 0. 02%，其余為鐵；3).制備砂型采用潮模砂造型工藝生產(chǎn)，生產(chǎn)中使用面砂以獲得較高的砂型硬度和型砂濕強(qiáng)度；采用(X)2水玻璃砂法造型工藝成型。4).熔煉澆注將按常規(guī)方法熔化鑄鐵，溫度為1520°C，并控制上述成分，然后加入球化劑及孕育劑，同時(shí)加入占球墨鑄鐵質(zhì)量6%的SiO2顆粒，然后采用與鐵水不發(fā)生反應(yīng)的攪拌棒機(jī)械攪拌處理，攪拌時(shí)保持鐵水溫度，攪拌20分鐘后澆注到步驟幻準(zhǔn)備的砂型中；5).冷卻清理澆鑄完成后，自然冷卻，冷卻至低于200°C后開(kāi)箱清理，得SiO2增強(qiáng)球墨鑄鐵基剎車(chē)盤(pán)毛坯。實(shí)施例二一種S^2增強(qiáng)球墨鑄鐵基剎車(chē)盤(pán)的鑄造方法，該方法包括如下步驟1). SiO2顆粒選擇選擇粒度為100-150目和200-320目?jī)煞N規(guī)格的SiO2顆粒，其中以重量百分比計(jì)120-150目占40%，200-320目的占60%;2).球墨鑄鐵選擇以重量百分比計(jì)，含有C :3. 4-3. 6 %，Si :2. 35-2. 65%，Mn: 1. 4-1. 6%, P ^ 0. 1%, S ^ 0. 02%，其余為鐵；3).制備砂型采用潮模砂造型工藝生產(chǎn)，生產(chǎn)中使用面砂以獲得較高的砂型硬度和型砂濕強(qiáng)度；采用(X)2水玻璃砂法造型工藝成型。4).熔煉澆注將按常規(guī)方法熔化鑄鐵，溫度為1550°C，并控制上述成分，然后加入球化劑及孕育劑，同時(shí)加入占球墨鑄鐵質(zhì)量8 %的S^2顆粒，然后施以電磁攪拌處理，攪拌時(shí)保持鐵水溫度，攪拌30分鐘后澆注到步驟幻準(zhǔn)備的砂型中；5).冷卻清理澆鑄完成后，自然冷卻，冷卻至低于200°C后開(kāi)箱清理，得SiO2增強(qiáng)球墨鑄鐵基剎車(chē)盤(pán)毛坯。實(shí)施例三一種S^2增強(qiáng)球墨鑄鐵基剎車(chē)盤(pán)的鑄造方法，該方法包括如下步驟1). SiO2顆粒選擇選擇粒度為100-150目和200-320目?jī)煞N規(guī)格的SiO2顆粒，其中以重量百分比計(jì)120-150目占50%，200-320目的占50%;2).球墨鑄鐵選擇以重量百分比計(jì)，含有C :3. 4-3. 6 %，Si :2. 35-2. 65%，Mn: 1. 4-1. 6%, P ^ 0. 1%, S ^ 0. 02%，其余為鐵；3).制備砂型采用潮模砂造型工藝生產(chǎn)，生產(chǎn)中使用面砂以獲得較高的砂型硬度和型砂濕強(qiáng)度；采用(X)2水玻璃砂法造型工藝成型。4).熔煉澆注將按常規(guī)方法熔化鑄鐵，溫度為1550°C，并控制上述成分，然后加入球化劑及孕育劑，同時(shí)加入占球墨鑄鐵質(zhì)量10 %的SW2顆粒，然后施以電磁攪拌處理，攪拌時(shí)保持鐵水溫度，攪拌30分鐘后澆注到步驟幻準(zhǔn)備的砂型中；5).冷卻清理澆鑄完成后，自然冷卻，冷卻至低于200°C后開(kāi)箱清理，得SiO2增強(qiáng)球墨鑄鐵基剎車(chē)盤(pán)毛坯。將本申請(qǐng)實(shí)施例一至三所制備的剎車(chē)盤(pán)與常規(guī)制動(dòng)塊進(jìn)行對(duì)摩試驗(yàn)，并與現(xiàn)有技術(shù)的球墨鑄鐵剎車(chē)盤(pán)進(jìn)行對(duì)比。經(jīng)測(cè)試，本發(fā)明的剎車(chē)盤(pán)并沒(méi)有對(duì)制動(dòng)塊造成比常規(guī)球墨鑄鐵剎車(chē)盤(pán)更大的磨損，但自身的磨損率比常規(guī)球墨鑄鐵剎車(chē)盤(pán)降低30-40%，并且摩擦系數(shù)提高8-10%。申請(qǐng)人:聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程， 但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴(lài)上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)， 對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種SiA增強(qiáng)球墨鑄鐵基剎車(chē)盤(pán)的鑄造方法，其特征在于，該方法包括如下步驟1).SiO2顆粒選擇選擇粒度為100-150目和200-320目?jī)煞N規(guī)格的SiO2顆粒，其中以重量百分比計(jì)120-150目占30-50%，200-320目的占50-70% ；2).球墨鑄鐵選擇以重量百分比計(jì)，含有C:3. 4-3. 6 %，Si :2. 35-2. 65 %, Mn 1. 4-1. 6%, P ^ 0. 1%, S ^ 0. 02%，其余為鐵；3).制備砂型采用潮模砂造型工藝生產(chǎn)，生產(chǎn)中使用面砂以獲得較高的砂型硬度和型砂濕強(qiáng)度；采用(X)2水玻璃砂法造型工藝成型；4).熔煉澆注將按常規(guī)方法熔化鑄鐵，溫度為1520-1550°C，并控制上述成分，然后加入球化劑及孕育劑，同時(shí)加入占球墨鑄鐵質(zhì)量6-10 %的SW2顆粒，然后施以攪拌處理，攪拌時(shí)保持鐵水溫度，攪拌20-30分鐘后澆注到步驟幻準(zhǔn)備的砂型中；5).冷卻清理澆鑄完成后，自然冷卻，冷卻至低于200°C后開(kāi)箱清理，得SiOjf強(qiáng)球墨鑄鐵基剎車(chē)盤(pán)毛坯。
2.如權(quán)利要求所述的鑄造方法，其中第4)步所述的攪拌處理可采用與鐵水不發(fā)生反應(yīng)的攪拌棒機(jī)械攪拌。
3.如權(quán)利要求所述的鑄造方法，其中第4)步所述的攪拌處理可采用電磁攪拌。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種SiO2增強(qiáng)球墨鑄鐵基剎車(chē)盤(pán)的鑄造方法，該方法包括SiO2顆粒選擇、球墨鑄鐵選擇、制備砂型、熔煉澆注、冷卻清理五個(gè)步驟。本發(fā)明制備的剎車(chē)盤(pán)不會(huì)對(duì)制動(dòng)塊造成磨損。SiO2顆粒采用不同粒度組合，均勻分布在球墨鑄鐵基體中，并且大小顆粒相間，在制動(dòng)時(shí)，對(duì)基體球墨鑄鐵起到一定的支撐作用，大幅提高剎車(chē)盤(pán)的耐磨性，提高剎車(chē)盤(pán)的使用壽命，并且制備工藝簡(jiǎn)單易行。
文檔編號(hào)F16D65/12GK102367536SQ20111030622
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月10日
發(fā)明者陳偉軍 申請(qǐng)人:陳偉軍