[发明专利]一种高强度汽车制动毂及其铸件生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度汽车制动毂，同时还涉及该制动毂铸件生产方法。

背景技术

随着汽车技术不断向高速、重载等方向发展，对汽车制动毂的使用寿命提出了更高的要求，在低速轻载条件下，性能表现尚好的制动毂逐渐不能满足目前的使用要求，主要表现在：(1)硬度偏低，不耐磨；(2)造成制动带出现硬质的亮点，使制动带出现凹凸不平，制动异响；(3)制动时产生热疲劳网状裂纹——龟裂，易导致制动毂断裂，使制动毂制动效果差，使用寿命大大降低，严重影响汽车行驶的安全性。

为解决上述问题，国内生产厂家采取的方法普遍是加入Cu、Cr、Mo等少量合金元素来改善汽车制动毂灰铸铁性能，本申请人经过研究试验确认，通过加入Cr、V、Ti也可获得机械性能较好的灰铸铁，该技术申请的发明专利已进入实质审查阶段。(专利申请号：200610051293.1)。

发明内容

本发明的目的是再次提供一种高强度汽车制动毂及其铸件生产方法，以进一步降低生产成本、提高汽车制动毂性能。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明所述制动毂经炉料熔炼、铁水孕育、浇注、退火、清砂、机械加工制得，该制动毂坯件熔炼时炉料为废钢、回炉料(废生铁)，其重量百分比为：废钢40％，回炉料60％；铁水孕育时使用的孕育剂为锑复合孕育剂。

所述锑复合孕育剂为锑(Sb)+锶(Sr)、硅(Si)孕育剂。

本发明所述汽车制动毂铸件生产方法包括下述步骤：炉料熔炼、铁水孕育及浇注，其中熔炼时炉料为废钢、回炉料，其重量百分比为：废钢40％，回炉料60％；铁水孕育时使用锑复合孕育剂。

锑复合孕育剂为锑(Sb)+锶(Sr)硅(Si)孕育剂

锶硅孕育剂组份及各组份重量百分比为：

锶(Sr)0.6-0.9％、硅(Si)59-62％、锰(Mn)0.15、钡(Ba)1.4-1.9％、铝(Al)∠0.15％、铼(Re)0.4-0.9％、钛(Ti)≤0.9、钙(Ca)1.8-2.8％，其余为铁。

锑加入量不大于铁水总重量的0.05％，锶硅孕育剂的加入量为铁水总重量的0.2-0.3％，孕育剂加在出铁口。

本发明采用锑复合孕育技术可提高汽车制动毂铸件强度和硬度，使产品抗拉强度高于220Mpa/mm²，布氏硬度达210HB，性能指标优于国内同类产品。尤为重要的是因本发明采用废钢为主要炉料之一，不含新生铁，因此可节约原材料费用1400  元/吨，单位产品生产成本降低21.5％。

具体实施方式

本发明所述高强度汽车制动毂是经炉料熔炼、铁水孕育、浇注、退火、清砂、机械加工制得，该制动毂坯件熔炼时炉料为废钢、回炉料，其重量百分比为：废钢40％，回炉料(废生铁)60％；孕育剂选用锑复合孕育剂。

所述锑复合孕育剂为锑(Sb)+锶(Sr)硅(Si)孕育剂。

该制动毂坯件熔铸方法包括：炉料熔炼、铁水孕育、浇注，具体步骤为：

按废钢40％，回炉料(废生铁)60％备料，加入冲天炉，并在炉中加入适量熔化金属炉料的焦炭按常规工艺要求进行熔炼；在出铁口加入锑复合孕育剂进行铁水孕育后浇注。

所述锑复合孕育剂为锑+锶硅孕育剂。

锶硅孕育剂组份及各组份重量百分比按下述数值选用：

锶(Sr)0.8％、硅(Si)6 0％、锰(Mn)0.15、钡(Ba)1.7％、铝(Al)0.13％、铼(Re)0.7％、钛(Ti)0.8、钙(Ca)2.5％，其余为铁。

锑复合孕育剂中锑的加入量为铁水总重量的0.04％，锶硅孕育剂的加入量为铁水总重量的0.25％。

孕育过程中通过观察，当铁水呈红白色，铁水在孕育过程中火花增多，甚至有大量火星飞舞，前炉边沿的铁水呈透明状，随后浇注时浇冒口上的花纹(结膜时)现粗竹叶状，还有大小如青蛙卵、圆整度好的图案，布满整个视野时，表明铁水孕育效果较好，可满足使用要求。

熔炼时铁水成份主要控制指标包括碳当量CE、磷共晶度Sc、S含量.上述三个指标可以通过测定废钢和回炉料的化学元素含量，按相关公式计算得出。首先根据机械使用手册计算废料中五大元素C、Si、Mn、P、S和微量金属元素Cr、V、Ti的含量，再按公式CE＝C+1/3(Si+P)或CE＝C+1/3Si计算碳当量CE值，按Sc＝C(铸铁含碳量)/Cc(铸铁共晶点含碳量)计算磷共晶度Sc值。考虑回炉料表面有大量的铁锈，熔炼时加入的焦炭也会增硫，故以回炉料中碳含量的1.5倍数值作为铁水中S含量。