[发明专利]一种汽车制动鼓的铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车制动鼓的铸造方法。

背景技术

目前，现有技术中的汽车制动鼓常用灰铸铁HT250制作，因灰铸铁铸造性能好但强度差，为增加强度，厂家会在工作部位增加厚度，或者直接在制动鼓外面加上钢圈，这样处理后制动鼓的使用寿命仍然只能维持在0.5～1年，且多以炸裂报废，给汽车制动带来安全隐患。现有技术中的汽车制动鼓的铸造材料和方法不当，容易造成汽车制动鼓的寿命短，更换频繁，导致材料消耗严重、产品性能不理想等问题。

如CN101618452B公开的一种汽车用制动鼓的制作方法，是用灰铸铁HT250制作空心圆形鼓状内衬刹车套，刹车套外部紧包有用球墨铸铁QT450-15制作的外套，该方案的内衬刹车套和外套为两种材料，靠热镶铸技术结合在一起，长期使用虽能延长汽车制动鼓的使用寿命，可抗压性和耐磨性不够理想。

又如CN102041430A公开的一种用于钛合金制动鼓的制备方法，该方案的成本较高。

再如CN101417326B公开的一种汽车制动鼓的铸造方法及模具，主要是创新了铸造型箱的结构，该方案由于不涉及汽车制动鼓本身材料的改进，因而对于提高汽车制动鼓产品的抗压性和耐磨性没有太大意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种汽车制动鼓的铸造方法，通过对制动鼓材料的改进，解决了灰铸铁制动鼓性能不理想的问题。

本发明的目的是通过如下技术方案予以实现的。

一种汽车制动鼓的铸造方法，主要包括如下步骤：

（1）配制原料，熔炼得到铁水：以废铁和生铁配制原料，原料中各化学成分的重量百分配比为C3.2%～3.5%，Si2%～2.3%，Mn0.5%～0.8%；V0.2～0.3%，Ti0.15～0.3%，余量为Fe和不可避免的杂质，其中珠光体的含量为94%～97%；所述不可避免的杂质包括P和S，其含量分别为：P≤0.1，S≤0.1；将配制的原料加入温度为1530～1590℃的感应炉中熔炼，得到铁水；

（2）将铁水倒入浇包中孕育：将步骤（1）所得铁水倒入浇包中进行包内孕育，孕育时间为5～10min；其中，铁水倒入浇包时的出炉温度为1460～1490℃，在铁水倒入浇包前先加入铁水重量1%～1.5%的孕育剂硅铁合金，待铁水冲入后搅拌、扒渣；

（3）浇铸砂型，加工成制动鼓：将步骤（2）中的孕育所得物倒入砂型腔中进行浇注，浇注温度为1410～1440℃，15min内浇注完毕，待浇注冷却后，进行清理然后加工成汽车制动鼓。

下面以试验例进一步解释本发明的有益效果：

在100kg中频感应炉中加入经烘干的生铁和废铁共kg，升温熔炼，熔炼温度控制在1530℃，以保证熔体纯净度。在熔体中加入粒度为40～60mm的冰晶石作为造渣剂，加入量为1.0～1.5。按本发明配方进行炉前检验化学成分，成分合格后，浇注湿砂型三角试块，使三角试块的白口宽度≤4mm。然后将铁水出炉倒入100kg浇包中，出炉温度控制为1460～1490℃，出炉前在浇包底部加入预热烘烤了的1%～1.5%的粒度为40～60mm的硅铁合金作为孕育剂，进行包内孕育。孕育后浇注湿砂型三角试块，使三角试块的白口宽度≤1.5mm则孕育合格。接着在6min内浇注，浇注温度控制在1410～1440℃。按照GB9439-88相关标准在湿砂型中浇注成直径为30×300的试样棒。

按上述方法制备得到3份化学成分含量不同的试样棒，以现有技术中的普通灰铸铁HT250试样棒为对照进行比较，结果如表1所示。

表1试样棒化学成分比较

表1中的1号试样棒为本发明碳含量下限试样棒，2号试样为本发明碳含量靠上限试样棒，3号试样为本发明碳含量上限试样棒，4号试样为现有技术中普通灰铸铁HT250试样棒。

将上述编号1、2、3、4的试样棒按照GB977-84的标准分别加工为抗拉强度试样；按GB/T12444.2-2006标准各加工1块耐磨性试样；按照GB231-84标准各加工3块硬度试样。在室温下以电子拉伸试验机（300kN）进行拉伸实验，抗拉强度及硬度测试结果见表2。在高速环块磨损试验机上，以干摩擦、载荷49N、对磨材料GCr15钢、对磨环转速300r/min、外环直径49.22mm、摩擦时间30min的实验条件进行耐磨实验，耐磨性试验结果见表3。

表2抗拉强度及硬度