[发明专利]一种货车制动鼓用低合金灰铸铁材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种灰铸铁材料，更具体地说，尤其涉及一种货车制动鼓用低合金灰铸铁材料。本发明同时还涉及上述低合金灰铸铁材料的制备方法。

背景技术

汽车制动鼓是最常见的制动装置，结构紧凑且制动功率大，它作用于汽车前后轮毂，不仅是影响汽车的制动性能，而且也影响着车轮的平衡度，同时对货车的安全性能起到保障作用。随着我国物流、交通运输业的快速发展，货车正在向高速和重载方向发展，为保证货车的行驶安全性能要求，因此对货车制动鼓材料和制备工艺提出了更高的工艺和性能要求。

普通制动鼓采用灰铸铁材料制备，灰铸铁具有良好的流动性、铸造性能，制造成本低，铸件质量容易控制而且具有其特定的优良性能，如抗疲劳耐磨性、减震性及加工性能等，使得灰铸铁自问世以就在铸造生产中成为许多铸件的首选材料，如发动机缸体缸盖及缸套、钢锭模、机床床身及导轨、旋转压缩机气缸、活塞环、输水管道等都是采用灰铸铁进行生产制造的。

同时,随着汽车载重和速度的增加,使得所需要的制动鼓材料应当发展成同时具有高强度、高抗热疲劳性和良好的耐磨性。抗热疲劳性随着石墨含量的增加而增加,强度则因石墨片的改善或随珠光体的增加而增加。石墨的含量主要取决于C含量,但也受Si和Cu及Sn的小范围影响。石墨片的形状和大小,以及珠光体的强度受到其他合金的影响,特别是Mo、Cr、Cu和Sn。因此材料向合金铸铁方面发展，并得到研究及应用。目前，现有的技术和灰铁材料有其本身性能限制，容易造成汽车制动鼓的寿命短，更换频繁，甚至易造成安全事故。

发明内容

本发明的前一目的在于针对上述现有技术的不足，提供抗疲劳性和耐磨性能优异且综合力学性能理想的货车制动鼓用低合金灰铸铁材料。

本发明的后一目的在于提供一种制备上述低合金灰铸铁材料的方法。

本发明的前一技术方案是这样实现的：一种货车制动鼓用低合金灰铸铁材料，该材料主要包括下述质量百分比的化学成份：C:3.00～3.70％，Si:1.5～2.8％，Mn:0.38～1.5％，S≤0.04％，P≤0.08％，Mg:0.02～0.04％，Cr:0.20～0.50％，V:0.2～0.5％，Mo:0.2～0.45％，Sn:0.04～0.10％，余量为铁；

优选地，该材料主要包括下述质量百分比的化学成份：C:3.10～3.50％，Si:1.55～2.5％，Mn:0.40～1.3％，S≤0.03％，P≤0.06％，Mg:0.03～0.04％，Cr:0.25～0.45％,V:0.25～0.45％，Mo:0.25～0.35％，Sn:0.05～0.08％，余量为铁；

进一步优选地，该材料主要包括下述质量百分比的化学成份：C:3.25％，Si:1.59％，Mn:0.42％，S：0.029％，P：0.043％，Mg:0.035％，Cr:0.4％，V:0.27％，Mo:0.30％，Sn:0.06％，余量为铁。

上述的一种货车制动鼓用低合金灰铸铁材料中，该材料还包括下述质量百分比的化学成份：Ni:0.2～0.5％，Cu:0.30～0.70％；优选地，该材料还包括下述质量百分比的化学成份：Ni:0.25～0.45％，Cu:0.35～0.60％；进一步优选地，该材料还包括下述质量百分比的化学成份：Ni:0.31％，Cu:0.5％。

本发明的后一技术方案是这样实现的：一种货车制动鼓用低合金灰铸铁材料的制备方法，其中该方法包括下述步骤：

(1)铁液熔炼：根据配方量配制好原材料，将配制好的原材料加入中频感应电炉加热熔炼得到合金铁水；待合金铁水温度达到1480～1550℃时出炉；

(2)孕育处理：将孕育剂置于浇包中，冲入合金铁水，进行灰铁孕育处理，孕育时间是30s～120s，搅拌除渣，待灰铁铁液处理好后，准备后续浇注；

(3)浇注工艺：将步骤(2)孕育处理好的灰铁铁液浇入砂型型腔中，浇注温度1380～1450℃，铁液凝固冷却并清理后，得到本发明的货车制动鼓用低合金灰铸铁材料。

上述的货车制动鼓用低合金灰铸铁材料的制备方法中，步骤(2)所述孕育剂为硅钡孕育剂，加入量为原料总质量的0.8～1.2％。

本发明采用上述技术方案所生产的低合金灰铸铁材料，由于加入了适量的合金元素，可以有效提高灰铸铁的强度，同时确保C、Si一定的当量，可以避免缩松缩孔等铸造缺陷的产生。与现有技术相比，具有下述的优点：