專利名稱：一種雙金屬復(fù)合材料制動(dòng)鼓的成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制動(dòng)鼓的成型方法，具體是一種雙金屬復(fù)合材料制動(dòng)鼓的成型方法。
背景技術(shù)：
隨著交通運(yùn)輸業(yè)的蓬勃發(fā)展，為汽車工業(yè)注入了活力。汽車工業(yè)的發(fā)展為汽車零部件特別是鑄造企業(yè)的發(fā)展提供了巨大的發(fā)展空間。制動(dòng)鼓作為汽車制動(dòng)系統(tǒng)中的主要磨損消耗件，由于其結(jié)構(gòu)緊湊，性能可靠，制動(dòng)功率大等優(yōu)點(diǎn)，市場(chǎng)需求量巨大?，F(xiàn)在市場(chǎng)上使用的制動(dòng)鼓的材質(zhì)主要分兩類，一類是鑄鐵，用于大中型車倆 ’另一類是鋁基復(fù)合材料，主要用于小型車輛。鑄鐵作為大部分車用制動(dòng)鼓材質(zhì)的原因主要在于其較好的鑄造性能、易于切削加工，耐磨性和導(dǎo)熱性都較好而且價(jià)格便宜。但是它的缺點(diǎn)也不少，主要是抗熱疲勞性比較差，容易疲勞進(jìn)而斷裂報(bào)廢；重量偏大，在當(dāng)今盡量減少車輛重量而節(jié)省燃油方面，已不合時(shí)宜，必須改進(jìn)。為了減少普通鑄鐵制動(dòng)鼓的斷裂報(bào)廢和重量偏大的問題，想到用復(fù)合鑄造的方法將具有兩種不同性能的金屬材料鑄造成一個(gè)完整的制動(dòng)鼓，使鑄件的不同部分具有不同的的性能以滿足使用的要求。具體是用結(jié)合鋼具有的良好的力學(xué)性能和鑄鐵的較好的耐磨性、耐熱性，達(dá)到復(fù)合的目的，解決目前鑄鐵制動(dòng)鼓存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決單純的鑄鐵制動(dòng)鼓存在的上述問題，本發(fā)明提供一種雙金屬復(fù)合材料制動(dòng)鼓的成型方法，采用低碳鋼和鑄鐵，通過壓力加工和離心鑄造相結(jié)合的方法，設(shè)計(jì)了一種綜合兩種材料優(yōu)點(diǎn)的制動(dòng)鼓，最終使制動(dòng)鼓在鋼的力學(xué)性能方面和鑄鐵的耐磨性、耐熱性、 良好的鑄造性能和切削加工性能方面達(dá)到了完美統(tǒng)一。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種雙金屬復(fù)合材料制動(dòng)鼓的成型方法，過程如下先將壁厚8mm的低碳鋼(08鋼或10鋼)鋼管沖壓，制成圓周管壁呈波浪形的制動(dòng)鼓外套，制成的制動(dòng)鼓外套壁厚為5mm，高度為270mm，最大外直徑為400mm ;再將鐵水熔化，并使鐵水在 138(T139(TC下保溫；將低碳鋼制動(dòng)鼓外套置于臥式離心鑄造機(jī)中，并控制臥式離心鑄造機(jī)的轉(zhuǎn)速為75(T980r/min，使制動(dòng)鼓外套預(yù)熱到900°C后，隨即向制動(dòng)鼓外套內(nèi)澆注熔化好的鐵水，在鑄造機(jī)的旋轉(zhuǎn)中完成鑄造，鐵水的用量為578(T5860cm3，澆鑄鐵水過程保證在 IOmin之內(nèi)完成，以防止制動(dòng)鼓外套低碳鋼內(nèi)部的奧氏體組織粗大；等到鐵水凝固完畢，先將復(fù)合鑄鐵的制動(dòng)鼓外套機(jī)冷到500°C，然后推出機(jī)缸，空冷，即可得到復(fù)合低碳鋼和鑄鐵兩種金屬材料的制動(dòng)鼓，制動(dòng)鼓的內(nèi)直徑為360mm，制動(dòng)鼓內(nèi)壁鑄鐵的高度為240mm。所用鐵水的質(zhì)量百分比組成為3. 41 3. 45%C、1. 75%Si、0. 67 O. 72%Μη、0· 46%Cr 和93. 6 93. 71%Fe,以及不超過O. 02%的P和S。有益效果
I、本發(fā)明制作的制動(dòng)鼓，其外層材質(zhì)為低碳鋼，組織是大量鐵素體和少量的珠光體，具有較好的力學(xué)性能；內(nèi)層工作面材質(zhì)為灰鑄鐵，有較好的耐磨性和耐熱性；低碳鋼和灰鑄鐵冶金結(jié)合的過渡區(qū)為中間層，厚度在200 μ m以上，組織為珠光體，界面結(jié)合質(zhì)量很高，機(jī)械性能良好，這使兩種金屬材質(zhì)很好的復(fù)合在一起，發(fā)揮了各自的優(yōu)點(diǎn)。2、制動(dòng)鼓外套的外表面為波浪形設(shè)計(jì)，一方面增大了低碳鋼和鑄鐵的接觸面積， 使得結(jié)合面增大，結(jié)合力增強(qiáng)，另一方面利用了兩種材料熱膨脹系數(shù)的差別，使得內(nèi)層受到外層的壓應(yīng)力，提高了二者的結(jié)合強(qiáng)度。3、本發(fā)明用低碳鋼和鑄鐵制作的制動(dòng)鼓在同樣的力學(xué)性能要求下，其壁厚比純鑄鐵的制動(dòng)鼓薄近1/6,這至少減輕了制動(dòng)鼓15%的重量。


圖I為雙金屬復(fù)合材料制動(dòng)鼓的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為用掃描電鏡在低倍鏡下觀察制動(dòng)鼓低碳鋼和鑄鐵中間結(jié)合部的微觀組織形貌圖。圖3為用掃描電鏡在高倍鏡下觀察制動(dòng)鼓低碳鋼和鑄鐵中間結(jié)合部的微觀組織形貌圖。圖I中的標(biāo)號(hào)為1、低碳鋼材質(zhì)的制動(dòng)鼓外壁，2、鑄鐵材質(zhì)的制動(dòng)鼓內(nèi)層工作面。
具體實(shí)施例方式—種雙金屬復(fù)合材料制動(dòng)鼓的成型方法，過程如下先將壁厚8mm的低碳鋼(08鋼或10鋼)鋼管沖壓，制成圓周管壁呈波浪形的制動(dòng)鼓外套，制成的制動(dòng)鼓外套壁厚為5mm， 高度為270mm，最大外直徑為400mm ;再將鐵水熔化，并使鐵水在138(Tl390°C下保溫；將低碳鋼制動(dòng)鼓外套置于臥式離心鑄造機(jī)中，并控制臥式離心鑄造機(jī)的轉(zhuǎn)速為75(T980r/min, 使制動(dòng)鼓外套預(yù)熱到900°C后，隨即向制動(dòng)鼓外套內(nèi)澆注熔化好的鐵水，在鑄造機(jī)的旋轉(zhuǎn)中完成鑄造，鐵水的用量為578(T5860cm3，澆鑄鐵水過程保證在IOmin之內(nèi)完成，以防止制動(dòng)鼓外套低碳鋼內(nèi)部的奧氏體組織粗大；等到鐵水凝固完畢，先將復(fù)合鑄鐵的制動(dòng)鼓外套機(jī)冷到500°C，然后推出機(jī)缸，空冷，即可得到復(fù)合低碳鋼和鑄鐵兩種金屬材料的制動(dòng)鼓，制動(dòng)鼓的內(nèi)直徑為360mm，制動(dòng)鼓內(nèi)壁鑄鐵的高度為240mm。所用鐵水的質(zhì)量百分比組成為3. 41 3. 45%C、1. 75%Si、0. 67 O. 72%Μη、0· 46%Cr 和93. 6 93. 71%Fe,以及不超過O. 02%的P和S。
權(quán)利要求
1.一種雙金屬復(fù)合材料制動(dòng)鼓的成型方法，其特征在于包括如下步驟(1)、先用沖壓設(shè)備沖壓壁厚為8mm的低碳鋼鋼管，將其制成圓周管壁呈波浪形的制動(dòng)鼓外套，制成的制動(dòng)鼓外套壁厚為5mm，高度為270mm，最大外直徑為400mm ；(2)、將鐵水熔化，并使鐵水在138(Tl390°C下保溫；(3)、將制動(dòng)鼓外套置于臥式離心鑄造機(jī)中，并控制臥式離心鑄造機(jī)的轉(zhuǎn)速為 75(T980r/min，使制動(dòng)鼓外套預(yù)熱到900°C，隨即向制動(dòng)鼓外套內(nèi)澆注熔化好的鐵水，在旋轉(zhuǎn)中完成鑄造，鐵水的用量為578(T5860cm3 ；(4)、等到鐵水凝固完畢，先機(jī)冷到500°C，然后將復(fù)合鑄鐵的制動(dòng)鼓外套推出機(jī)缸，空冷，即可得到復(fù)合低碳鋼和鑄鐵兩種金屬材料的制動(dòng)鼓，制動(dòng)鼓的內(nèi)直徑為360mm，制動(dòng)鼓內(nèi)壁鑄鐵的高度為240mm。
2.如權(quán)利要求I所述的一種雙金屬復(fù)合材料制動(dòng)鼓的成型方法，其特征在于 所述的鐵水的質(zhì)量百分比組成為3. 41 3. 45%C、1. 75%Si、0. 67 O. 72%Μη、0· 46%Cr、 93. 6 93. 71%Fe,以及不超過O. 02%的P和S。
全文摘要
一種雙金屬復(fù)合材料制動(dòng)鼓的成型方法，涉及制動(dòng)鼓的成型方法，首先將低碳鋼鋼管制作成一個(gè)圓周管壁呈波浪形的制動(dòng)鼓外套，然后將制動(dòng)鼓外套置于臥式離心鑄造機(jī)中，并在一定的溫度下澆鑄熔化好的鐵水，這樣即可在鑄造機(jī)中完成鑄造，并最終得到了復(fù)合低碳鋼和鑄鐵兩種金屬材質(zhì)的制動(dòng)鼓。本發(fā)明制作的復(fù)合兩種金屬材質(zhì)的制動(dòng)鼓，能充分的發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，且界面的結(jié)合質(zhì)量很高，重量也較輕。
文檔編號(hào)C22C37/10GK102601337SQ20121006102
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者盧高, 喻惠武, 李洛利, 李繼文, 王文焱, 王愛琴, 謝敬佩 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)