[發明專利]一種釩鈦灰鑄鐵制動鼓及其制備方法

有效

• 申請號: 201410225523.6
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN103993221B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 陳國;武廣波;陳艷
• 申請（專利權）人: 陳國
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C33/08;B22D3/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 韓雪;詹永斌

技術領域

本發明涉及鑄造金屬材料領域，涉及一種汽車用高強度高耐磨性釩鈦鑄鐵制動鼓制造技術，具體為一種釩鈦灰鑄鐵制動鼓的制備方法。?

背景技術

汽車制動鼓在熱疲勞和磨損條件下使用，因此，要求制動鼓材質具有良好的耐熱疲勞性能和耐磨性能。汽車制動鼓普遍采用高強度灰鑄鐵生產，其材質發展方向為高導熱性和高強度。一般通過提高含碳量和改善石墨形態提高導熱性，通過加入合金元素提高強度。普通鑄鐵制動鼓材質牌號為HT250，含碳量3.2-3.5％，加入0.3-0.6％銅、鉻合金化處理，要求A型石墨為主，珠光體95％以上，強度大于250MPa。?

鑄鐵制動鼓生產工藝流程包括：配料、熔煉、孕育處理、澆注、打箱、清理、機加工、檢驗、包裝。?

普通鑄鐵制動鼓抗熱疲勞性差，其失效形式一般為熱疲勞裂紋擴展導致開裂。抗熱疲勞性能取決于導熱性和強度，即導熱性和強度越高，抗熱疲勞性越好。改善抗熱疲勞性可從兩方面采取措施，一是提高含碳量以形成更多石墨和改善石墨形態，從而提高導熱性；二是通過合金化等方法提高強度。由于增加含碳量會顯著降低強度，因此，為兼顧導熱性和強度，需將碳控制在合適范圍內。為提高強度，常用Ni、Cr、Mo、Cu等元素合金化。目前，采用最多的是加Cr、Cu，Cr價格便宜，提高強度效果好，但加入量不能過多，否則使材質變脆，Cu相比Ni、Mo價格便宜，且屬于石墨化元素，對石墨形態有利，成為常用提高強度的合金化元素。Ni、Mo價格昂貴，較少使用。普通鑄鐵制動鼓耐熱疲勞性?和耐磨性差，使用壽命低，且需加入貴重合金，制造成本高。?

釩鈦在鑄鐵中以固溶、析出相和塊狀化合物形式存在，具有細化石墨改善石墨形態分布和細化強化基體提高強度和耐磨性的作用。釩鈦在鑄鐵中形成彌散分布的細小顆粒狀高硬度碳氮化釩和碳氮化鈦(VC—HV2800、TiC—3300)，對提高耐磨性發揮重要作用。釩鈦鑄鐵的組織特點是在強韌化的基體上彌散分布著極高硬度的細小質點，使其具有耐磨性好且磨損均勻的特性。釩鈦通過提高鑄鐵常溫和高溫強度來提高其耐熱疲勞性，且釩鈦提高鑄鐵高溫強度的效果更為顯著。與普通鑄鐵制動鼓加入貴重合金提高強度不同，本發明釩鈦鑄鐵制動鼓采用價格便宜的釩鈦生鐵為原料，利用釩鈦生鐵帶入的釩鈦元素合金化，不但合金化效果好，而且生產成本低。因此，本發明釩鈦鑄鐵制動鼓較普通鑄鐵制動鼓具有更高的耐熱疲勞性和耐磨性，使用壽命更高，且具有成本優勢。?

國內曾有過釩鈦鑄鐵制動鼓研究和生產先例，攀鋼大修廠曾經生產過釩鈦鑄鐵制動鼓，但其成分中含有0.3％的鉬，成本高，采用冷型覆砂造型工藝，工藝復雜，且未能大批量生產。專利“高強度汽車制動輪轂鑄造配方及工藝”(申請號：200610051293.1)所述制動輪轂成分中含鉻0.5～0.8％，釩0.05～0.09％，鈦0.05～0.09％，雖屬于釩鈦鑄鐵制動鼓，但以鉻為主要合金元素，成分范圍與本發明有顯著差異，且未見批量生產。?

發明內容

本發明正是基于以上技術問題，提供成本低廉，通過釩鈦獨特合金化作用，提高鑄鐵制動鼓的耐熱疲勞性和耐磨性，從而提高鑄鐵制動鼓的使用壽命的一種釩鈦灰鑄鐵制動鼓的制備方法。?

本發明的技術方案為：?

一種釩鈦灰鑄鐵制動鼓其組分按質量百分比計為：C：3.2～3.6％，Si：1.6～1.9％，Mn:0.6～0.9％，P≤0.10％，S：0.07～0.12％，V：0.15～0.20％，Ti：0.07～0.12％，Cr：0.25～0.35％，余量為Fe及其它不可避免的雜質。?

所述的釩鈦灰鑄鐵制動鼓的抗拉強度為280～320MPa，硬度為HB200～220，其金相組織為：A型石墨85％以上，石墨長度3～5級，珠光體≥98％，碳化物+磷共晶≤2％。?

一種釩鈦灰鑄鐵制動鼓的制備方法，包括以下步驟：?