[發(fā)明專利]一種用于剎車片的高硬度摩擦塊的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201610234585.2
• 申請日: 2016-04-15
• 公開（公告）號: CN105779891A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊國軍
• 申請（專利權(quán)）人: 蕪湖德業(yè)摩擦材料有限公司
• 主分類號: C22C38/18
• 分類號: C22C38/18;C22C38/02;C22C38/12;C22C38/14;C21D1/20
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34119
• 代理人: 程篤慶;黃樂瑜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及剎車片技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于剎車片的高硬度摩擦塊的 制備方法。

背景技術(shù)

汽車剎車片對汽車運行的安全性、可靠性有著至關(guān)重要的影響，是汽車非 常重要的零部件之一。

目前，國外汽車剎車片多采用樹脂基摩擦片，其使用溫度一般不高于250℃， 溫度過高會造成摩擦片樹脂基體的老化、開裂，使摩擦片磨損率急劇增加，摩 擦系數(shù)也發(fā)生很大的變化。現(xiàn)在普遍采用的是粉末冶金法制備的金屬基復(fù)合材 料摩擦片，其具有導熱性能好、摩擦副溫升低、許用溫度高等優(yōu)點。粉末冶金 制動材料的使用溫度較高，當制動溫度達到500℃時，它仍能保持較小的磨損率 和較優(yōu)良的摩擦特性，對制動盤的熱影響較小，并能保證汽車在惡劣氣候條件 下安全運行。

但目前汽車剎車片中制動摩擦塊需要吸收的制動能量越來越大，溫度可高 達700℃，會引起剎車摩擦塊易出現(xiàn)發(fā)生形變等問題。

發(fā)明內(nèi)容

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種用于剎車片的高硬度摩 擦塊的制備方法，所得摩擦塊耐磨性能優(yōu)異，硬度可達HRC72，沖擊韌性可達 8J/cm²，滿足實際使用過程中對摩擦塊的要求。

本發(fā)明提出的一種用于剎車片的高硬度摩擦塊的制備方法，包括如下步驟：

S1、將原料在氬氣氣氛中升溫至熔融狀態(tài)，然后真空保溫得到物料a，其中 物料a按重量百分比包括：C：0.6～0.9％，Si：0.3～0.4％，V：0.2～0.3％，W： 0.07～0.10％，Nb：0.05～0.08％，Zr：0.03～0.04％，Cr：3.3～3.6％，Ti：0.002～ 0.005％，Sc：0.003～0.006％，Bi：0.005～0.008％，B：0.06～0.09％，Y：0.07～ 0.10％，S≤0.015％，P≤0.015％，余量為Fe；

S2、將物料a出爐進行澆注，冷卻至400～500℃，進行表面機加工得到物 料b；

S3、將物料b升溫至T₁℃進行奧氏體化，然后保溫3～4h，取出置于溫度 為220～230℃的硝鹽浴中，升溫至T₂℃，保溫4～5h得到用于剎車片的高硬度 摩擦塊；其中T₁＝1100+K₁×240×100×(n_C+n_W+n_Zr)/28.7，T₂＝345+ K₂×100×(n_C+n_W+n_Zr)，K₁的值為5～8，K₂的值為28～30，n_C、n_W、n_Zr分別表示 碳元素、鎢元素和鋯元素在物料a中所占重量百分比。

本發(fā)明中各元素作用如下：

碳(C)：作為形成石墨球的主要元素，可以有效的控制石墨個數(shù)及石墨大小， 同時，適當?shù)奶籍斄靠梢允硅F液易于流動，增加鐵液的充型能力，減少縮松縮 孔，提高鑄件的致密性，但是碳含量過高，容易產(chǎn)生石墨漂浮，影響鑄鐵的性 能，還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力，增加鋼的冷脆性和時效敏感性。

硅(Si)：作為強烈促進石墨化的元素，又能起到孕育的效果。較高的含硅量 對鑄件的澆注及自補縮都有很大的好處，能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點和 抗拉強度。硅含量高些，對形成球狀石墨有利，但硅含量超過3.0％時，沖擊韌 性會急劇降低，還能降低鋼的焊接性能。硅和鉬、鎢、鉻等結(jié)合，有提高抗腐 蝕性和抗氧化的作用。

釩(V)：作為鋼的優(yōu)良脫氧劑，可細化組織晶粒，提高強度和韌性。釩與碳 形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。

鎢(W)：可與碳形成碳化鎢，具有很高的硬度和耐磨性，能顯著提高紅硬性 和熱強性。

鈮(Nb)：能細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強度、抗大氣 腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力，改善焊接性能，防止晶間腐蝕現(xiàn)象，但 塑性和韌性有所下降。

鋯(Zr)：在鋼中作用與鈮、鈦、釩相似，有脫氧、凈化和細化晶粒的作用， 提高鋼的低溫韌性，消除時效現(xiàn)象，提高鋼的沖壓性能。