[發明專利]一種高碳低硅合金灰鑄鐵制動盤及其制備方法

在審

• 申請號: 202011614519.0
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112853198A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 王建東;王東旭
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司;一汽鑄造有限公司
• 主分類號: C22C37/08
• 分類號: C22C37/08;C22C37/10;B22C9/22;B22D1/00;B22D31/00;C21C1/08;C21D9/00;C22C33/08;F16D65/12
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純

本發明公開了一種汽車用高碳低硅合金灰鑄鐵制動盤，屬于制動盤鑄件技術領域，由如下重量百分比的化學成分組成：碳3.6－3.9％，硅1.2－1.4％，磷≤0.10％，硫≤0.10％，錳0.5－0.7％，鉻≤0.20％，銅0.4－0.6％，鉬0.50－0.6％，鎳0.1－0.2％，其余為鐵。本發明的方法制備的高碳低硅合金灰鑄鐵制動盤具有良好的導熱性、抗拉強度大于240MPa、高溫耐磨性和抗熱疲勞性能，可顯著提高制動安全性和使用壽命；本發明的制備方法，工藝合理。

技術領域

本發明屬于制動盤鑄件技術領域，具體涉及一種汽車用高碳低硅合金灰鑄鐵制動盤及其制備方法。

背景技術

制動盤首先見于國外汽車上，就其使用的方法看，屬于磨擦式制動器的范疇，即是通過摩擦使車輛的動能轉換成熱，再散發到大氣中去的一種裝置。與傳統的鼓式散熱器相比較，其散熱性能好，適于高速行駛，對腳踏力有線性效果。因此，近年來在我國已大量采用，代表一種趨勢，今后包括載重貨車在內，將有一半以上的車輛使用盤式制動器即制動盤。制動盤作為一種易損件、保安件，其結構及材質對汽車的使用性能、安全性能是至關重要的。結構的設計是汽制動盤作為一種易損件、保安件，對其結構及材質都提出了很高的要求，尤其是材質。

目前國內產制動盤多采用灰鑄鐵材料，即常規的灰鑄鐵成分(有的加微量元素合金化)，由于碳含量低，組織中石墨析出量偏少，石墨化組織分散，基體組織也達不到合金化指標要求，導熱性能和耐磨性能都欠佳，使用中存在易磨損及制動性能不穩定等缺點，致使制動盤與整車壽命不同步，使用中需多次更換制動盤，給用戶帶來一定的安全隱患和經濟負擔。而高碳當量鑄鐵的強度較低，但具有較高的減震性能和良好的熱傳導性能。

目前，含碳量在3.6％-3.9％的高碳制動盤一般硅含量在 1.6％-2.6％之間。要制造出抗拉強度達到240MPa以上的灰鑄鐵鑄件，一般加入錳、鉻、銅、鉬、鎳后，還需要增加氮化釩、鈮、稀土等多種方法，生產難于控制、成本較高。

發明內容

為了解決現有技術中高碳硅當量和高珠光體含量不能共存的問題，本發明提供了一種汽車用高碳低硅合金灰鑄鐵制動盤及其制備方法，本發明所述的高碳低硅合金灰鑄鐵制動盤可以保證較高碳的情況下，鑄鐵制動盤獲得良好的綜合性能。

本發明通過如下技術方案實現：

一種汽車用高碳低硅合金灰鑄鐵制動盤，由如下重量百分比的化學成分組成：碳3.6－3.9％，硅1.2－1.4％，磷≤0.10％，硫≤0.10％，錳0.5－0.7％，鉻≤0.20％，銅0.4－0.6％，鉬0.50－0.6％，鎳 0.1－0.2％，其余為鐵。

優選地，一種汽車用高碳低硅合金灰鑄鐵制動盤，由如下重量百分比的化學成分組成：碳3.65％，硅1.33％，磷0.02％，硫0.07％，錳0.60％，鉻0.17％，銅0.55％，鉬0.55％，鎳0.15％，其余為鐵。

優選地，一種汽車用高碳低硅合金灰鑄鐵制動盤，由如下重量百分比的化學成分組成：碳3.89％，硅1.23％，磷0.03％，硫0.05％，錳0.67％，鉻0.19％，銅0.48％，鉬0.58％，鎳0.17％，其余為鐵。

優選地，一種汽車用高碳低硅合金灰鑄鐵制動盤，由如下重量百分比的化學成分組成：碳3.61％，硅1.38％，磷0.04％，硫0.04％，錳0.53％，鉻0.15％，銅0.53％，鉬0.53％，鎳0.13％，其余為鐵。

本發明的另一目的在于提供了一種汽車用高碳低硅合金灰鑄鐵制動盤的制備方法，具體步驟如下：

a、準備原材料：錳鐵、硅鐵、鉬鐵、電解銅、高碳鉻鐵、電解鎳、低硫增碳劑、回爐料和車身廢鋼；

b、熔煉：把稱量好的低硫增碳劑、硅鐵、錳鐵、鉬鐵、電解銅、高碳鉻鐵、電解鎳和車身廢鋼加入爐內，然后用中頻感應爐加熱，投料順序按照上述順序投料；