一种双金属铁铁复合制动鼓及其制造方法与流程

1.本发明属于汽车制动系统技术领域，具体涉及一种双金属铁铁复合制动鼓及其制造方法。


背景技术：

2.目前市场上应用比较广泛的制动鼓主要有普通灰铁制动鼓、钢铁复合制动鼓、焊接式制动鼓等。普通灰铁制动鼓，强度和刚度不足，易裂纹、掉顶，双金属钢铁复合制动鼓采用强力旋压，为了方便旋压，钢板的硬度和强度不能太高；并且在高温的工况下，双金属钢铁复合制动鼓的外层钢壳易发生相变，强度与刚度急剧下降，故双金属钢铁复合制动鼓仍存在裂纹；焊接式制动鼓的生产工艺复杂，生产成本高；并且焊接式制动鼓的外层也是钢，同样面临着高温相变的问题。目前制动鼓行业急需一种新思路彻底解决制动鼓刚度不足、使用寿命短的问题。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种双金属铁铁复合制动鼓及其制造方法，解决了现有制动鼓刚度不足、使用寿命短的问题。
4.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种双金属铁铁复合制动鼓的制造方法，所述双金属铁铁复合制动鼓的外层采用高强度球铁或者高强度蠕墨铸铁，内层采用的是耐磨灰铸铁；且二者采用冶金结合，具体包括以下步骤：（1）双金属铁铁复合制动鼓的外层高强度度球铁或者高强度蠕墨铸铁采用壳型铸造、静压铸造或其他铸造方法；（2）铸造出外层的铁壳后，用离心浇注复合内层耐磨灰铸铁，离心浇注前在铁壳的内层喷洒一层熔合剂，采用冶金结合。
5.为了进一步增加制动鼓整体强度、刚度，尽可能的增加高强度球铁/蠕铁层的厚度，所述双金属铁铁复合制动鼓外层高强度球铁/蠕铁厚度由制动鼓外圆直径决定，设置内层耐磨灰铸铁的厚度为3
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10mm。
6.作为优选，所述步骤（1）双金属铁铁复合制动鼓外层的浇注温度为1400
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1450℃，浇注时间为每包铁水8
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10分钟。
7.作为优选，所述步骤（2）离心浇注过程中，外壳的转速为600
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800r/min，浇注温度为1450
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1530℃、浇注时间为2
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5s。
8.作为优选，所述高强度球铁采用qt500
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7、qt600
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3、qt700
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2，或更高牌号的球铁。
9.作为优选，所述高强度蠕铁采用rt350、rt550或更高牌号的蠕铁。
10.作为优选，所述内层耐磨灰铸铁采用高合金铸铁，高合金铸铁包括ht200、ht250或ht350。
11.作为优选，步骤（1）中铁水熔炼后，在制动鼓外层铸造浇注前往铁水包里添加1%
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1.8%硅铁稀土镁球化剂。
12.相对于现有技术，本发明的有益效果为： 1、利用本发明的制造方法制得的双金属铁铁复合制动鼓比钢铁复合制动鼓的刚度提高50%左右，使用寿命能提升一倍以上。2、生产设备简单，投资小，生产过程稳定，成品率高。3、在高温环境下，强度与刚度的衰减较小，更适合在恶劣路况下长时间刹车的工程车辆。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
14.图1为本发明双金属铁铁复合制动鼓的结构示意图；图2为本发明双金属铁铁复合制动鼓外层的浇铸过程示意图；图3为图2中b向结构示意图；图4为本发明双金属铁铁复合制动鼓内层的离心浇铸过程示意图；图中，1
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复合制动鼓外层；2
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复合制动鼓内层；101
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浇口杯；102
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上砂芯；103
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浇道；104
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钢丸；105
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砂箱；106
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分型面装配止口；107
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下砂芯；108
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横浇道；109
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离心浇注机；110
‑
自定心卡爪。
具体实施方式
15.下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
16.一种双金属铁铁复合制动鼓的制造方法，所述双金属铁铁复合制动鼓外层1采用高强度球铁或者高强度蠕墨铸铁，复合制动鼓内层2采用的是耐磨灰铸铁；且二者采用冶金结合，具体包括以下步骤：（1）双金属铁铁复合制动鼓的外层高强度度球铁或者高强度蠕墨铸铁采用壳型铸造、静压铸造或其他铸造方法；（2）铸造出外层的铁壳后，用离心浇注复合内层耐磨灰铸铁，离心浇注前在铁壳的内层喷洒一层熔合剂，采用冶金结合。
17.为了进一步增加制动鼓整体强度、刚度，尽可能的增加高强度球铁/蠕铁层的厚度，所述双金属铁铁复合制动鼓外层高强度球铁/蠕铁厚度由制动鼓外圆直径决定，设置内层耐磨灰铸铁的厚度为3
‑
10mm（如图1所示）。
18.实施例1本实施例的铁铁复合制动鼓的制造方法如下：（1）采用壳型铸造的方法铸造得到铁铁复合制动鼓外层铁铁复合制动鼓外层采用高强度球铁，高强度球铁采用qt500
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7，其中qt500
‑
7抗拉强度≥500，屈服强度≥320，伸长率≥7%，硬度180hbw
‑
240hbw。
19.具体操作如下：a、铁水熔炼后，在浇注前往铁水包里添加1%
‑
1.8%硅铁稀土镁球化剂；铁水原液中硫的含量较高时，添加的球化剂取上限；铁水原液中硫的含量较低时，添加的球化剂取下
限。
20.根据铁水原液中的氧含量、硫含量以及球化元素分别与硫、氧化合的相对原子质量的比值就可计算出球化元素脱氧、脱硫的消耗量。残余含量加消耗量即实际需要量，然后再根据吸收率就可求出加入量后，再根据球化剂的成分含量便可得出球化剂用量。
21.b、如图2所示，采用壳型铸造。首先根据球铁外壳的三维模型制作热芯盒模具，一种制动鼓需要2套热芯盒模具，在生产过程中可以根据实际需要放置过滤网，以更好的滤渣，砂箱105的底部预铺20公分厚的钢丸104，将砂芯（砂芯由上砂芯102和下砂芯107组成）放进去后，再往砂芯的四周及砂芯内部填充钢丸，砂芯的上部压20
‑
30公分厚的钢丸104，如图3所示，通过相邻两个横浇道108之间的间隙往内部填充钢丸104；钢丸104必须用震动器将钢丸震实，以防胀箱、跑火。浇注温度为1400
‑
1450℃，浇注时间为每包铁水8
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10分钟。需要严格控制浇注时间、浇注温度。确保充型良好。双金属铁铁复合制动鼓外层高强度球铁厚度由制动鼓外圆直径决定，为了进一步增加制动鼓整体强度、刚度，尽可能的增加高强度球铁层的厚度，浇注完成后，随壳型线冷却、凝固后落砂，扒出工件，然后，抛丸清理，清除掉工件表面的浮砂。
22.（2）内侧复合浇注（用离心浇注复合内层耐磨灰铸铁）如图4所示，用机械手将球铁外壳放置到离心浇注机109的自定心卡爪110上，启动浇注机，工件高速旋转，然后将熔炼的铁水通过浇口杯101倒入壳内。离心浇注过程中，外壳的转速为600
‑
800r/min，浇注温度为1450
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1530℃、浇注时间为2
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5s。在此过程中，需要严格控制外壳的转速以及浇注温度、浇注时间等参数，这些参数设定将会对产品质量造成重大影响。在浇注前需要向外壳内撒入熔合剂，增加熔合度，实现冶金结合。
23.本实施例的双金属铁铁复合制动鼓内层厚度为3
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10mm。浇注完成后，仍然需要进行抛丸清理，然后机加工、动平衡、打刻标识、喷漆、包装入库。
24.实施例2本实施例的铁铁复合制动鼓外层采用高强度蠕铁rt350，其中rt350抗拉强度≥350mpa，屈服强度≥250mpa，伸长率≥1.5%，硬度180
‑
240hbw；其余步骤同实施例1。
25.实施例3本实施例的铁铁复合制动鼓外层采用高强度蠕铁rt550，其中rt550抗拉强度≥550mpa，屈服强度大于等于400mpa，伸长率≥0.5%，硬度240
‑
300hbw；其余步骤同实施例1。
26.实施例4本实施例的铁铁复合制动鼓外层采用高强度球铁qt600
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3，其中qt600
‑
3抗拉强度≥600mpa，屈服强度≥370mpa，伸长率≥3%，硬度210hbw
‑
270hbw；其余步骤同实施例1。
27.实施例5本实施例的铁铁复合制动鼓外层采用高强度球铁qt700
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2，其中，qt700
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2抗拉强度≥700mpa，屈服强度≥420mpa，伸长率≥2%，硬度240hbw
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305hbw；其余步骤同实施例1。
28.台架测试的结果，本发明实施例1
‑
5的双金属铁铁复合制动鼓是普通灰铁制动鼓的4
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5倍，是钢铁复合制动鼓的1
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2倍。
29.本发明未详尽之处均为本领域技术人员所公知的常规技术手段。
30.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明
本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。