專利名稱：一種雙金屬復合材料制動鼓的成型方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制動鼓的成型方法，具體是一種雙金屬復合材料制動鼓的成型方法。
背景技術：
隨著交通運輸業(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。制動鼓作為汽車制動系統(tǒng)中的主要磨損消耗件，由于其結構緊湊，性能可靠，制動功率大等優(yōu)點，市場需求量巨大?，F(xiàn)在市場上使用的制動鼓的材質主要分兩類，一類是鑄鐵，用于大中型車倆 ’另一類是鋁基復合材料，主要用于小型車輛。鑄鐵作為大部分車用制動鼓材質的原因主要在于其較好的鑄造性能、易于切削加工，耐磨性和導熱性都較好而且價格便宜。但是它的缺點也不少，主要是抗熱疲勞性比較差，容易疲勞進而斷裂報廢；重量偏大，在當今盡量減少車輛重量而節(jié)省燃油方面，已不合時宜，必須改進。為了減少普通鑄鐵制動鼓的斷裂報廢和重量偏大的問題，想到用復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完整的制動鼓，使鑄件的不同部分具有不同的的性能以滿足使用的要求。具體是用結合鋼具有的良好的力學性能和鑄鐵的較好的耐磨性、耐熱性，達到復合的目的，解決目前鑄鐵制動鼓存在的問題。

發(fā)明內容
為了解決單純的鑄鐵制動鼓存在的上述問題，本發(fā)明提供一種雙金屬復合材料制動鼓的成型方法，采用低碳鋼和鑄鐵，通過壓力加工和離心鑄造相結合的方法，設計了一種綜合兩種材料優(yōu)點的制動鼓，最終使制動鼓在鋼的力學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到了完美統(tǒng)一。本發(fā)明的技術方案為一種雙金屬復合材料制動鼓的成型方法，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鼓外套，制成的制動鼓外套壁厚為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；將低碳鋼制動鼓外套置于臥式離心鑄造機中，并控制臥式離心鑄造機的轉速為75(T980r/min，使制動鼓外套預熱到900°C后，隨即向制動鼓外套內澆注熔化好的鐵水，在鑄造機的旋轉中完成鑄造，鐵水的用量為578(T5860cm3，澆鑄鐵水過程保證在 IOmin之內完成，以防止制動鼓外套低碳鋼內部的奧氏體組織粗大；等到鐵水凝固完畢，先將復合鑄鐵的制動鼓外套機冷到500°C，然后推出機缸，空冷，即可得到復合低碳鋼和鑄鐵兩種金屬材料的制動鼓，制動鼓的內直徑為360mm，制動鼓內壁鑄鐵的高度為240mm。所用鐵水的質量百分比組成為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)明制作的制動鼓，其外層材質為低碳鋼，組織是大量鐵素體和少量的珠光體，具有較好的力學性能；內層工作面材質為灰鑄鐵，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，界面結合質量很高，機械性能良好，這使兩種金屬材質很好的復合在一起，發(fā)揮了各自的優(yōu)點。2、制動鼓外套的外表面為波浪形設計，一方面增大了低碳鋼和鑄鐵的接觸面積， 使得結合面增大，結合力增強，另一方面利用了兩種材料熱膨脹系數(shù)的差別，使得內層受到外層的壓應力，提高了二者的結合強度。3、本發(fā)明用低碳鋼和鑄鐵制作的制動鼓在同樣的力學性能要求下，其壁厚比純鑄鐵的制動鼓薄近1/6,這至少減輕了制動鼓15%的重量。


圖I為雙金屬復合材料制動鼓的結構示意圖。圖2為用掃描電鏡在低倍鏡下觀察制動鼓低碳鋼和鑄鐵中間結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鼓低碳鋼和鑄鐵中間結合部的微觀組織形貌圖。圖I中的標號為1、低碳鋼材質的制動鼓外壁，2、鑄鐵材質的制動鼓內層工作面。
具體實施例方式—種雙金屬復合材料制動鼓的成型方法，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鼓外套，制成的制動鼓外套壁厚為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；將低碳鋼制動鼓外套置于臥式離心鑄造機中，并控制臥式離心鑄造機的轉速為75(T980r/min, 使制動鼓外套預熱到900°C后，隨即向制動鼓外套內澆注熔化好的鐵水，在鑄造機的旋轉中完成鑄造，鐵水的用量為578(T5860cm3，澆鑄鐵水過程保證在IOmin之內完成，以防止制動鼓外套低碳鋼內部的奧氏體組織粗大；等到鐵水凝固完畢，先將復合鑄鐵的制動鼓外套機冷到500°C，然后推出機缸，空冷，即可得到復合低碳鋼和鑄鐵兩種金屬材料的制動鼓，制動鼓的內直徑為360mm，制動鼓內壁鑄鐵的高度為240mm。所用鐵水的質量百分比組成為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。
權利要求
1.一種雙金屬復合材料制動鼓的成型方法，其特征在于包括如下步驟(1)、先用沖壓設備沖壓壁厚為8mm的低碳鋼鋼管，將其制成圓周管壁呈波浪形的制動鼓外套，制成的制動鼓外套壁厚為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)、將制動鼓外套置于臥式離心鑄造機中，并控制臥式離心鑄造機的轉速為 75(T980r/min，使制動鼓外套預熱到900°C，隨即向制動鼓外套內澆注熔化好的鐵水，在旋轉中完成鑄造，鐵水的用量為578(T5860cm3 ；(4)、等到鐵水凝固完畢，先機冷到500°C，然后將復合鑄鐵的制動鼓外套推出機缸，空冷，即可得到復合低碳鋼和鑄鐵兩種金屬材料的制動鼓，制動鼓的內直徑為360mm，制動鼓內壁鑄鐵的高度為240mm。
2.如權利要求I所述的一種雙金屬復合材料制動鼓的成型方法，其特征在于 所述的鐵水的質量百分比組成為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
一種雙金屬復合材料制動鼓的成型方法，涉及制動鼓的成型方法，首先將低碳鋼鋼管制作成一個圓周管壁呈波浪形的制動鼓外套，然后將制動鼓外套置于臥式離心鑄造機中，并在一定的溫度下澆鑄熔化好的鐵水，這樣即可在鑄造機中完成鑄造，并最終得到了復合低碳鋼和鑄鐵兩種金屬材質的制動鼓。本發(fā)明制作的復合兩種金屬材質的制動鼓，能充分的發(fā)揮各自的優(yōu)點，且界面的結合質量很高，重量也較輕。
文檔編號C22C37/10GK102601337SQ20121006102
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權日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 申請人:河南科技大學