一種釩鈦蠕墨鑄鐵制動盤及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于汽車制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種釩鈦蠕墨鑄鐵制動盤及其制造方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 制動盤是汽車制動器的重要零件之一，也是汽車行駛安全的重要保證。隨著汽車 行業(yè)的迅猛發(fā)展，如今制動鼓有被制動盤取代的趨勢，同時對制動盤也提出了更高的要求， 制動盤向著尚強度、尚耐磨性、尚耐熱疲勞性等方向發(fā)展。目如國內(nèi)外用于制動盤的材料主 要是HT300、低合金灰鑄鐵和釩鈦灰鑄鐵，但其普遍具有強度低、耐熱疲勞性差等特點，在使 用中常出現(xiàn)熱裂現(xiàn)象。低合金灰鑄鐵生產(chǎn)中常常加入Cr、Ni和Mo,雖然抗拉強度、耐磨性 能、耐熱疲勞性能有所改善，但是Ni和Mo等貴金屬的加入，使其生產(chǎn)成本較高。
[0003] 本發(fā)明蠕墨鑄鐵的抗拉強度、耐磨性均高于灰鑄鐵，且其熱導率和減震性與灰鑄 鐵相近且遠尚于球鐵，既具有球鐵強度尚、初性好的特點，又具有灰熱導率尚、減振性能優(yōu) 異等特點，具有優(yōu)異的耐熱疲勞性能，因而非常適合于生產(chǎn)制動盤。因此開發(fā)一種生產(chǎn)成本 低、性能優(yōu)異的蠕墨鑄鐵制動盤具有重要的工程價值和市場前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實施例的目的在于提供一種釩鈦蠕墨鑄鐵制動盤及其制造方法，旨在解決 現(xiàn)有的制動盤存在的生產(chǎn)成本較高，導熱率和減震性較差的問題。
[0005] 本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種釩鈦蠕墨鑄鐵制動盤的制造方法，該釩鈦蠕墨 鑄鐵制動盤的制造方法包括制備原料，將原料按重量百分比配置為以下組分碳為3. 8? 4. 2 %，硅為 1. 8 ?2. 2 %，錳為 0? 4 ?0? 6 %，釩為 0? 15 ?0? 34 %，鈦為 0? 05 ?0? 08 %，鉻 為0? 1?0? 3 %，硫為0? 03?0? 06 %，磷為0? 05?0? 09 %，殘留鎂為0? 02?0? 03 %，余量 為鐵；具體包括以下步驟：
[0006] 步驟一，熔煉，于中頻爐中加入1.2?1.8 %的增碳劑、60 %的含釩生鐵、20 %的 廢鋼20%的回爐料，進行初期熔煉，熔煉后期加入1. 0?1. 3%硅鐵、0. 3?0. 5%錳鐵、鉻 鐵0.1?0.2%進行成分調(diào)質(zhì)，然后于1530±101：過熱處理5?101^11，再降溫當溫度為 1450°C?1480°C時準備出爐；
[0007] 步驟二，蠕化和孕育：采用沖入法進行蠕化和孕育處理，在鐵水包底加入孕育劑、 蠕化劑和覆蓋劑，將步驟一所得鐵水倒入鐵水包中，進行孕育和蠕化處理；
[0008] 步驟三，澆鑄：將步驟二蠕化和孕育處理后的鐵水扒渣后，待溫度變?yōu)?350°C? 1390°C即可用于澆注，澆注到制動盤的砂箱中，每包鐵水澆注完成時間控制在12min以內(nèi)；
[0009] 步驟四，將步驟三澆注的制動盤在砂箱中冷卻后，取出來，經(jīng)過拋丸、打磨、機加， 得到fji鈦懦墨鑄鐵制動盤。
[0010] 進一步，在步驟一熔煉中于1530±10°C過熱處理5?lOmin。
[0011] 進一步，蠕化劑為稀土鎂硅鐵，粒度為10?20mm，加入量為鐵液重量的0. 45 %? 0? 75%〇
[0012] 進一步，孕育劑為75SiFe，粒度為5?10mm，加入量為鐵液重量的0. 4%?0. 8%。
[0013] 進一步，覆蓋劑為普通的冷軋鋼板。
[0014] 進一步，該釩鈦蠕墨鑄鐵制動盤珠光體含量在70%?90%之間、蠕化率70%? 90%之間；抗拉強度在41010^?46010^之間，布氏硬度在210耶5?240耶5之間。
[0015] 進一步，該釩鈦蠕墨鑄鐵制動盤的制造方法包括：于中頻爐中加入1. 2%的增碳 劑、60 %的含釩生鐵、20 %的廢鋼20 %的回爐料，進行初期熔煉，熔煉后期加入1. 0 %硅 鐵、0.3%錳鐵、鉻鐵0. 1%進行成分調(diào)質(zhì)，然后于1520°C過熱處理5min，再降溫當溫度為 1450°C時準備出爐；將鐵水包烘烤完后，依次加入鐵液重量0.4% 75SiFe孕育劑，粒度為 5?10mm，鐵液重量的0. 45 %稀土鎂硅鐵蠕化劑，粒度為10?20mm，最后將普通的冷軋鋼 板覆蓋于孕育劑上面，將1450°C的鐵水倒入鐵水包中，進行蠕化和孕育處理，然后扒渣，待 溫度為1350 °C時將鐵水澆注到制動盤砂箱中，待溫度冷卻至200 °C將制動盤從砂箱取出， 經(jīng)過拋丸、打磨、機加，得到fji鈦懦墨鑄鐵制動盤。
[0016] 進一步，該釩鈦蠕墨鑄鐵制動盤的制造方法包括：于中頻爐中加入1. 8%的增碳 劑、60 %的含釩生鐵、20 %的廢鋼20 %的回爐料，進行初期熔煉，熔煉后期加入1. 3 %硅 鐵、0. 5%錳鐵、鉻鐵0. 2%進行成分調(diào)質(zhì)，然后于1540°C過熱處理lOmin，再降溫當溫度為 1480°C時準備出爐；將鐵水包烘烤完后，依次加入鐵液重量0.8% 75SiFe孕育劑，粒度為 5?10mm，鐵液重量的0. 75%稀土鎂硅鐵蠕化劑，粒度為10?20mm，最后將普通的冷軋鋼 板覆蓋于孕育劑上面，將1480°C的鐵水倒入鐵水包中，進行蠕化和孕育處理，然后扒渣，待 溫度為1380 °C時將鐵水澆注到制動盤砂箱中，待溫度冷卻至200 °C將制動盤從砂箱取出， 經(jīng)過拋丸、打磨、機加，得到fji鈦懦墨鑄鐵制動盤。
[0017] 進一步，該釩鈦蠕墨鑄鐵制動盤的制造方法包括：于中頻爐中加入1. 5%的增碳 劑、60 %的含釩生鐵、20 %的廢鋼20 %的回爐料，進行初期熔煉，熔煉后期加入1. 2 %硅 鐵、0.4%錳鐵、鉻鐵0. 15%進行成分調(diào)質(zhì)，然后于1530°C過熱處理8min，再降溫當溫度為 1465°C時準備出爐；將鐵水包烘烤完后，依次加入鐵液重量0.6% 75SiFe孕育劑，粒度為 5?10mm，鐵液重量的0. 6%稀土鎂硅鐵蠕化劑，粒度為10?20mm，最后將普通的冷軋鋼板 覆蓋于孕育劑上面，將1465°C的鐵水倒入鐵水包中，進行蠕化和孕育處理，然后扒渣，待溫 度為13650°C時將鐵水澆注到制動盤砂箱中，待溫度冷卻至200°C將制動盤從砂箱取出，經(jīng) 過拋丸、打磨、機加，得到fji鈦懦墨鑄鐵制動盤。
[0018] 本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種釩鈦蠕墨鑄鐵制動盤，該釩鈦蠕墨鑄鐵 制動盤的化學組成按重量百分比為：碳為3. 8?4. 2%，硅為1.8?2. 2%，錳為0.4? 〇? 6 %，釩為 0? 15 ?0? 34 %，鈦為 0? 05 ?0? 08 %，鉻為 0? 1 ?0? 3 %，硫為 0? 03 ?0? 06 %， 磷為0. 05?0. 09%，殘留鎂為0. 02?0. 03%，余量為鐵；碳當量CE為4. 4?4. 9,CE= C+l/3(Si+P)〇
[0019] 本發(fā)明提供的釩鈦蠕墨鑄鐵制動盤及其制造方法，以含釩生鐵為原料，不添加其 他貴金屬元素，=具有優(yōu)異的力學性能、良好的耐磨性和耐熱疲勞性且生產(chǎn)成本低等特 點。本發(fā)明利用含釩生鐵為原料不添加其他貴重金屬因而降低了生產(chǎn)成本，且其性能達到 了RuT420的要求；具有良好的機械性能、耐磨性能、減振性能和導熱性能，且由于蠕墨鑄鐵 具有較小的壁厚敏感性使其性能比較穩(wěn)定，較大的提高制動盤的使用壽命，同時由于采用 低價的含釩生鐵為原料使生產(chǎn)成本低，因此該釩鈦蠕墨鑄鐵制動盤具有廣闊的市場應用前 景。
[0020] 本發(fā)明的釩鈦蠕墨鑄鐵制動盤珠光體含量在70 %?90 %之間、蠕化率70 %? 90%之間；抗拉強度在41010^?46010^之間，布氏硬度在210耶5?240耶5之間；具有力 學性能優(yōu)異、耐磨性能和耐熱疲勞性能良好且生產(chǎn)成本低等特點；因而具有廣闊的市場前 景。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明實施例提供的釩鈦蠕墨鑄鐵制動盤的制造方法流程圖。
[0022] 圖2是本發(fā)明實施例提供的釩鈦蠕墨鑄鐵制動盤的示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明 進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于 限定本發(fā)明。
[0024] 下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明的應用原理作進一步描述。
[0025] 本發(fā)明實施例的釩鈦蠕墨鑄鐵制動盤的化學組成按重量百分比為：碳為3. 8? 4. 2 %，硅為 1. 8 ?2. 2 %，錳為 0? 4 ?0? 6 %，釩為 0? 15 ?0? 34 %，鈦為 0? 05 ?0? 08 %，鉻 為0? 1?0? 3 %，硫為0? 03?0? 06 %，磷為0? 05?0? 09 %，殘留鎂為0? 02?0? 03 %，余量 為鐵；其碳當量CE為4. 4?4. 9,其中，CE=C+l/3 (Si+P)。
[0026] 如圖1所示，本發(fā)明實施例的釩鈦蠕墨鑄鐵制動盤的制造方法包括以下步驟：制 備原料，將原料按重量百分比配置為以下組分碳為3. 8?4. 2%，硅為1. 8?2. 2%，錳為 0? 4 ?0? 6 %，釩為 0? 15 ?0? 34 %，鈦為 0? 05 ?0? 08 %，鉻為 0? 1 ?0? 3 %，硫為 0? 03 ? 0. 06%，磷為0. 05?0. 09%，殘留鎂為0. 02?0. 03%，余量為鐵；具體包括以下步驟：
[0027] S101 :熔煉：于中頻爐中加入1.2?1.8 %的增碳劑、60 %的含釩生鐵、20 %的廢 鋼20 %的回爐料，進行初期熔煉，熔煉后期加入1. 0?1. 3 %硅鐵、0. 3?0. 5 %錳鐵、鉻 鐵0.1?0.2%進行成分調(diào)質(zhì)，然后于1530±101：過熱處理5?101^11，再降溫當溫度為 1450°C?1480°C時準備出爐；
[0028] S102 :蠕化和孕育：采用沖入法進行蠕化和孕育處理，在鐵水包底加入孕育劑、蠕 化劑和覆蓋劑，將S101所得鐵水倒入鐵水包中，進行孕育和蠕化處理；
[0029] S103 :澆鑄：將S102蠕化和孕育處理后的鐵水扒渣后，待溫度變?yōu)?350°C? 1390°C即可用于澆注，澆注到制動盤的砂箱中，每包鐵水澆注完成時間控制在12min以內(nèi)；
[0030] S104 :將S103澆注的制動盤在砂箱中冷卻后，取出來，經(jīng)過拋丸、打磨、機加，得到 釩鈦蠕墨鑄鐵制動盤。
[0031] 在步驟S101熔煉中于1530±10°C過熱處理5?lOmin，凈化了鐵液。
[0032] 蠕化劑為稀土鎂硅鐵，粒度為10?20mm，加入量為鐵液重量的0.45%?0.75%。
[0033] 孕育劑為75SiFe，粒度為5?10mm，加入量為鐵液重量的0. 4%?0. 8%。
[0034] 覆蓋劑為普通的冷軋鋼板。
[0035] 釩鈦蠕墨鑄鐵制動盤，其珠光體含量在70%?90%之間、蠕化率70%?90%之 間；抗拉強度在410MPa?460MPa之間，布氏硬度在210HBS?240HBS之間。
[0036] 本發(fā)明的工作原理：本發(fā)明釩鈦蠕墨鑄鐵制動盤中的C和Si都是促進石墨化的 兀素；C和Si越尚，懦墨鑄鐵中石墨化程度越尚，導熱性越好；但C和Si含量太尚，將導致 石墨粗大、基體組織珠光體含量不足，進而使強度硬度降低；本發(fā)明釩鈦蠕墨鑄鐵中碳當量 CE為4. 4?4. 9,碳含量在3. 8?4. 2%之間，鐵水具有較好的流動性，因而具有良好的鑄造 性能，硅含量在1. 8?2. 2%之間，硅是強烈促進石墨化的元素，防止白口的出現(xiàn)，硅過低則 易出現(xiàn)白口，過高則鐵素體含量高珠光體含量過少；
[0037] 釩和鈦都可以形成硬度極高的碳氮化物，彌散分布于基體組織中，提高了蠕墨鑄 鐵的強度