CN102562878A

CN102562878A - 一种汽车制动盘或制动毂的制造方法

Info

Publication number: CN102562878A
Application number: CN2011104622325A
Authority: CN
Inventors: 袁墩举
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明公开了一种汽车制动盘或制动毂的制造方法，所述制造方法包括配料、熔化、除渣、浇铸、冷却成型等步骤，其中在铁水除渣后加入陶瓷粉或陶瓷纤维，继续加热至陶瓷粉或陶瓷纤维熔化后搅拌均匀，本发明加入适量的陶瓷纤维或陶瓷粉制得的制动盘或制动毂，具有导热性弱、传递热量能力小等特点，当制动产生瞬间高温时，热量不会立即传递到整个制动盘或制动毂，制动盘或制动毂其它部位的温度较低，从而保证其表面的摩擦系数不会变小而降低或丧失制动效果。所以，本发明所要求保护的技术方案具有突出的实质性特点和显著的进步。

Description

一种汽车制动盘或制动毂的制造方法

技术领域

本发明涉及一种制造方法，具体地说，涉及一种汽车制动盘或制动毂的制造方法。

背景技术

在汽车的制动***中，制动盘或制动毂是最关键的安全零部件之一，制动盘、制动毂质量的好坏会直接影响到汽车制动总成的制动性能。制动盘由钢板、粘接隔热层和摩擦块构成，钢板要经过涂装来防锈，隔热层是由不传热的材料组成，目的是隔热。摩擦块由摩擦材料、粘合剂组成，制动时被挤压在制动盘或制动毂上产生摩擦，从而达到车辆减速刹车的目的。由于摩擦作用，摩擦块会逐渐被磨损，摩擦材料使用完后要及时更换制动盘或制动毂，否则钢板与制动盘就会直接接触，最终会丧失制动效果并损坏制动盘。

汽车在制动过程中，制动盘、制动毂不但承受很大的摩擦力、扭力，还要承受因摩擦而产生的瞬间高温，在高温下，制动盘或制动毂表面的摩擦系数降低，制动效果差，例如本来在几米内完成的制动，会在十米或者更长距离内才能完成，特别是在崎岖的山路或者连续下坡路段行驶的重型货车，制动距离的增长，意味着发生严重事故的几率会大大增高。

目前，市场上所采用的制动盘为钢质制动盘或制动毂，即用钢质材料经铸造后再加工成制动盘或制动毂，这种制动盘或制动毂存在诸多缺点：

a)耐磨性能差，使用寿命短；

b)耐高温性能差；

c)导热快，易变形。

专利号“200410051611.5”、发明名称“一种轿车刹车盘及其制造方法”的发明专利，公开了一种刹车盘以及制造方法，其中刹车盘的材料采用氮化硅陶瓷材料，具有较高的耐磨和耐高温性能，但是这种刹车盘质地脆，容易碎，旦损坏，无法修复，而且制造工艺与原先的刹车盘的制造工艺完全不同，制造这种刹车盘需要更换原先的铸造设备，所以投资较大，使用范围受到一定的限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种汽车制动盘或制动毂的制造方法，该方法制得的制动盘或制动毂具有耐磨和耐高温的特性，能够不仅增加了制动盘或制动毂的使用寿命，而且该制造方法步骤简单、实施方便、投资小、见效快。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种汽车制动盘或制动毂的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：

A、配料，选取灰铸铁G3000；

B、熔化，将灰铸铁G3000或制取灰铸铁G3000的原材料加热至熔化，形成铁水，继续加热至1400℃以上；

C、除渣，将铁水中的废渣除去；

D、浇铸，将铁水浇至制动盘或制动毂的型腔砂模中；

E、冷却成型后取出；

其特征在于：在铁水除渣后加入陶瓷粉或陶瓷纤维，继续加热至陶瓷粉或陶瓷纤维熔化后搅拌均匀。

作为一种改进：

所述陶瓷粉或陶瓷纤维重量百分比为6‰～9‰。

所述陶瓷粉或陶瓷纤维重量百分比为8‰。

作为进一步的改进：

所述步骤B中加热的温度为1420℃～1480℃。

所述步骤B中加热的温度为1450℃。

加入陶瓷纤维或陶瓷粉是本发明的一个重要技术特征。陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，陶瓷粉具有与陶瓷纤维同样的特性，陶瓷粉为粉末状，而陶瓷纤维为纤维状。

灰铸铁G3000中的化学成分有：碳(C)3.10～3.50％、硅(Si)1.60～2.10％、锰(Mn)0.60～1.00％、磷(P)＜0.120％、硫(S)＜0.120、铜(Cu)0.15～0.45％、铬(Cr)0.05～0.25％、铝(Al)＜0.012％、碳硅当量(CE)3.70～4.20％，其余为铁(Fe)。这些化学成分保证了G3000的机械性能，使灰铸铁G3000的抗拉强度大于或等于230N/m m²，硬度在HBl80-220之间。

制动盘或制动毂所需要材料的硬度不能太高，太高在制动时会发出吱吱的响声，而且刹车效果差；材料的硬度太低，制动盘或制动毂容易被磨损，使用寿命短，所以硬度在HB180-220之间的材料最适合制造制动盘或制动毂。

在熔化的灰铸铁G3000中加入适量的陶瓷纤维或陶瓷粉，制得的制动盘或制动毂不仅不会改变原有机械性能，而且由于陶瓷纤维或陶瓷粉的熔化温度在1400℃以上，还提高了制动盘或制动毂熔点，使制动盘或制动毂能够承受的最高温度提高到1400℃以上。

加入陶瓷粉或陶瓷纤维的比例是本发明的另一个重要的技术特征，此比例是经过创造性劳动得出，并通过若干次实验证实，通过加入本发明中所述的比例制得的制动盘或制动毂，既能保持原有的机械性能，又提高了制动盘或制动毂的耐高温特性。

加入陶瓷纤维或陶瓷粉的比例过大，则制得的制动盘或制动毂可塑性差，影响其原来的机械性能，容易碎，且费用较高；加入陶瓷纤维或陶瓷粉的比例过小，制得的制动盘或制动毂的耐磨性和耐高温性差，达不到制动的技术要求。

本发明加入适量的陶瓷纤维或陶瓷粉制得的制动盘或制动毂，具有导热性弱、传递热量能力小的特点，当制动产生瞬间高温时，热量不会立即传递到整个制动盘或制动毂，使制动盘或制动毂其它部位的温度较低，从而保证其表面的摩擦系数不会变小而降低或丧失制动效果。所以，本发明所要求保护的技术方案具有突出的实质性特点和显著的进步。

试验一

分别选取同样20片普通的制动盘(P)、氮化硅陶瓷制动盘(D)、本发明制得的在同一型号的汽车上试验。测得试验数据如表一所示。

表一

指标/名称	普通制动盘(P)	氮化硅陶瓷制动盘(D)	本发明制动盘(F)
				使用寿命(年)	0.8～1	2～3	3～4
硬度(HB)(N/m m²)	160	250	200
				导热系数(λ)(W/(m(℃))	12.1	2.0	3.6
1年内损坏率(％)	83.2	51.5	10.1

从表一数据中可以看出，普通制动盘(P)与氮化硅陶瓷制动盘(D)、本发明制动盘(F)相比具有明显的差距，而氮化硅陶瓷制动盘(D)与本发明制动盘(F)相比，使用寿命、抗拉强度(σ)以及1年内损坏率均不及本发明制动盘(F)，由于氮化硅陶瓷制动盘(D)的硬度高、质地脆，所以易损坏，1年内的损坏率较高。本发明制动盘(F)的硬度不高，但比普通制动盘(P)耐磨，导热系数也相对较低，从而具有耐高温性。

试验二

选取本发明制得的制动盘50件，平均分为五组，在同一型号的汽车上试验。每组制动盘的区别之处在于陶瓷纤维或陶瓷粉加入的百分比不同，五组制动盘加入的陶瓷纤维或陶瓷粉的百分比分别是：5‰、6‰、8‰、9‰和12‰。测得的试验数据如表二所示。

表二

指标/组	一组	二组	三组	四组	五组
						使用寿命(年)	2.5	3	4.5	3.5	4
硬度(HB)(N/m m²)	170	180	200	220	260
						导热系数(λ)(W/(m(℃))	8.1	4.5	3.5	3.2	2.8
1年内损坏率(％)	12	10	8	9	11

从试验二的测试结果看，随着陶瓷纤维或陶瓷粉比例的不断增大，其硬度依次变大，导热系数依次变小，但使用寿命却是现增大后减小，而1年内的损坏率现先减小后增大，分析各个数据可以得出，陶瓷纤维或陶瓷粉的百分比在8‰时效果最好。

由于采用了上述技术方案，本发明制得的制动盘或制动毂具有导热性差，传递热量慢，保证制动盘或制动毂表面的摩擦系数不会因局部高温而使整个表面的摩擦系数变小，保证了制动效果；此外，由于陶瓷纤维或陶瓷粉具有较高的熔点，提高了制动盘或制动毂耐高温特性，大大提高了制动盘活制动毂的使用寿命，同时，本发明所述的制造方法步骤简单，施工方便，投资小，见效快，使用范围广。

下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。

具体实施方式

实施例1：一种汽车刹车盘的制造方法，先选取992千克的灰铸铁G3000和8千克的陶瓷纤维，再将992千克的灰铸铁G3000放入电炉中加热至熔化，继续加热形成铁水，除去废渣，待温度达到1400℃后，将8千克的陶瓷纤维加入到铁水中，继续加热，使温度提高至1450℃，搅拌均匀后，浇铸至砂模型腔中，冷却成型，最终得到本发明所得制动盘或制动毂。

实施例2：一种汽车刹车盘的制造方法，先选取994千克的灰铸铁G3000和6千克的陶瓷纤维，再将994千克的灰铸铁G3000放入电炉中加热至熔化，继续加热形成铁水，除去废渣，待温度达到1400℃后，将6千克的陶瓷纤维加入到铁水中，继续加热，使温度提高至1420℃，搅拌均匀后，浇铸至砂模型腔中，冷却成型，最终得到本发明所得制动盘或制动毂。

实施例3：一种汽车刹车盘的制造方法，先选取991千克的灰铸铁G3000和9千克的陶瓷粉，再将991千克的灰铸铁G3000放入电炉中加热至熔化，继续加热形成铁水，除去废渣，待温度达到1400℃后，将9千克的陶瓷纤维加入到铁水中，继续加热，使温度提高至1480℃，搅拌均匀后，浇铸至砂模型腔中，冷却成型，最终得到本发明所得制动盘或制动毂。

实施例4：一种汽车刹车盘的制造方法，先选取993千克的灰铸铁G3000和7千克的陶瓷粉，再将993千克的灰铸铁G3000放入电炉中加热至熔化，继续加热形成铁水，除去废渣，待温度达到1400℃后，将7千克的陶瓷纤维加入到铁水中，继续加热，使温度提高至1460℃，搅拌均匀后，浇铸至砂模型腔中，冷却成型，最终得到本发明所得制动盘或制动毂。

在上述实施例中，也可以先按照一定比例选取制得灰铸铁G3000的下脚料，如碳(C)3.10～3.50％、硅(Si)1.60～2.10％、锰(Mn)0.60～1.00％、铜(Cu)0.15～0.45％、铬(Cr)0.05～0.25％以及铁(Fe)的下脚料，按照比例放入电炉中，待下脚料熔化、除渣后再加热相关比例的陶瓷纤维或陶瓷粉。

Claims

1.一种汽车制动盘或制动毂的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：

A、配料，选取灰铸铁G3000；

C、除渣，将铁水中的废渣除去；

D、浇铸，将铁水浇至制动盘或制动毂的型腔砂模中；

E、冷却成型后取出；

其特征在于：在铁水除渣后加入陶瓷粉或陶瓷纤维，继续加热全陶瓷粉或陶瓷纤维熔化后搅拌均匀。

2.根据权利要求1所述的一种汽车制动盘或制动毂的制造方法，其特征在于：所述陶瓷粉或陶瓷纤维重量百分比为6‰～9‰。

3.根据权利要求2所述的一种汽车制动盘或制动毂的制造方法，其特征在于：所述陶瓷粉或陶瓷纤维重量百分比为8‰。

4.根据权利要求1至3其中之一所述的一种汽车制动盘或制动毂的制造方法，其特征在于：所述步骤B中加热的温度为1420℃～1480℃。

5.根据权利要求4所述的一种汽车制动盘或制动毂的制造方法，其特征在于：所述步骤B中加热的温度为1450℃。