CN104060149A - 钒钛铸铁汽车制动盘及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钒钛铸铁汽车制动盘的制造方法，包括如下步骤：S1，将25-35重量份的回炉料、35-45重量份的钒钛生铁及25-35重量份的废钢组成的原始物料投入中频感应炉中熔炼得到铁水；S2，在浇包中加入0.2～0.5％的75SiFe，再将步骤S1中的铁水在浇包中孕育；S3，步骤S2中孕育完成的铁水在孕育完成后的5-8分钟内倒入制动盘的砂型腔内开始浇铸，形成钒钛铸铁汽车制动盘；钒钛生铁中的V和Ti可以使铁水的石墨和基体得到显著细化，并在熔炼的过程加入及少量的硅铁、锰铁及钛铁调质碳当量促进石墨化及珠光体组织的形成；且V和Ti与C均有较高的亲和力而极易形成显微硬度极高的硬化相VC和TiC，提高了钒钛铸铁汽车制动盘的强度、耐磨性及抗热疲劳性能。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制动盘领域，特别涉及一种钒钛铸铁汽车制动盘及制造方法。
背景技术
制动盘是汽车刹车***的重要组成部分，是汽车安全行驶的重要保障。近年来，随着我国道路交通的迅猛发展，汽车逐步向高速、重载、轻质等方向发展，这对汽车制动***性能提出了更高的要求。
现在，汽车制动盘的材料一般都是采用普通的HT200或HT250材料，其强度、耐磨性和抗热疲劳性能较差，虽可通过添加合金元素提高强度和耐磨性，但生产成本相对较高。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施提供了一种成本低、强度高及耐磨性好的的钒钛铸铁汽车制动盘及制造方法。所述技术方案如下：
一种钒钛铸铁汽车制动盘的制造方法，其包括如下步骤：S1，将25-35重量份的回炉料、35-45重量份的钒钛生铁及25-35重量份的废钢组成的原始物料投入中频感应炉中熔炼得到铁水；S2，在浇包中加入0.2～0.5％的75SiFe，再将步骤S1中的铁水在所述浇包中孕育；S3，步骤S2中孕育完成的铁水在孕育完成后的5-8分钟内倒入制动盘的砂型腔内开始浇铸，形成钒钛铸铁汽车制动盘。
优选地，所述步骤S1包括：S11，将25-35重量份的回炉料投入所述中频感应炉中，再从炉底加入0.9-1.1％的增碳剂；S12，再将35-45重量份的钒钛生铁及25-35重量份的废钢投入所述中频感应炉并开始熔炼；S13，熔炼至原始物料融化30-40分钟后，再过热10-15分钟，然后再依次加入1.2-1.4％的硅铁、0.45-0.65％的锰铁、0.06-0.16％的钛铁进行成分调质。
优选地，经过所述步骤S13调质后的铁水的碳当量为4.00～4.25。
优选地，经过所述步骤S13调质后的铁水中各化学成分的重量配比为3.25～3.60％的碳，1.8～2.2％的硅，0.6～0.9％的锰，0.15～0.25％的钒，0.10～0.25％的钛，余量为Fe铁和其它的杂质。
优选地，在所述步骤S12的熔炼的过程中，所述中频感应炉中熔炼的温度保持为1520～1530℃。
优选地，所述步骤S1中，还加入了所述原始物料的总重量的1.0～1.5％的石灰石，且所述石灰石的粒度为30～50mm。
优选地，所述步骤S1中加入的75SiFe的粒度为0.5～2.0mm。
优选地，所述步骤S3中，浇铸温度保持为1400～1430。℃
另一方面，本发明还提供一种钒钛铸铁汽车制动盘，其用上述钒钛铸铁汽车制动盘的制造方法制造而成。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明的钒钛铸铁汽车制动盘及制造方法通过含有C、V、Ti的钒钛生铁作为原始物料熔炼铁水，钒钛生铁中的V和Ti可以使铁水的石墨和基体得到显著细化，并在熔炼的过程加入及少量的硅铁、锰铁及钛铁调质碳当量促进石墨化及珠光体组织的形成；且V和Ti与C均有较高的亲和力而极易形成显微硬度极高的硬化相VC和TiC，提高了钒钛铸铁汽车制动盘的强度、耐磨性及抗热疲劳性能。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施提供了一种钒钛铸铁汽车制动盘，其通过如下方法制造而成：
步骤S1，将25-35重量份的回炉料、35-45重量份的钒钛生铁及25-35重量份的废钢组成的原始物料投入中频感应炉中熔炼得到铁水。
具体地，第一步S11，将25-35重量份的回炉料投入中频感应炉中，再从中频感应炉的炉底加入0.9-1.1％的增碳剂。
第二步S12，再将35-45重量份的钒钛生铁及25-35重量份的废钢投入中频感应炉中，并开始熔炼。在熔炼的过程中，中频感应炉中熔炼的温度保持为1520～1530℃。优选地，原始物料为重量份为40的钒钛生铁、重量份为30的废钢及重量份为30的回炉料。
第三步S13，熔炼至中原始物料融化30-40分钟后，再过热10-15分钟，然后再依次加入1.2-1.4％的硅铁、0.45-0.65％的锰铁、0.06-0.16％的钛铁进行成分调质，使得调质后的铁水的碳当量为4.00～4.25；且该铁水中各化学成分的重量配比为3.25～3.60％的C(碳)，1.8～2.2％的Si(硅)，0.6～0.9％的Mn(锰)，0.15～0.25％的V(钒)，0.10～0.25％的Ti(钛)，余量为Fe(铁)和其它的杂质，此时，铁水熔炼完成。需要说明的是，上述增碳剂、硅铁、锰铁及钛铁的百分含量均为占原始物料重量的百分比。
步骤S2，将步骤S1中的铁水在浇包中孕育8～12分钟。具体地，首先在浇包中加入75SiFe，再将频感应炉中的铁水稍微冷却至温度为1480～1500℃时迅速倒入浇包中。且75SiFe的重量为加入铁水重量的0.2～0.5％。
步骤S3，孕育完成后的铁水在孕育完成后的5-8分钟内倒入制动盘的砂型腔内开始浇铸，浇铸温度保持为1400～1430℃。浇铸完成且冷却后得到制动盘粗胚。制动盘粗胚经抛丸和去毛刺加工后即可得到合格的汽车制动盘。优选地，铁水在孕育完成后的6分钟内开始浇铸。
本发明钒钛铸铁汽车制动盘的制造方法通过含有C、V、Ti的钒钛生铁作为原始物料熔炼铁水，钒钛生铁中的V和Ti可以使铁水的石墨和基体得到显著细化，并在熔炼的过程加入及少量的硅铁、锰铁及钛铁调质碳当量促进石墨化及珠光体组织的形成；且V和Ti与C均有较高的亲和力而极易形成显微硬度极高的硬化相VC和TiC，提高了钒钛铸铁汽车制动盘的强度、耐磨性及抗热疲劳性能。
本实施例中，为提高造渣作用，在步骤S1中，需加入原始物料的总重量的1.0～1.5％，且粒度为30～50mm的石灰石。
本实施例中，在步骤S2中，75SiFe的粒度为0.5～2.0mm。
下面结合具体的实施方式来说明本发明的种钒钛铸铁汽车制动盘的制造方法：
实施例一：
将重量份为35的回炉料投入中频感应炉中，再从中频感应炉的炉底加入0.9％的增碳剂。之后，将重量份为35的钒钛生铁及重量份为30的废钢投入温度为1520℃的中频感应炉中熔炼。熔炼至物料融化30分钟后过热10分钟，然后依次加入1.2％的硅铁、0.45％的锰铁、0.06％的钛铁进行成分调质使得铁水的碳当量为4.100。且该铁水中各化学成分的重量配比为：3.25％的C，1.8％的Si，0.6％的Mn，0.15％的V，0.10％的Ti，余量为Fe和其它杂质。
将上述铁水倒入浇包中进行孕育，孕育时间为8min；其中，铁水倒入浇包时的出炉温度为1480，℃且浇包在倒入铁水前先加入铁水重量0.2％的75SiFe，粒度为1mm。
将孕育后的铁水倒入砂型腔中进行浇注，孕育完成后在6min内浇注，浇注温度为1400，℃待浇注冷却后，进行清理然后加工成汽车制动盘。
实施例二：
将重量份为25的回炉料投入中频感应炉中，再从中频感应炉的炉底加入0.10％的增碳剂。之后，将重量份为45的钒钛生铁及重量份为30的废钢投入温度为1530℃的中频感应炉中熔炼。熔炼至物料融化35分钟后过热12分钟，然后依次加入1.3％的硅铁、0.55％的锰铁、0.11％的钛铁进行成分调质使得铁水的碳当量为4.22。且该铁水中各化学成分的重量配比为：3.6％的C，2.2％的Si，0.9％的Mn，0.25％的V，0.25％的Ti，余量为Fe和其它杂质。
将所得铁水倒入浇包中进行孕育，孕育时间为12min；其中，铁水倒入浇包时的出炉温度为1500℃，且浇包在倒入铁水前先加入铁水重量0.5％的75SiFe，粒度为1.5mm。
将孕育后的铁水倒入砂型腔中进行浇注，孕育完成后在6min内浇注，浇注温度为1430℃，待浇注冷却后，进行清理然后加工成汽车制动盘。
实施例三：
将重量份为27的回炉料投入中频感应炉中，再从中频感应炉的炉底加入1.1％的增碳剂。之后，将重量份为38的钒钛生铁及重量份为35的废钢投入温度为1525℃的中频感应炉中熔炼。熔炼至物料融化50分钟后过热15分钟，然后依次加入1.4％的硅铁、0.65％的锰铁、0.16％的钛铁进行成分调质使得铁水的碳当量为4.00。且该铁水中各化学成分的重量配比为：3.4％的C，2.0％的Si，0.75％的Mn，0.20％的V，0.18％的Ti，余量为Fe和其它杂质。
将所得铁水倒入浇包中进行孕育，孕育时间为10min；其中，铁水倒入浇包时的出炉温度为1490℃，且浇包在倒入铁水前先加入铁水重量0.4％的75SiFe，粒度为0.8mm。
将孕育后的铁水倒入砂型腔中进行浇注，孕育完成后在6min内浇注，浇注温度为1420℃，待浇注冷却后，进行清理然后加工成汽车制动盘。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种钒钛铸铁汽车制动盘的制造方法，其特征在于，其包括如下步骤：
S1，将25-35重量份的回炉料、35-45重量份的钒钛生铁及25-35重量份的废钢组成的原始物料投入中频感应炉中熔炼得到铁水；
S2，在浇包中加入0.2～0.5％的75SiFe，再将步骤S1中的铁水在所述浇包中孕育；
S3，步骤S2中孕育完成的铁水在孕育完成后的5-8分钟内倒入制动盘的砂型腔内开始浇铸，形成钒钛铸铁汽车制动盘。
2.根据权利要求1所述的钒钛铸铁汽车制动盘的制造方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
S11，将25-35重量份的回炉料投入所述中频感应炉中，再从炉底加入0.9-1.1％的增碳剂；
S12，再将35-45重量份的钒钛生铁及25-35重量份的废钢投入所述中频感应炉并开始熔炼；
S13，熔炼至原始物料融化30-40分钟后，再过热10-15分钟，然后再依次加入1.2-1.4％的硅铁、0.45-0.65％的锰铁、0.06-0.16％的钛铁进行成分调质。
3.根据权利要求2所述的钒钛铸铁汽车制动盘的制造方法，其特征在于，经过所述步骤S13调质后的铁水的碳当量为4.00～4.25。
4.根据权利要求2所述的钒钛铸铁汽车制动盘的制造方法，其特征在于，经过所述步骤S13调质后的铁水中各化学成分的重量配比为3.25～3.60％的碳，1.8～2.2％的硅，0.6～0.9％的锰，0.15～0.25％的钒，0.10～0.25％的钛，余量为Fe铁和其它杂质。
5.根据权利要求2所述的钒钛铸铁汽车制动盘的制造方法，其特征在于，在所述步骤S12的熔炼的过程中，所述中频感应炉中熔炼的温度保持为1520～1530℃。
6.根据权利要求1所述的钒钛铸铁汽车制动盘的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，还加入了所述原始物料的总重量的1.0～1.5％的石灰 石，且所述石灰石的粒度为30～50mm。
7.根据权利要求1所述的钒钛铸铁汽车制动盘的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中加入的75SiFe的粒度为0.5～2.0mm。
8.根据权利要求1所述的钒钛铸铁汽车制动盘的制造方法，其特征在于，所述步骤S3中，浇铸温度保持为1400～1430℃。
9.一种钒钛铸铁汽车制动盘，其特征在于，其用如权利要求1至9中任一项所述的钒钛铸铁汽车制动盘的制造方法制造而成。将孕育后的铁水倒入砂型腔中进行浇注，孕育完成后在6min内浇注，浇注温度为1420℃，待浇注冷却后，进行清理然后加工成汽车制动盘。
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