CN108220751A - 一种制动鼓的制造方法及制动鼓 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制动鼓的制造方法，包括以下步骤：S1.制备原料；S2.熔炼；S3.蠕化处理；S4.浇注；S5.冷却成型。本发明的制动鼓的制造方法对制动鼓进行一体化铸造，减少二次加工，减少加工工序和成本；其制造出的制动鼓与相同结构的灰铸铁制动鼓相比，其使用寿命可以提高50‑100％。本发明还公开了一种制动鼓，包括制动鼓本体和安装部；所述安装部为环形，所述安装部设置于所述制动鼓本体的一端，所述安装部上设置有呈圆周阵列分布的多个安装孔，所述多个安装孔之间间隔设置有减重孔；所述制动鼓本体的内壁设置有摩擦部，其外壁设置有环形的加强圈。本发明的制动鼓具有结构简单、轻量化、强度高等优点。

Description

一种制动鼓的制造方法及制动鼓

技术领域

本发明涉及制动鼓领域，特别是涉及一种制动鼓的制造方法及制动鼓。

背景技术

制动鼓是车桥制动***中主要的制动元件。汽车在制动时，通过刹车片和制动鼓内壁的摩擦作用来产生制动力。制动鼓内壁与刹车片的摩擦作用来产生制动效果，摩擦过程中会产生热量，在摩擦过程及停止摩擦后，制动鼓的不同部位也会出现冷热交替的情况，这就需要制动鼓有良好的耐磨性、导热性和耐热疲劳性。

根据统计数据显示，目前，制动鼓开裂占失效情况的80％以上，而开裂主要是由热疲劳裂纹引起的。现有的制动鼓一般采用灰铸铁进行铸造，而灰铸铁的耐热疲劳性能较差，容易使制动鼓发生开裂现象，使刹车***出现故障，直接危及车辆的行车安全。

另外，现有的制动鼓的重量较重，不但增加了制动***的总重量，而且还需要较多的铸铁材料，使铸造成本增加，因此，在不影响制动鼓的强度及力学性能的前提下，实现制动鼓的轻量化变得越来越迫切；现有的制动鼓的安装孔不是直接一体化铸造完成，需要进行二次加工，增加了加工工序，影响生产效率，同时也增加了加工成本。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种制动鼓的制造方法，包括以下步骤：

S1.制备原料：

将以下材料按质量百分比配制原料：生铁30％，废钢60％，回炉料10％；并加入钼和铜，其质量相当于所述原料总质量的0.25-0.5％和0.4-0.8％；

S2.熔炼：

将S1中制备的原料放入熔炼炉中熔炼，铁水的出炉温度设置在1500±20℃；

S3.蠕化处理：

在铁水包底加入稀土镁合金蠕化剂，将S2中制得的铁水倒入铁水包中，采用冲入法进行孕育和蠕化处理；

S4.浇注：

将S3中蠕化处理后的铁水通过浇注炉对砂箱进行恒温定量浇注，浇注温度为1395±5℃，其中，砂箱根据制动鼓的设计形状和规格制作潮模砂静压造型，该潮模静压造型包括制动鼓本体及其加强圈、安装部及其安装孔和减重孔的造型；

S5.冷却成型：

将S4中砂箱内的铁水冷却成为制动鼓，将制动鼓从砂箱中取出，并对其进行抛丸和打磨。

本发明的制动鼓的制造方法对制动鼓进行一体化铸造，减少二次加工，减少加工工序和成本；其制造出的制动鼓为蠕墨铸铁制动鼓，蠕墨铸铁石墨呈蠕虫装，介于片状和球状之间，蠕墨铸铁的力学性能明显好于灰铸铁，使得蠕墨铸铁制动鼓具有优秀的耐热疲劳及力学性能，与相同结构的灰铸铁制动鼓相比，其使用寿命可以提高50-100％。

进一步地，还包括S6.检测：对S5中打磨后的制动鼓进行检测。

进一步地，所述S1中，加入钼的质量相当于所述原料总质量的0.25-0.3％。

进一步地，所述S1中，加入铜的质量相当于所述原料总质量的0.4-0.6％。

进一步地，所述S3中，将S2中制得的铁水进行孕育和蠕化处理，并使其蠕化率≥70％。

相对于现有技术，本发明的制动鼓的制造方法对制动鼓进行一体化铸造，减少二次加工，减少加工工序和成本；其制造出的制动鼓为蠕墨铸铁制动鼓，蠕墨铸铁石墨呈蠕虫装，介于片状和球状之间，蠕墨铸铁的力学性能明显好于灰铸铁，使得蠕墨铸铁制动鼓具有优秀的耐热疲劳及力学性能，与相同结构的灰铸铁制动鼓相比，其使用寿命可以提高50-100％，可以减少因为制动鼓频繁更换而浪费的大量财力、物力，更重要的是，大大降低了汽车行驶过程中制动鼓失效可能造成车毁人亡的可能，具有良好的社会效益。

本发明还提供了一种制动鼓，包括制动鼓本体和安装部；所述安装部为环形，所述安装部设置于所述制动鼓本体的一端，所述安装部上设置有呈圆周阵列分布的多个安装孔，所述多个安装孔之间间隔设置有减重孔；所述制动鼓本体的内壁设置有摩擦部，其外壁设置有环形的加强圈。

本发明的制动鼓通过在安装部设置减重孔，在保证安装部的强度的前提下，减轻制动鼓的整体重量，实现轻量化；制动鼓本体外壁设置的加强圈可以提高制动鼓本体的强度。

进一步地，还包括过渡连接部，所述过渡连接部连接于所述制动鼓本体和所述安装部之间，所述过渡连接部与所述制动鼓本体连接的一端的直径大于其与所述安装部连接的一端的直径。

进一步地，所述过渡连接部与所述制动鼓本体的连接处还设置有均匀分布的多个加强筋。

进一步地，所述加强筋为三个。

进一步地，所述减重孔为盲孔，所述减重孔位于所述安装部的内壁上。

进一步地，所述减重孔的孔深大于所述安装部壁厚的1/2。

进一步地，所述减重孔为方形。

进一步地，所述加强圈位于所述制动鼓本体的末端外壁上。

进一步地，所述安装孔为十个。

进一步地，其由以下步骤制造而成：

S1.制备原料：

将以下材料按质量百分比配制原料：生铁30％，废钢60％，回炉料10％；并加入钼和铜，其质量相当于所述原料总质量的0.25-0.5％和0.4-0.8％；

S2.熔炼：

将S1中制备的原料放入熔炼炉中熔炼，铁水的出炉温度设置在1500±20℃；

S3.蠕化处理：

在铁水包底加入稀土镁合金蠕化剂，所述稀土镁合金蠕化剂占所述原料总质量的0.5-0.8％，将S2中制得的铁水倒入铁水包中，采用冲入法进行孕育和蠕化处理；

S4.浇注：

将S3中蠕化处理后的铁水通过浇注炉对砂箱进行恒温定量浇注，浇注温度为1395±5℃，其中，砂箱根据制动鼓的设计形状和规格制作潮模砂静压造型，该潮模静压造型包括制动鼓本体及其加强圈、安装部及其安装孔和减重孔的造型；

S5.冷却成型：

将S4中砂箱内的铁水冷却成为制动鼓，将制动鼓从砂箱中取出，并对其进行抛丸和打磨。

相对于现有技术，本发明的制动鼓通过在安装部设置减重孔，在保证安装部的强度的前提下，减轻制动鼓的整体重量，实现轻量化；制动鼓本体外壁设置的加强圈可以提高制动鼓本体的强度；过渡连接部与所述制动鼓本体的连接处设置的加强筋可以使制动鼓本体与过渡连接部连接更加牢固，避免制动鼓在运转时掉顶。本发明的制动鼓具有结构简单、轻量化、强度高等优点。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1是本发明的制动鼓的立体结构示意图。

图2是本发明的制动鼓的内部结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本发明提供的一种制动鼓的制造方法，以及本实施例的制动鼓的制造，均包括以下步骤：

S1.制备原料：

将以下材料按质量百分比配制原料：生铁30％，废钢60％，回炉料10％；并加入钼和铜，其质量相当于所述原料总质量的0.25-0.5％和0.4-0.8％。

本实施例加入钼的质量相当于所述原料总质量的0.25％。

本实施例加入铜的质量相当于所述原料总质量的0.5％。

本实施例加入的钼和铜占所述原料总质量的百分比为最佳实施方式，其可以使铁水的蠕化率达到最高，并使最终制得的制动鼓的耐热疲劳性和力学性能达到最佳。

S2.熔炼：

将S1中制备的原料放入熔炼炉中熔炼，铁水的出炉温度为1500±20℃，该出炉温度本实施例优选地设置为1500℃。

S3.蠕化处理：

在铁水包底加入稀土镁合金蠕化剂，所述稀土镁合金蠕化剂占所述原料总质量的0.5-0.8％，将S2中制得的铁水倒入铁水包中，采用冲入法进行孕育和蠕化处理。

本实施例将S2中制得的铁水进行孕育和蠕化处理，并使其蠕化率≥70％。将蠕化率控制在70％以上，可以使成型的制动鼓的石墨和珠光体细化，且使珠光体的含量增加并达到70％以上，从而提高制动鼓的力学性能，使其抗拉强度达到380-500Mpa，延伸率为2-6％，硬度为HB140-200。

S4.浇注：

将S3中蠕化处理后的铁水通过浇注炉对砂箱进行恒温定量浇注，浇注温度为1395℃，其中，砂箱根据制动鼓的设计形状和规格制作潮模砂静压造型，该潮模静压造型包括制动鼓本体1及其加强圈12、过渡连接部3、过渡连接部3与制动鼓本体1连接处的加强筋4、安装部2及其安装孔21和减重孔22的造型(请参阅图1和图2。)。

S5.冷却成型：

将S4中砂箱内的铁水冷却成为制动鼓，将制动鼓从砂箱中取出，并对其进行抛丸和打磨。

S6.检测：

对S5中打磨后的制动鼓进行检测。

相对于现有技术，本发明的制动鼓的制造方法对制动鼓进行一体化铸造，减少二次加工，减少加工工序和成本；其制造出的制动鼓为蠕墨铸铁制动鼓，蠕墨铸铁石墨呈蠕虫装，介于片状和球状之间，蠕墨铸铁的力学性能明显好于灰铸铁，使得蠕墨铸铁制动鼓具有优秀的耐热疲劳及力学性能，与相同结构的灰铸铁制动鼓相比，其使用寿命可以提高50-100％，可以减少因为制动鼓频繁更换而浪费的大量财力、物力，更重要的是，大大降低了汽车行驶过程中制动鼓失效可能造成车毁人亡的可能，具有良好的社会效益。

请参阅图1和图2，图1是本发明的制动鼓的立体结构示意图。图2是本发明的制动鼓的内部结构示意图。本发明的制动鼓，包括制动鼓本体1、安装部2和过渡连接部3，所述过渡连接部3连接于所述制动鼓本体1和所述安装部2之间。

具体地，所述制动鼓本体1的内壁设置有摩擦部11，所述摩擦部11起于所述制动鼓本体与所述过渡连接部3的连接处，止于所述制动鼓本体1的开口端，该摩擦部11用于与刹车片产生摩擦而产生制动效果。所述制动鼓本体1的外壁设置有环形的加强圈12，本实施例的所述加强圈12位于所述制动鼓本体1的末端外壁上。加强圈12可以提高制动鼓本体1的强度。铸造完成后，所述加强圈12位置会形成分型披锋，分型披锋需要打磨掉，可以通过自动打磨机夹住安装部2进行自动打磨。

所述安装部2为环形，所述安装部2设置于所述制动鼓本体1的一端，所述安装部2上设置有呈圆周阵列分布的多个安装孔21，所述多个安装孔21之间间隔设置有减重孔22。

本实施例的所述安装孔21优选地设置为十个。可以通过所述安装孔21将安装部2安装到车桥的轮毂上。

所述减重孔22可以减轻制动鼓的整体重量，实现轻量化。为了避免影响所述安装部2的强度，所述减重孔22设置为盲孔，所述减重孔22位于所述安装部2的内壁上，所述减重孔22的孔深大于所述安装部2壁厚的1/2。本实施例的减重孔22优选地设置为方形。

所述过渡连接部3与所述制动鼓本体1连接的一端的直径大于其与所述安装部2连接的一端的直径。

本实施例优选地在所述过渡连接部3与所述制动鼓本体1的连接处还设置有均匀分布的多个加强筋4。所述加强筋4为突台结构，可以为耳状凸台、圆弧凸台或长条状凸台等，其可以使制动鼓本体1与过渡连接部3连接更加牢固，避免制动鼓在运转时因制动鼓本体1与安装部2连接强度不足而发生断裂。本实施例优选地在所述过渡连接部3和制动鼓本体1的连接处设置了三个加强筋4，从而保证连接强度均衡。

相对于现有技术，本发明的制动鼓通过在安装部设置减重孔，在保证安装部的强度的前提下，减轻制动鼓的整体重量，实现轻量化；制动鼓本体外壁设置的加强圈可以提高制动鼓本体的强度；过渡连接部与所述制动鼓本体的连接处设置的加强筋可以使制动鼓本体与过渡连接部连接更加牢固，避免制动鼓在运转时掉顶。本发明的制动鼓具有结构简单、轻量化、强度高等优点。

实施例二

本实施例的制动鼓的制造方法与实施例一的制动鼓的制造方法大致相同，不同之处在于，本实施例的所述S1中，加入钼的质量相当于所述原料总质量的0.3％，加入铜的质量相当于所述原料总质量的0.4％。

本实施例的所述S2中铁水的出炉温度为1480℃。

本实施例的所述S3中的浇注温度为1390℃。

本实施例的制动鼓的结构与实施例一的制动鼓的结构相同。

实施例三

本实施例的制动鼓的制造方法与实施例一的制动鼓的制造方法大致相同，不同之处在于，本实施例的所述S1中，加入钼的质量相当于所述原料总质量的0.5％，加入铜的质量相当于所述原料总质量的0.8％。

本实施例的所述S2中铁水的出炉温度为1520℃。

本实施例的所述S3中的浇注温度为1400℃。

本实施例的制动鼓的结构与实施例一的制动鼓的结构相同。

相对于现有技术，本发明的制动鼓的制造方法对制动鼓进行一体化铸造，减少二次加工，减少加工工序和成本；其制造出的制动鼓为蠕墨铸铁制动鼓，蠕墨铸铁制动鼓具有优秀的耐热疲劳及力学性能，与相同结构的灰铸铁制动鼓相比，其使用寿命可以提高50-100％，可以减少因为制动鼓频繁更换而浪费的大量财力、物力，更重要的是，大大降低了汽车行驶过程中制动鼓失效可能造成车毁人亡的可能，具有良好的社会效益。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种制动鼓的制造方法，包括以下步骤：

S1.制备原料：

将以下材料按质量百分比配制原料：生铁30％，废钢60％，回炉料10％；并加入钼和铜，其质量相当于所述原料总质量的0.25-0.5％和0.4-0.8％；

S2.熔炼：

将S1中制备的原料放入熔炼炉中熔炼，铁水的出炉温度设置在1500±20℃；

S3.蠕化处理：

在铁水包底加入稀土镁合金蠕化剂，所述稀土镁合金蠕化剂占所述原料总质量的0.5-0.8％，将S2中制得的铁水倒入铁水包中，采用冲入法进行孕育和蠕化处理；

S4.浇注：

将S3中蠕化处理后的铁水通过浇注炉对砂箱进行恒温定量浇注，浇注温度为1395±5℃，其中，砂箱根据制动鼓的设计形状和规格制作潮模砂静压造型，该潮模静压造型包括制动鼓本体及其加强圈、安装部及其安装孔和减重孔的造型；

S5.冷却成型：

将S4中砂箱内的铁水冷却成为制动鼓，将制动鼓从砂箱中取出，并对其进行抛丸和打磨。

2.根据权利要求1所述的制动鼓的制造方法，其特征在于：还包括S6.检测：对S5中打磨后的制动鼓进行检测。

3.根据权利要求1所述的制动鼓的制造方法，其特征在于：所述S1中，加入钼的质量相当于所述原料总质量的0.25-0.3％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制动鼓的制造方法，其特征在于：所述S1中，加入铜的质量相当于所述原料总质量的0.4-0.6％。

5.根据权利要求1-3任一项所述的制动鼓的制造方法，其特征在于：所述S3中，将S2中制得的铁水进行孕育和蠕化处理，并使其蠕化率≥70％。

6.一种制动鼓，其特征在于：包括制动鼓本体和安装部；所述安装部为环形，所述安装部设置于所述制动鼓本体的一端，所述安装部上设置有呈圆周阵列分布的多个安装孔，所述多个安装孔之间间隔设置有减重孔；所述制动鼓本体的内壁设置有摩擦部，其外壁设置有环形的加强圈。

7.根据权利要求6所述的制动鼓，其特征在于：还包括过渡连接部，所述过渡连接部连接于所述制动鼓本体和所述安装部之间，所述过渡连接部与所述制动鼓本体连接的一端的直径大于其与所述安装部连接的一端的直径。

8.根据权利要求7所述的制动鼓，其特征在于：所述过渡连接部与所述制动鼓本体的连接处还设置有均匀分布的多个加强筋。

9.根据权利要求8所述的制动鼓，其特征在于：所述加强筋为三个。

10.根据权利要求6所述的制动鼓，其特征在于：所述减重孔为盲孔，所述减重孔位于所述安装部的内壁上。

11.根据权利要求10所述的制动鼓，其特征在于：所述减重孔的孔深大于所述安装部壁厚的1/2。

12.根据权利要求6所述的制动鼓，其特征在于：所述减重孔为方形。

13.根据权利要求6所述的制动鼓，其特征在于：所述加强圈位于所述制动鼓本体的末端外壁上。

14.根据权利要求6所述的制动鼓，其特征在于：所述安装孔为十个。

15.根据权利要求6-14任一项所述的制动鼓，其特征在于：其由以下步骤制造而成：

S1.制备原料：

将以下材料按质量百分比配制原料：生铁30％，废钢60％，回炉料10％；并加入钼和铜，其质量相当于所述原料总质量的0.25-0.5％和0.4-0.8％；

S2.熔炼：

将S1中制备的原料放入熔炼炉中熔炼，铁水的出炉温度设置在1500±20℃；

S3.蠕化处理：

在铁水包底加入稀土镁合金蠕化剂，所述稀土镁合金蠕化剂占所述原料总质量的0.5-0.8％，将S2中制得的铁水倒入铁水包中，采用冲入法进行孕育和蠕化处理；

S4.浇注：

将S3中蠕化处理后的铁水通过浇注炉对砂箱进行恒温定量浇注，浇注温度为1395±5℃，其中，砂箱根据制动鼓的设计形状和规格制作潮模砂静压造型，该潮模静压造型包括制动鼓本体及其加强圈、安装部及其安装孔和减重孔的造型；

S5.冷却成型：

将S4中砂箱内的铁水冷却成为制动鼓，将制动鼓从砂箱中取出，并对其进行抛丸和打磨。