[发明专利]一种用于刹车片的高硬度摩擦块的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及刹车片技术领域，尤其涉及一种用于刹车片的高硬度摩擦块的 制备方法。

背景技术

汽车刹车片对汽车运行的安全性、可靠性有着至关重要的影响，是汽车非 常重要的零部件之一。

目前，国外汽车刹车片多采用树脂基摩擦片，其使用温度一般不高于250℃， 温度过高会造成摩擦片树脂基体的老化、开裂，使摩擦片磨损率急剧增加，摩 擦系数也发生很大的变化。现在普遍采用的是粉末冶金法制备的金属基复合材 料摩擦片，其具有导热性能好、摩擦副温升低、许用温度高等优点。粉末冶金 制动材料的使用温度较高，当制动温度达到500℃时，它仍能保持较小的磨损率 和较优良的摩擦特性，对制动盘的热影响较小，并能保证汽车在恶劣气候条件 下安全运行。

但目前汽车刹车片中制动摩擦块需要吸收的制动能量越来越大，温度可高 达700℃，会引起刹车摩擦块易出现发生形变等问题。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种用于刹车片的高硬度摩 擦块的制备方法，所得摩擦块耐磨性能优异，硬度可达HRC72，冲击韧性可达 8J/cm²，满足实际使用过程中对摩擦块的要求。

本发明提出的一种用于刹车片的高硬度摩擦块的制备方法，包括如下步骤：

S1、将原料在氩气气氛中升温至熔融状态，然后真空保温得到物料a，其中 物料a按重量百分比包括：C：0.6～0.9％，Si：0.3～0.4％，V：0.2～0.3％，W： 0.07～0.10％，Nb：0.05～0.08％，Zr：0.03～0.04％，Cr：3.3～3.6％，Ti：0.002～ 0.005％，Sc：0.003～0.006％，Bi：0.005～0.008％，B：0.06～0.09％，Y：0.07～ 0.10％，S≤0.015％，P≤0.015％，余量为Fe；

S2、将物料a出炉进行浇注，冷却至400～500℃，进行表面机加工得到物 料b；

S3、将物料b升温至T₁℃进行奥氏体化，然后保温3～4h，取出置于温度 为220～230℃的硝盐浴中，升温至T₂℃，保温4～5h得到用于刹车片的高硬度 摩擦块；其中T₁＝1100+K₁×240×100×(n_C+n_W+n_Zr)/28.7，T₂＝345+ K₂×100×(n_C+n_W+n_Zr)，K₁的值为5～8，K₂的值为28～30，n_C、n_W、n_Zr分别表示 碳元素、钨元素和锆元素在物料a中所占重量百分比。

本发明中各元素作用如下：

碳(C)：作为形成石墨球的主要元素，可以有效的控制石墨个数及石墨大小， 同时，适当的碳当量可以使铁液易于流动，增加铁液的充型能力，减少缩松缩 孔，提高铸件的致密性，但是碳含量过高，容易产生石墨漂浮，影响铸铁的性 能，还会降低钢的耐大气腐蚀能力，增加钢的冷脆性和时效敏感性。

硅(Si)：作为强烈促进石墨化的元素，又能起到孕育的效果。较高的含硅量 对铸件的浇注及自补缩都有很大的好处，能显著提高钢的弹性极限，屈服点和 抗拉强度。硅含量高些，对形成球状石墨有利，但硅含量超过3.0％时，冲击韧 性会急剧降低，还能降低钢的焊接性能。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐 蚀性和抗氧化的作用。

钒(V)：作为钢的优良脱氧剂，可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳 形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。

钨(W)：可与碳形成碳化钨，具有很高的硬度和耐磨性，能显著提高红硬性 和热强性。

铌(Nb)：能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度、抗大气 腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力，改善焊接性能，防止晶间腐蚀现象，但 塑性和韧性有所下降。

锆(Zr)：在钢中作用与铌、钛、钒相似，有脱氧、净化和细化晶粒的作用， 提高钢的低温韧性，消除时效现象，提高钢的冲压性能。