[发明专利]一种钼钒合金制动鼓及其制造方法

说明书

本发明公开了一种钼钒合金制动鼓及其制造方法，采用灰铸铁作为基体铸造而成且含有百分比如下的下述化学元素：C：3.32％‑3.58％，Si：1.70％‑1.98％，Mn：0.55％‑0.89％，S：0.055％‑0.078％，P：0.030％‑0.050％，Cr：0.21‑0.38％，Mo：0.31％‑0.48％，V：0.29‑0.44％，其余为Fe和不可避免的微量杂质；其制备方法包括在含有不可避免的微量杂质的铁水中加入组分和比例为上述组分的化学元素并冶炼至熔融状态；将制备所得的熔融状态的灰铸铁金属液倒入预设制动鼓的模具中进行浇铸，得到制动鼓坯料；将浇铸后的制动鼓坯料采用风冷+水冷或自然冷却+水冷的方式冷却；将冷却后的制动鼓坯料进行正火处理，得到正火处理后的制动鼓坯料；将正火处理后的制动鼓坯料加工至预设形状和尺寸；提高了灰铸铁的强度、硬度、韧性、导热性和热稳定性。

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及一种钼钒合金制动鼓及其制造方法。

背景技术

随着现代交通运输装备的快速发展，“高速度、轻量化、节能减排”逐渐成为商用车的发展主流。汽车制动鼓是鼓式制动器的摩擦偶件，其与车轮组装成旋转元件，通过制动鼓圆柱内表面高速旋转与固定元件的工作面之间产生的摩擦进行制动。

传统的普通灰铸铁制动鼓，牌号一般为HT200和HT250，其虽然具有一定的耐磨性和散热性，但制动鼓强度低、热疲劳性能不足，制动鼓使用过程中常出现掉底、开裂等故障，已无法满足新的行业发展趋势下对汽车制动鼓的要求。随着基建和交通运输业的不断发展，汽车的应用也在向着高速、重载等方向发展，尤其是中重型卡车在高原、山地或弯道较多和需要产时间制动的路段等地区服役时，经常需要连续长距离刹车制动，在整改刹车制动过程中，制动鼓与摩擦片接触面因摩擦作用使温度迅速升高，制动鼓温度最高时可达900℃，为保证刹车制动效果，通常采用直接喷水冷却或进入降温水池等方式进行红热状态制动鼓水冷降温，在不断地升温、降温过程中，制动鼓内圆柱面就会出现热疲劳裂纹，降低制动鼓使用寿命，而当形成贯穿式裂纹或裂纹长度超过制动面2/3时，制动鼓报废处理。因此，高性能、高导热以及良好的热稳定性是提高汽车制动鼓寿命的关键所在。

对于上述问题，目前有3种主流思想来解决上述存在的问题：①制动鼓整体结构加强、加厚，该方式虽然可以延长制动鼓使用寿命，但其不符合汽车行业轻量化和节能减排发展要求，不能实现。②改变灰铸铁材质，使用蠕墨铸铁制动鼓，该方法不能明显地降低制动鼓开裂故障，且蠕化工艺难以控制，生产成本增加，无法普及。③使用钢-铁双金属复合制动鼓，该方案可以彻底解决制动鼓使用过程中掉底问题，对制动鼓开裂故障也有明显的改善，但其生产设备投入大、生产效率低并且生产成本高，无法满足制动鼓市场需求。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本发明提供一种钼钒合金制动鼓及其制造方法，细化了珠光体和石墨，强化了基体，提高了灰铸铁的强度、硬度、韧性、导热性和热稳定性，解决了汽车制动鼓在生产和使用过程中成本高、重量大、强度低、导热性不足等问题。

本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种钼钒合金制动鼓的制造方法，所述制动鼓采用灰铸铁作为基体铸造而成，所述灰铸铁中含有百分比如下的下述化学元素：

C：3.32％-3.58％，Si：1.70％-1.98％，Mn：0.55％-0.89％，S：0.055％-0.078％，P：0.030％-0.050％，Cr：0.21-0.38％，Mo：0.31％-0.48％，V：0.29-0.44％，其余为Fe和不可避免的微量杂质；

其制备方法包括如下步骤：

灰铸铁金属液制备，在含有不可避免的微量杂质的铁水中加入组分和比例为C：3.32％-3.58％，Si：1.70％-1.98％，Mn：0.55％-0.89％，S：0.055％-0.078％，P：0.030％-0.050％，Cr：0.21-0.38％，Mo：0.31％-0.48％和V：0.29-0.44％的化学元素并冶炼至熔融状态；