一种高强和高耐磨性的钒钛铸铁制动鼓.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113584374A(43)申请公布日2021.11.02(21)申请号202110808413.2(22)申请日2021.07.16(71)申请人四川大学地址610207四川省成都市双流区川大路二段2号(72)发明人鲜广范洪远孙兰王均蒋繁(51)Int.Cl.C22C37/10(2006.01)B22C9/02(2006.01)B22C9/22(2006.01)C22C33/08(2006.01)C21C1/08(2006.01)F16D65/10(2006.01)权利要求书1页说明书2页(54)发明名称一种高强和高耐磨性的钒钛铸铁制动鼓(57)摘要本发明公开了一种高强和高耐磨性的钒钛铸铁制动鼓，涉及汽车零部件制造领域。所述制动鼓是由含有钒、钛元素的天然钒钛生铁与废钢、回炉料为主要原料，覆膜砂为铸型材料，经过熔炼、成分调质、两次孕育后浇铸而成，制动鼓具有低碳和高硅碳比的特点，保证制动鼓具有高的强度和耐磨性，以适应汽车频繁制动和紧急刹车对制动鼓的苛刻要求。CN113584374ACN113584374A权利要求书1/1页1.一种高强和高耐磨性的钒钛铸铁制动鼓，其特征在于，制动鼓材质为含有钒、钛元素的灰铸铁，按照重量百分比计，制动鼓的化学成分为，C：2.95~3.1%、Si：1.7~1.85%、Mn：0.8~0.9%、P：0~0.04%、S：0~0.05%、V：0.15~0.25%、Ti：0.05~0.2%，余量为铁和其他不可避免的杂质；制动鼓基体组织中珠光体含量≥95%，石墨形态中的A型石墨含量≥85%，石墨长度4~5级，制动鼓的抗拉强度为290~370MPa，硬度为HB200~265，具有高强度和高耐磨性。2.根据权利要求1所述的一种高强和高耐磨性的钒钛铸铁制动鼓，其特征在于，所述制动鼓采用覆膜砂工艺铸造制成，熔炼铁水使用的主要原料为重量份为50~90的天然钒钛生铁、重量份为0~20废钢和重量份为10~30回炉料，对铁水进行成分调质和两次孕育处理后浇入铸型，浇铸温度为1350℃~1380℃。2CN113584374A说明书1/2页一种高强和高耐磨性的钒钛铸铁制动鼓技术领域[0001]本发明涉及汽车零部件制造领域，具体涉及一种高强和高耐磨性的钒钛铸铁制动鼓。背景技术[0002]汽车制动鼓是汽车重要的安保件之一，其性能和质量关乎汽车行驶过程中人的生命安全。汽车制动鼓服役环境十分苛刻，处于强烈摩擦、机械冲击、温度冲击的复杂工况条件之下。因此，制动鼓必须具有良好的抗磨损性能、较高的机械强度和一定韧性。为了保证散热和减少开裂，良好的导热性和抗疲劳性能也是制动鼓应该具备的性能。铸铁是制备汽车制动鼓的最主要材料。然而，普通灰铸铁制动鼓的硬度和强度低、耐磨性差、使用寿命很短，已经不能满足现代汽车制动鼓的性能要求。合金灰铸铁因合金元素的强化作用，其强度、硬度、耐磨性得到大幅改善。钒、钛元素作为强碳化物形成元素，在铸铁中可形成碳化物强化相，同时，钒、钛元素还具有细化基体组织的作用，因而添加钒、钛元素的钒钛合金灰铸铁是制备汽车制动鼓的一种潜在材料。碳是铸铁的基本元素，在铸铁中以游离的石墨、碳化物、合金渗碳体的形式存在。碳是强烈促进石墨化的元素，含碳量增加使石墨的数量增加，使石墨粗化。碳在灰铸铁中的质量分数一般在2.7%～3.8%范围内，主要以片状石墨形式存在。在现有报道中，钒钛铸铁制动鼓中的碳含量通常在3.2%以上，较高的碳含量虽然有利于保证钒钛铸铁制动鼓中石墨的数量，但碳含量高不利于获取高含量的珠光体基体组织，因而难以获得高强度和高硬度的制动鼓。发明内容[0003]针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高强和高耐磨性的钒钛铸铁制动鼓。[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：制动鼓材质为含有钒、钛元素的灰铸铁，按照重量百分比计，制动鼓的化学成分为，C：2.95~3.1%、Si：1.7~1.85%、Mn：0.8~0.9%、P：≤0.04%、S：≤0.05%、V：0.150.2~5%、Ti：0.05~0.2%，余量为铁和其他不可避免的杂质；制动鼓基体组织中珠光体含量≥95%，石墨形态中的A型石墨含量≥85%，石墨长度4~5级，制动鼓的抗拉强度为290~370MPa，硬度为HB200~265，具有高强度和高耐磨性。[0005]优选地，制动鼓采用覆膜砂工艺铸造制成，熔炼铁水使用的主要原料为重量份为50~90的天然钒钛生铁、重量份为0~20废钢和重量份为10~30回炉料，对铁水进行成分调质和两次孕育处理后浇入铸型，浇铸温度为1350℃~1380℃。[0006]本发明的有益效果在于：本发明以低碳含量、高硅碳比、适量的钒钛合金化为成分设计思路，充分发挥钒钛铸铁制