轻量化复合制动盘及其制备方法.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CN114277293A(43)申请公布日2022.04.05(21)申请号202111680921.3C22C37/10(2006.01)(22)申请日2021.12.30C22C33/08(2006.01)C22C38/02(2006.01)(71)申请人山西汤荣机械制造股份有限公司C22C38/04(2006.01)地址043099山西省临汾市侯马市风雷街C22C38/44(2006.01)168号C22C38/54(2006.01)(72)发明人曹全青马胜强靳宏斌符寒光C22C38/48(2006.01)王晓妍刘海洋C22C38/46(2006.01)(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理F16D65/12(2006.01)有限公司11203代理人张立改(51)Int.Cl.C22C21/12(2006.01)C22C21/14(2006.01)C22C1/03(2006.01)C22F1/057(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图2页(54)发明名称轻量化复合制动盘及其制备方法(57)摘要一种轻量化复合制动盘及其制备方法，属于汽车配件制造技术领域。轻量化复合制动盘包括铝合金盘帽和灰铸铁摩擦盘两部分组成，由高强度螺栓牢固连接成一体。本发明轻量化复合制动盘耐磨灰铸铁摩擦盘的上、下制动面硬度差在8HBS以内，同时具备高耐磨性、高耐热性、良好的切削性和振动衰减性，从而提高了制动盘的使用寿命，提高了汽车的舒适性。在汽车上装车使用，使用寿命比常用的HT250制动盘提高3倍以上，使用本发明复合制动盘，轻量化效果明显，使用寿命长，推广应用具有显著的经济和社会效益。CN114277293ACN114277293A权利要求书1/2页1.一种轻量化复合制动盘的制备方法，其特征在于，轻量化复合制动盘包括铝合金盘帽和灰铸铁摩擦盘两部分组成，由螺栓连接成一体，具体制备工艺步骤如下：①采用真空电阻坩埚炉进行铝合金的熔炼；首先将工业纯Al放于石墨坩埚中，然后置于真空电阻炉中在真空条件下加热熔炼，熔炼温度设置为761‑768℃，待工业纯Al完全熔化后，将中间合金Al‑Cu、Al‑Ti、Al‑Zr、Al‑Y、Al‑Be、Al‑B和纯Cd、Sb、Sr加入到熔体中，控制处理温度为728‑735℃；待合金全部熔化后，对熔体进行搅拌，搅拌2‑5min使合金熔体成分均匀，静置保温15‑25min，炉内铝合金熔液的化学组成及质量分数控制在2.74‑2.95％Cu，0.62‑0.77％Y，0.28‑0.35％Cd，0.08‑0.15％Zr，0.05‑0.12％Sr，0.07‑0.14％Sb，0.03‑0.08％B，0.35‑0.42％Ti，0.12‑0.16％Be，<0.10％Si,<0.12％Fe，<0.10％Mn，<0.05％Cr，<0.02％V，余量为Al和不可避免的杂质；然后将铝合金熔液直接浇入砂型铸型中，铝合金熔液完全凝固后，开箱取出铸件，经打磨清砂后，获得铝合金盘帽毛坯；②将步骤①中获得的铝合金盘帽毛坯在热处理电阻炉中随炉加热至540‑550℃，保温3‑4小时后，淬入80‑100℃水中冷却；然后继续入炉加热至150‑160℃，保温6‑8小时，炉冷至温度低于100℃，出炉空冷至室温，最后精加工至规定尺寸和精度，即可获得铝合金盘帽成品；③采用中频感应电炉熔炼灰铸铁摩擦盘，用废钢、增碳剂、铜板、硅铁和氮化锰铁配料，在中频感应电炉内混合加热熔化，并使炉内铁水的化学组成及质量分数控制在3.93‑4.15％C，1.74‑2.06％Si，0.88‑1.05％Mn，1.12‑1.37％Cu，0.075‑0.098％N，<0.08％P，<0.065％S，余量为Fe和不可避免的杂质；铁水温度达到1543‑1566℃时，将铁水出炉到浇包，并在铁水出炉过程中，随铁水流加入孕育剂，孕育剂加入量占进入浇包内铁水质量分数的0.6‑0.7％，孕育剂由质量分数25‑30％的硅‑锆‑钡孕育剂、28‑31％的碳化硅孕育剂和40‑45％的硅‑锶‑钡孕育剂组成；铁水全部进入浇包后，用喂丝机将直径的多元合金线加入浇包内，多元合金线加入量占进入浇包内铁水质量分数的1.4‑1.6％；多元合金线的化学组成及其质量分数为3.27‑3.55％La，2.18‑2.64％Ce，12.52‑13.07％Ti，3.37‑3.62％Sn，6.71‑6.95％Sb，3.63‑3.87％B，6.42‑6.84％K，余量为Al和不可避免的杂质；铁水经扒渣和静置后，当温度降至1426‑1451℃时，将铁水浇入消失模铸型中；在消失模铸型内，靠近内浇口位置，预先放入了型内孕育剂，型内孕育剂的加入量占进入铸型内铁水质量分数的0.18‑0.2