本發明涉及汽車零部件領域,具體地,涉及盤式制動器鉗體及其制備方法。
背景技術:
目前汽車上常用的制動器按其結構可以分為鼓式制動器和盤式制動器。其中鼓式制動器的制動力穩定性差,在不同路面上制動力變化很大;并且由于散熱性能差,在制動過程中會聚集大量的熱量,導致制動塊和輪鼓在高溫影響下較易發生極為復雜的變形,容易產生制動衰退和振抖現象,引起制動效率下降。而盤式制動器效能受摩擦系數的影響較小,在輸出制動力矩相同的情況下,盤式制動器的尺寸和質量相比鼓式制動器而言一般較小;制動盤沿厚度方向的熱膨脹量極小,較容易實現間隙自動調整,其他保養修理作業也較簡便。因此現在汽車中越來越多的采用盤式制動器來實現制動功能。
目前,轎車輪子所用制動器大都是盤式制動器,轎車的制動器優劣關乎使用者人身安全,普通盤式制動器制動效果較差,而制動器嵌體的強度、韌性等對其制動效果有很大的影響。且長期使用后,制動器嵌體的磨損導致其強度不夠易脆或者韌性不足都會影響轎車的制動效果。而目前發生的交通事故,大都因為制動器故障、不正常制動導致的悲劇。
但是,目前提供高延伸率、高韌性、高強度的盤式制動器嵌體費用高且制備工藝復雜,進而限制了高性能盤式制動器嵌體的進一步使用。
技術實現要素:
本發明的目的是提供一種盤式制動器鉗體及其制備方法,該盤式制動器鉗體的制備工藝簡單,成本低且具有強度高、韌性好等優點。
為了實現上述目的,本發明提供了一種盤式制動器鉗體的制備方法,其中,先將球墨鑄鐵、黃銅粉、鋁、錳、鎳、鎂、氧化鈦和鐠混合后進行熔煉;接著加入精煉劑進行精煉得到熔融鐵水,緊接著將熔融鐵水進行澆鑄成型制得型胚;最后型胚再進行熱處理即制得所述盤式制動器鉗體;
其中,相對于100重量份的球墨鑄鐵,所述黃銅粉的用量為0.3-0.5重量份,所述鋁的用量為0.15-0.35重量份,所述錳的用量為0.05-0.2重量份、所述鎳的用量為0.05-0.15重量份,所述鎂的用量為0.05-0.25重量份,所述氧化鈦的用量為0.01-0.05重量份,所述鐠的用量為0.08-0.1重量份;
所述精煉過程為:先進行脫硫、脫氧處理,接著加入精煉劑,在900-1000℃進行第一次精煉,時間為1-2h;接著以150℃/h升溫到1450-1550℃進行第二次精煉,時間為2-3h。
通過上述技術方案,本發明通過將球墨鑄鐵、黃銅粉、鋁、錳、鎳、鎂、氧化鈦和鐠按照特定的重量比進行混合,接著后進行熔煉、精煉澆鑄成型制得盤式制動器鉗體,通過各原料間的相互協同作用以及各工藝步驟的條件的控制以使制得的盤式制動器鉗體具有很高機械強度和韌性以及高延伸率,能夠滿足轎車的安全長期的制動要求。
本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。
具體實施方式
以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是,此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明,并不用于限制本發明。
本發明提供了一種盤式制動器鉗體的制備方法,其中,先將球墨鑄鐵、黃銅粉、鋁、錳、鎳、鎂、氧化鈦和鐠混合后進行熔煉;接著加入精煉劑進行精煉得到熔融鐵水,緊接著將熔融鐵水進行澆鑄成型制得型胚;最后型胚再進行熱處理即制得所述盤式制動器鉗體;
其中,相對于100重量份的球墨鑄鐵,所述黃銅粉的用量為0.3-0.5重量份,所述鋁的用量為0.15-0.35重量份,所述錳的用量為0.05-0.2重量份、所述鎳的用量為0.05-0.15重量份,所述鎂的用量為0.05-0.25重量份,所述氧化鈦的用量為0.01-0.05重量份,所述鐠的用量為0.08-0.1重量份;
所述精煉過程為:先進行脫硫、脫氧處理,接著加入精煉劑,在900-1000℃進行第一次精煉,時間為1-2h;接著以150℃/h升溫到1450-1550℃進行第二次精煉,時間為2-3h。
本發明中精煉的條件可以控制寬的范圍內,但是為了提高精煉效果進而提高所制得的盤式制動器鉗體的強度和韌性,優選地,所述精煉劑是由以下方法制備而得:將天然硅灰石、氧化鈦、鋇、鍶和牌號kh-550的硅烷偶聯劑進行混合、加熱熔融,最后水冷、干燥后破碎成顆粒平均粒徑為10-20mm的所述精煉劑。
所述精煉劑的制備過程中各原料的配比可以控制在較寬的范圍內,但是為了提高精煉效果進而提高所制得的盤式制動器鉗體的強度和韌性,優選地,所述天然硅灰石、氧化鈦、鋇、鍶和牌號為kh-550的硅烷偶聯劑的重量比為100:1-5:0.5-0.8:0.5-1.5:0.05-0.1。
本發明中,所述水冷的條件可以在寬的范圍內選擇,但是為了提高盤式制動器鉗體的延伸率和韌性,優選地,所述水冷的條件為:溫度為20-30℃,時間為4-6h。
另外,制備精煉劑過程中的干燥的條件可以寬的范圍內,但是為了提高制得的精煉劑具有更好的性能,優選地,所述干燥的條件為:溫度為60-80℃,時間為10-15h。
本發明中,熔煉的條件可以在寬的范圍選擇,但是為了提高熔煉的效果及制得的盤式制動器鉗體的強度、延伸率和韌性,優選地,所述熔煉的溫度為1550-1650℃,熔煉的時間為1-3h。
本發明中,對型胚的熱處理的條件可以在寬的范圍選擇,但是為了使制得的盤式制動器鉗體具有更高的延伸率和韌性,優選地,所述熱處理的條件為:先將所述型胚在850-950℃保溫3-4h,接著以10℃/min的速率降溫至500-550℃保溫5-6h,最在保溫后直接水冷。
另外,在熱處理之前,所述型胚的溫度也可以控制在較寬的范圍內,但是為了保證型胚的韌性和延伸率進而提高制得的盤式制動器鉗體具有更高的延伸率和韌性,優選地,在所述熱處理之前,所述型胚的溫度為800-900℃。
本發明還提供了一種上述制備方法制得的盤式制動器鉗體。
以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。
實施例1
先將球墨鑄鐵、黃銅粉、鋁、錳、鎳、鎂、氧化鈦和鐠按照100:0.3:0.05:0.05:0.05:0.01:0.08的重量比進行混合;
接著在1550℃熔煉1h后加入精煉劑進行精煉(先進行脫硫、脫氧處理,接著加入精煉劑,在900℃進行第一次精煉1h;接著以150℃/h升溫到1450℃進行第二次精煉,精煉2h)得到熔融鐵水;
緊接著將熔融鐵水進行澆鑄成型制得型胚(800℃);最后將型胚在850℃保溫3h,接著以10℃/min的速率降溫至500℃保溫5h,最在保溫后直接水冷,即制得所述盤式制動器鉗體,記作a1;
其中,所述精煉劑是由以下方法制備而得:將天然硅灰石、氧化鈦、鋇、鍶和牌號kh-550的硅烷偶聯劑按照100:1:0.5:0.5:0.05的重量比進行混合、加熱熔融,最后在20℃水冷4h,接著在60℃干燥15h后破碎成顆粒平均粒徑為10mm的所述精煉劑。
實施例2
先將球墨鑄鐵、黃銅粉、鋁、錳、鎳、鎂、氧化鈦和鐠按照100:0.5:0.05:0.15:0.25:0.05:0.1進行混合;
接著在1650℃熔煉3h后加入精煉劑進行精煉(先進行脫硫、脫氧處理,接著加入精煉劑,在1000℃進行第一次精煉,時間為2h;接著以150℃/h升溫到1550℃進行第二次精煉,時間為3h。)得到熔融鐵水;
緊接著將熔融鐵水進行澆鑄成型制得型胚(900℃);最后將型胚在950℃保溫4h,接著以10℃/min的速率降溫至550℃保溫6h,最在保溫后直接水冷,即制得所述盤式制動器鉗體,記作a2;
其中,所述精煉劑是由以下方法制備而得:將天然硅灰石、氧化鈦、鋇、鍶和牌號kh-550的硅烷偶聯劑按照100:5:0.8:1.5:0.1進行混合、加熱熔融,最后在25℃水冷5h,接著在70℃干燥12h后破碎成顆粒平均粒徑為20mm的所述精煉劑。
實施例3
先將球墨鑄鐵、黃銅粉、鋁、錳、鎳、鎂、氧化鈦和鐠按照100:0.4:0.15:0.12:0.20:0.03:0.09的重量比進行混合;
接著在1600℃熔煉2h后加入精煉劑進行精煉(先進行脫硫、脫氧處理,接著加入精煉劑,在1000℃進行第一次精煉,精煉2h;接著以150℃/h升溫到1500℃進行第二次精煉,精煉3h。)得到熔融鐵水;
緊接著將熔融鐵水進行澆鑄成型制得型胚(900℃);最后將型胚在900℃保溫3h,接著以10℃/min的速率降溫至550℃保溫6h,最在保溫后直接水冷,即制得所述盤式制動器鉗體,記作a3;
其中,所述精煉劑是由以下方法制備而得:將天然硅灰石、氧化鈦、鋇、鍶和牌號kh-550的硅烷偶聯劑按照100:3:0.6:1.2:0.08進行混合、加熱熔融,最后在30℃水冷6h,接著在80℃干燥10h后破碎成顆粒平均粒徑為15mm的所述精煉劑。
對比例1
按照實施例1的方法制得盤式制動器鉗體,記作b1,不同的是所述孕育劑的制備過程中未加入鋇。
對比例2
按照實施例1的方法制得盤式制動器鉗體,記作b2,不同的是所述孕育劑的制備過程中未加入鍶。
對比例3
按照實施1的制備方法制得盤式制動器鉗體,記作b3,不同的是原料中未加入氧化鈦和鐠。
檢測例1
將上述實施例和對比例制得的盤式制動器鉗體a1-a3以及b1-b3,按照qc/t316-1999的標準對其疲勞強度進行測試,其中a1-a3均通過測試;而b1-b3的疲勞為通過疲勞強度臺架試驗。
另外還對其各項強度(抗拉強度和屈服強度)、延伸率的檢測進行了測試;具體結果見表1。
表1
通過上述檢測例,發現本發明提供的盤式制動器鉗體a1-a3具有較高的強度(抗拉強度和屈服強度),且延伸率較大;而對比例制得的盤式制動器鉗體b1-b3的延伸率和強度遠不如本發明提供的盤式制動器鉗體。綜上,本發明提供的制備方法通過將球墨鑄鐵、黃銅粉、鋁、錳、鎳、鎂、氧化鈦和鐠按照特定比例進行混合后,各原料之間產生相互相同作用,另外使用了包括鋇和鍶制得的精煉劑進行精煉,從而使制得的盤式制動器鉗體具有較高的強度和延伸率。
以上詳細描述了本發明的優選實施方式,但是,本發明并不限于上述實施方式中的具體細節,在本發明的技術構思范圍內,可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型,這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。
另外需要說明的是,在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征,在不矛盾的情況下,可以通過任何合適的方式進行組合,為了避免不必要的重復,本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外,本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合,只要其不違背本發明的思想,其同樣應當視為本發明所公開的內容。