本发明专利技术公开了一种废旧汽车零部件、铁屑再利用生产高强度低合金制动鼓，所述制动鼓为采用废钢料、铁屑、机杂铁和回炉料为原料，辅以硅铁、锰铁、铬铁、增碳剂、金属添加剂熔炼制得原铁水，再经过孕育处理制得的高强度低合金制动鼓；其中，所述原铁水中含有的化学成分按质量百分比计为：C 3.3～3.6％、Si 1.6～1.9％、Mn 0.6～0.9％、P≤0.1％、S≤0.04％、Cr 0.2～0.4％、Cu 0.25～0.5％、Ti 0.05％～0.15％、Ni≤0.1％、Mo≤0.1％、Sn 0.04％～0.08％，余量为Fe及其它不可避免的杂质。本发明专利技术采用废旧汽车零部件、铁屑等为原料回收再利用生产高强度、高性能的制动鼓，生产成本低、经济效益高。
【技术实现步骤摘要】
废旧汽车零部件、铁屑再利用生产高强度低合金制动鼓
本专利技术涉及一种汽车制动鼓制造
，更具体地，涉及一种废旧汽车零部件、铁屑再利用生产高强度低合金制动鼓。
技术介绍
制动鼓是一种灰铸铁件，是汽车制动器重要组件，其结构紧凑，制动功率大，是汽车主要安保件之一，对行车安全起着举足轻重的作用。在制动鼓早期生产，主要利用生铁、回炉料、焦炭等为主要原材料，在工艺上主要采用降低碳含量，提高硅碳比，孕育剂进行孕育处理，改变石墨形态，提高产品的力学性能。但随着市场的发展，汽车的重载、提速、载荷不平衡及频繁的制动等等，所带来的汽车制动鼓使用寿命和安全性大幅下降，对制动鼓的生产提出了更高的要求。具我们对制动鼓市场调查与了解，汽车制动鼓的使用功能及对材质提出如下的基本要求：1、承载重物，刹车时承受强烈的机械冲击，且载重越多，速度越快，这种冲击越大，因此要求制动鼓有足够高的机械性能。2、刹车时通过干滑摩擦把动能迅速转化为热能并尽快散发出去，因此要求制动鼓有良好的导热性；3、山区行驶频繁刹车，或下山时长时间刹车，使制动鼓温度不断升高，有时需用水激冷以降温，或在雨天行驶时，雨水会溅上发热的制动鼓，因此要求制动鼓有良好的热疲劳性能；4、刹车时依靠制动鼓内圆面(摩擦面)与刹车蹄摩擦片间的摩擦制动，因此要求制动鼓有良好的耐磨性和抗咬合能力；5、现代汽车追求乘坐舒适性，要求刹车时减少震动、降低响声，因此要去制动的尺寸稳定，内部组织均匀并有良好的吸震性；为了满足这五大要求，利用废旧汽车零部件、铁屑等(取代传统的生铁)作为主要原材料，添加增碳剂和少量合金元素及孕育处理相结合的方法，对制动鼓的成分进行合理设计，从而改良制动鼓的性能，目前未见相关文献记载。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种高强度、高性能、生产成本低、采用废旧金属为原料的废旧汽车零部件、铁屑再利用生产高强度低合金制动鼓。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种废旧汽车零部件、铁屑再利用生产高强度低合金制动鼓，所述制动鼓为采用废钢料、铁屑、机杂铁和回炉料为原料，辅以硅铁、锰铁、铬铁、增碳剂、金属添加剂熔炼制得原铁水，再经过孕育处理制得的高强度低合金化孕育制动鼓；其中，所述原铁水中含有的化学成分按质量百分比计为：C3.3～3.6％、Si1.6～1.9％、Mn0.6～0.9％、P≤0.1％、S≤0.04％、Cr0.2～0.4％、Cu0.25～0.5％、Ti0.05％～0.15％、Ni≤0.1％、Mo≤0.1％、Sn0.04％～0.08％，余量为Fe及其它不可避免的杂质。碳：是铸铁中最经济、最基本的强化元素，通过固溶强化和析出强化作用以提高铸铁的强度，为使铸铁的微观组织中有较多的石墨片，以保证其具有较高的热导率，乘用车制动鼓的碳含量应该在3.3％以上，但过高的碳量会造成较高的易脆性，故为保证较高强度和较高的热导率，将碳含量控制在3.3～3.6％之间。硅：在铸铁中起固溶强化作用，并能提高钢质纯净度和脱氧，但含量太高会降低铸铁的韧性，而且容易使铸铁表面产生红铁皮等表面缺陷，在孕育处理和浇铸处理时，较高的碳量和较低的硅量能保证铁水良好的流动性，因此本专利技术Si含量控制在1.6～1.9％。锰：可以溶入铁素体，提高铸铁的强度，还能与S形成MnS，以消除S的有害作用，同时也是重要的强韧性元素，Mn含量太高对铸件中心偏析有不利影响，有损于铸件的韧性。本专利技术Mn的含量控制在0.6～0.9％。磷：为铸铁中的有害元素，形成磷共晶体，增加脆性，本专利技术中严格控制P≤0.1％硫：为铸铁中的有害元素，在铸铁中形成MnS、TiS等多种化合物，适量的硫具有改善孕育效果，促进A型石墨，本专利技术中严格控制S≤0.04％。钛：是强碳化物的形成元素，可形成细微的TiC颗粒，细化晶粒；TiC能有效钉扎奥氏体晶界，有效控制奥氏体晶粒长大，而且TiC在晶粒内的析出能显著增强铸铁的强度；钛是成分过冷元素，若钛过高则促进过冷石墨形成，不利于提高A型石墨比例，降低导热性能，若钛量过低，则提高强度效果不明显，达不到强度要求。本专利技术的Ti含量控制在0.05～0.15％。铬：可以提高铸铁的强度和硬度，含量过高易增加铸型难度和形成白口化，本专利技术的Cr含量控制在0.2～0.4％。铜：能增加和稳定珠光体并促进石墨化，可抵消Cr元素的增大白口的不利影响，有利于保证铁水的铸造工艺性能，同时Cu是一种导热性能较好价格低廉的金属元素，能显著提高铸铁的热疲劳性和热导性能，在Cr含量为0.2～0.4％，本专利技术的Cu的较适合的范围为0.25～0.5％。镍：共晶期间促进石墨化，降低奥氏体转变温度，扩大奥氏体区，能细化并增加珠光体，同时还能有效阻止Cu的热脆引起的网裂，含量过高易造成铸铁氧化铁皮难以脱落且增加成本，因此本专利技术控制Ni≤0.1％。钼：能使铁素体从奥氏体中析出并增加奥氏体的稳定性，但钼属于贵金属，过量的钼会提高铸铁的成本，因此本专利技术控制Ni≤0.1％。锡：能促进并稳定珠光体，加入微量的Sn就可增加铸铁的激冷白口倾向；增加锡的含量可以提高铸铁的硬度，但是过高的Sn会使碳化物增多，造成脆性增大，强度下降；当Sn≤0.08％时，随着锡含量的增加，凝固前膨胀率下降，共析前收缩率提高，共析后收缩率下降，总收缩率提高。因此本专利技术控制Sn的含量在0.04％～0.08％之间。75硅铁孕育剂作为本专利技术第一次孕育处理剂，在铁水包内处理，根据三角试样白口宽度确定加入量，用湿型三角试片检测，原铁水白口宽度一般控制在4毫米以下，因此本专利技术的一般75硅铁孕育剂较佳取值范围为0.2～0.5％，白口宽取上限，白口小取下限。硅钡钙随流孕育剂作为本专利技术第二次孕育处理剂，是铸铁浇铸工艺中的脱氧剂，且具有很好的脱硫、磷能力，本专利技术硅钡钙的含量控制在0.15～0.25％。锰铁：选用GB3795-1996规定的锰铁。其中要求：Mn≥50％，同批次锰含量波动范围不应超过3％，P≤0.5％，S≤0.04％。硅铁：选用GB2272-87规定中的Fe-Si75-A、Fe-Si75-B、Fe-Si75-C，Si＞70％，同批次硅含量波动范围不应超过3％。铬铁：GB5683-87规定的铬铁，其中要求：Cr≥60％，同批次铬含量波动范围不应超过3％，P≤0.03％，S≤0.03％。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术中加入少量合金元素(铜、铬、锡、钛、镍、钼)，不仅可以在铁水共析转变时显著地稳定和部分细化珠光体，而且能促进碳化物形成；硅钡孕育剂孕育处理，能减少铬的白口倾向，改善铸件断面均匀性，使原铁水中石墨两头钝化，类似蠕虫状，呈细片状，从而减少石墨对基体的切割作用，同时适当增加共晶团数和促进细片珠光体的形成，有利于提高制动鼓强度，同时可大大减少原料中废钢的加入量，对我国目前供应的原材料废钢质量差，量又少的局面有着特别重要的意义。(2)本专利技术中添加铜锡合金，不仅能提高制动鼓的抗热疲劳性能，还具有良好的热导性能，使刹车制动时易将动能转化为热能散发出去，具有良好的刹车制动性。(3)通过确定合理的化学成分和炉料配比，加强炉料的管理和控制，加入适量的合金元素，提高熔化温度及强化孕育，使生产的制动鼓在抗拉强度、硬度、加工性能都能满足产品要求，制动鼓的抗拉强度为240～280Mpa，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种废旧汽车零部件、铁屑再利用生产高强度低合金制动鼓，其特征在于：所述制动鼓为采用废钢料、铁屑、机杂铁和回炉料为原料，辅以硅铁、锰铁、铬铁、增碳剂、金属添加剂熔炼制得原铁水，再经过孕育处理制得的高强度低合金制动鼓；其中，所述原铁水中含有的化学成分按质量百分比计为：C 3.3～3.6％、Si 1.6～1.9％、Mn 0.6～0.9％、P≤0.1％、S≤0.04％、Cr 0.2～0.4％、Cu 0.25～0.5％、Ti 0.05％～0.15％、Ni≤0.1％、Mo≤0.1％、Sn 0.04％～0.08％，余量为Fe及其它不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
1.一种废旧汽车零部件、铁屑再利用生产高强度低合金制动鼓，其特征在于：所述制动鼓为采用废钢料、铁屑、机杂铁和回炉料为原料，辅以硅铁、锰铁、铬铁、增碳剂、金属添加剂熔炼制得原铁水，再经过孕育处理制得的高强度低合金制动鼓；其中，所述原铁水中含有的化学成分按质量百分比计为：C3.3～3.6％、Si1.6～1.9％、Mn0.6～0.9％、P≤0.1％、S≤0.04％、Cr0.2～0.4％、Cu0.25～0.5％、Ti0.05％～0.15％、Ni≤0.1％、Mo≤0.1％、Sn0.04％～0.08％，余量为Fe及其它不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的废旧汽车零部件、铁屑再利用生产高强度低合金制动鼓，其特征在于：所述制动鼓的抗拉强度为240～280Mpa，硬度为190～220HB，其金相组织为：A型石墨95％以上，石墨长度4～6级，珠光体≥98％。3.一种如权利要求1～2所述的废旧汽车零部件、铁屑再利用生产高强度低合金制动鼓的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：熔制原铁水、铁水孕育处理、浇铸；所述熔制原铁水步骤中，依次将废钢料、机杂铁、铁屑、回炉料经过前处理后加入中频感应炉中，将增碳剂加入炉底，再加入硅铁、锰铁、铬铁，对炉料进行熔炼制得原铁水，待铁水熔清后除渣，在出铁水前加入预处理剂碳化硅，然后加入金属添加...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志军，丁伟，
申请(专利权)人：湖北金麟机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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