一种基于废旧轮胎中的钢丝的制动部件材料，由其制备的制动部件及制法制造技术

本发明专利技术属于铁基合金材料领域，涉及一种基于废旧轮胎中的钢丝的制动部件材料，由其制备的制动部件及制法。具体而言，该制动部件材料包括以重量份计的下列成分：回炉料400～1000份、废旧轮胎中的钢丝1000～1600份、增碳剂70～110份、孕育剂1.4～1.8份、硅铁10～25份、锰铁2.5～9.0份、铬铁5.0～7.5份和铜3.0～5.5份。基于上述材料并通过包括配料、熔炼、孕育、浇注、落砂、抛丸清理、机械加工等步骤的方法可以制备相应的制动部件(例如刹车盘、制动鼓)，其耐磨性能显著优于现有技术中的同类型制动部件。另外，废钢丝的采购成本比生铁低，还可适当降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于废旧轮胎中的钢丝的制动部件材料，由其制备的制动部件及制法
本专利技术属于铁基合金材料领域，涉及一种基于废旧轮胎中的钢丝的制动部件材料，由该制动部件材料制备的制动部件，以及该制动部件的制备方法。
技术介绍
从2008年以来，我国一直是全球最大的汽车消费市场，庞大的汽车总量在为人们的出行带来了方便的同时，也为社会带来了种种问题。众所周知，轮胎是一种消耗品，在达到一定行驶里程时，都会对车辆的轮胎进行更换。如果处理不当，被替换下来的大量废旧轮胎不仅会占用土地面积，还会造成环境污染。如何处理新生的“黑色污染”已成为社会讨论和关注的热点。轮胎中的主要材质是橡胶，通过化学方法使废旧轮胎中的橡胶脱硫，从而得到再生橡胶，是回收利用废旧轮胎中橡胶部分的有效方法。然而，为了实现某些特定功能，通常还需要向车辆轮胎中引入使用钢丝的结构，例如，为了保持轮胎形状以及增加胎体强度，需要向胎体中引入钢丝带束层结构。按照强制性国家标准的要求，例如“GB/T27691钢帘线用盘条”和“GB/T11181子午线轮胎用钢帘线”，轮胎用钢丝为镀铜的70#～90#钢丝(市场上实际大多为80#钢丝)，成分一致性较好。因此，回收利用废旧轮胎中的钢丝部分同样具有重要的生态价值和经济价值。制动盘(又称刹车盘)和制动鼓(又称刹车鼓)是车辆制动系统中的常见零部件，前者应用于盘式制动器，后者应用于鼓式制动器。现有的刹车盘和刹车鼓的材质大多以低合金灰铸铁为主，采用铸造用生铁、废钢为主要原材料，并添加少量铜、铬等合金，材料成份与性能和灰铁系列的HT150、HT200、HT250、HT300相近，但其耐磨性能一般，做高负荷耐久台架试验时仅在六七十个循环以内。通过检索现有文献发现，有关利用废旧轮胎中的钢丝制备具有高耐磨性能的制动盘或制动鼓的报道较为少见。
技术实现思路
专利技术要解决的问题为了充分回收利用废旧轮胎中的钢丝，通过与多种组分制成合金材料，进一步得到具有高耐磨性能的制动部件。用于解决问题的方案一方面，本专利技术提供了一种基于废旧轮胎中的钢丝的制动部件材料，其包括以重量份计的下列成分(优选由以重量份计的下列成分组成)：回炉料400～1000份、废旧轮胎中的钢丝1000～1600份、增碳剂70～110份、孕育剂1.4～1.8份、硅铁10～25份、锰铁2.5～9.0份、铬铁5.0～7.5份和铜3.0～5.5份。优选地，所述制动部件材料包括以重量份计的下列成分(优选由以重量份计的下列成分组成)：回炉料400～1000份、废旧轮胎中的钢丝1000～1600份、增碳剂70～100份、孕育剂1.4～1.8份、硅铁10～25份、锰铁2.5～5.5份、铬铁5.0～7.5份和铜3.0～4.5份。优选地，所述制动部件材料包括以重量份计的下列成分(优选由以重量份计的下列成分组成)：回炉料400～1000份、废旧轮胎中的钢丝1000～1600份、增碳剂85～110份、孕育剂1.4～1.8份、硅铁10～25份、锰铁5.5～9.0份、铬铁5.0～7.5份和铜4.0～5.5份。更优选地，所述制动部件材料还包括以重量份计的硫1.0～1.5份。进一步地，所述增碳剂选自天然石墨、人造石墨(例如石墨化电极碎)、石墨化石油焦、非石墨化石油焦、煅煤中的任意一种或其任意比例的混合物，优选人造石墨(例如石墨化电极碎)、石墨化石油焦中的任意一种或其任意比例的混合物，更优选石墨化石油焦。进一步地，所述孕育剂选自硅铁孕育剂、硅钡孕育剂中的任意一种或其任意比例的混合物，优选硅钡孕育剂，更优选硅钡长效孕育剂。优选地，所述制动部件材料中各化学成分及其重量百分比如下：C：3.30～3.85％，Si：1.45～2.00％，Mn：0.60～0.80％，Cr：0.15～0.30％，Cu：0.20～0.40％，S：0.10％以下，余量为Fe及不可避免的杂质。更优选地，所述制动部件材料中各化学成分及其重量百分比如下：C：3.30～3.50％，Si：1.60～2.00％，Mn：0.60～0.80％，Cr：0.15～0.30％，Cu：0.20～0.25％，S：0.10％以下，余量为Fe及不可避免的杂质。更优选地，所述制动部件材料中各化学成分及其重量百分比如下：C：3.70～3.85％，Si：1.45～2.00％，Mn：0.60～0.80％，Cr：0.15～0.25％，Cu：0.20～0.40％，S：0.08％以下，余量为Fe及不可避免的杂质。另一方面，本专利技术提供了一种制动部件，其由上述基于废旧轮胎中的钢丝的制动部件材料制得。再一方面，本专利技术提供了一种上述制动部件的制备方法，其包括下列步骤：1)向熔炼炉中混合投入配方量的废旧轮胎中的钢丝和增碳剂；逐步升温，待有铁液出现时，顺序加入配方量的硅铁、回炉料、铬铁、锰铁、铜和可选的硫；加料完毕后，升温至1500℃，保温3～5分钟；除渣、取样测定并调至成分合格后，升温至1550～1600℃，除渣，铁液出炉；2)将铁液注入中转包，在注入过程中，使用配方量的孕育剂中的一部分对铁液进行一次孕育，除渣；将铁液转入浇注保温包，除渣；将铁液进行浇注，浇注温度为1400～1480℃，在浇注过程中，使用配方量的孕育剂的剩余部分对铁液进行二次孕育；3)浇注完成后，落砂并对毛坯进行抛丸清理；毛坯检验合格后，按照需求进行机械加工及后处理，即得制动部件。专利技术的效果本专利技术以废旧轮胎破碎后分离出的废钢丝为主要原材料，添加回炉料、增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁、铜等，再经孕育剂的孕育以及除渣处理，生产的合金制动部件，组织致密，热传导性好，耐磨性能在高负荷台架试验时可达100个循环以上。该合金材料能够提高制动部件(例如制动盘、制动鼓)的耐磨性能，使得有效使用寿命可达到30万公里。另外，废钢丝的采购成本比生铁低，还可适当降低生产成本。附图说明图1示出了实施例2中的高耐磨制动盘的局部片段。图2示出了现有技术中的两种制动盘的裂纹强度测试结果。图3示出了本专利技术中的两种高耐磨制动盘的裂纹强度测试结果，其中左侧为实施例2中的高耐磨制动盘，右侧为实施例6中的高耐磨制动盘。具体实施方式首先，本专利技术提供了一种基于废旧轮胎中的钢丝的制动部件材料，其包括以重量份计的下列成分：回炉料400～1000份、废旧轮胎中的钢丝1000～1600份、增碳剂70～110份、孕育剂1.4～1.8份、硅铁10～25份、锰铁2.5～9.0份、铬铁5.0～7.5份和铜3.0～5.5份。优选地，上述制动部件材料由以重量份计的上述成分组成。在本专利技术的一项实施方案中，以重量份计，上述制动部件材料包括以重量份计的下列成分：回炉料400～1000份、废旧轮胎中的钢丝1000～1600份、增碳剂70～100份、孕育剂1.4～1.8份、硅铁10～25份、锰铁2.5～5.5份、铬铁5.0～7.5份和铜3.0～4.5份。优选地，上述制动部件材料由以重量份计的上述成分组成。在本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于废旧轮胎中的钢丝的制动部件材料，其包括以重量份计的下列成分：回炉料400～1000份、废旧轮胎中的钢丝1000～1600份、增碳剂70～110份、孕育剂1.4～1.8份、硅铁10～25份、锰铁2.5～9.0份、铬铁5.0～7.5份和铜3.0～5.5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于废旧轮胎中的钢丝的制动部件材料，其包括以重量份计的下列成分：回炉料400～1000份、废旧轮胎中的钢丝1000～1600份、增碳剂70～110份、孕育剂1.4～1.8份、硅铁10～25份、锰铁2.5～9.0份、铬铁5.0～7.5份和铜3.0～5.5份。


2.根据权利要求1所述的基于废旧轮胎中的钢丝的制动部件材料，其包括以重量份计的下列成分：回炉料400～1000份、废旧轮胎中的钢丝1000～1600份、增碳剂70～100份、孕育剂1.4～1.8份、硅铁10～25份、锰铁2.5～5.5份、铬铁5.0～7.5份和铜3.0～4.5份。


3.根据权利要求1所述的基于废旧轮胎中的钢丝的制动部件材料，其包括以重量份计的下列成分：回炉料400～1000份、废旧轮胎中的钢丝1000～1600份、增碳剂85～110份、孕育剂1.4～1.8份、硅铁10～25份、锰铁5.5～9.0份、铬铁5.0～7.5份和铜4.0～5.5份。


4.根据权利要求3所述的基于废旧轮胎中的钢丝的制动部件材料，其特征在于，其还包括以重量份计的硫1.0～1.5份。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的基于废旧轮胎中的钢丝的制动部件材料，其特征在于，
所述增碳剂选自天然石墨、人造石墨、石墨化石油焦、非石墨化石油焦、煅煤中的任意一种或其任意比例的混合物，优选人造石墨、石墨化石油焦中的任意一种或其任意比例的混合物，更优选石墨化石油焦；
所述孕育剂选自硅铁孕育剂、硅钡孕育剂中的任意一种或其任意比例的混合物，优选硅钡孕育剂，更优选硅钡长效孕育剂。


6.根据权利要求1所述的基于废旧轮胎中的钢丝的制动部件材料，其特征在于，其中各化学成分及其重量百分比如下：C：3.30～3.85％，Si：1.45～2....

【专利技术属性】
技术研发人员：王春轩，李晓成，
申请(专利权)人：山东卢斯得机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37