一种HT250热处理制动鼓及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种HT250热处理制动鼓及其制备方法，其制备方法包括以下步骤：采用感应淬火工艺，先将HT250制动鼓精工件表面加热至860‑920℃，然后持续向HT250制动鼓精工件表面喷淬火液直至其表面温度不高于100℃；然后将HT250制动鼓精工件置于500‑550℃温度下回火不少于2小时；最后将HT250制动鼓精工件置于空气中自然冷却至室温，即得到HT250热处理制动鼓。本发明专利技术热处理前后的HT250制动鼓在专用的制动鼓热疲劳试验台架上考核，热疲劳开裂寿命平均值分别为86次和375次；HT250制动鼓装车进行山区道路试验，热处理前后的平均使用寿命里程约为2万公里和5.5万公里，大大提高了制动鼓的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种HT250热处理制动鼓及其制备方法
本专利技术涉及汽车制造行业，属于制动系统部件制造
，特别涉及一种HT250热处理制动鼓及其制备方法。
技术介绍
目前，中重型商用车制动鼓多采用灰铸铁材料，灰铸铁材料具备较高的导热性、散热性、耐磨性和良好的浇铸性能。但在山区使用时，一次长下坡里程常达40公里，使得制动鼓的服役条件非常恶劣，失效里程集中在2万公里左右，给用户造成较大的经济负担。目前针对这一问题的主要解决方案是加装液力缓速器，部分用户甚至加装了刹车王，即加装提高刹车制动力的分气阀，或加装水箱为制动鼓淋水以延长制动鼓使用寿命，这两种方法不仅增加了用户的购车成本，还具有一定的危险性。HT250是常用的制动鼓材料，其金相组织为较粗片状珠光体+铁素体+片状石墨+碳化物，抗拉强度最高为250MPa左右、硬度约为180HB，硬度和强度均相对制动鼓的实际要求严重不足，其中，硬度的不足会造成制动鼓在实际工作中与制动片摩擦发生快速磨损，强度的不足会造成制动鼓经反复摩擦发热后热疲劳开裂，裂纹扩展后易发生掉底事故，开裂掉底后桶形鼓体和安装底面分离、碎裂，车辆失去制动功能，一旦发生故障将十分危险。为了解决以上失效问题，现有技术常在灰铁中添加一定量的合金元素，提高基体中珠光体的含量，以细化基体组织进而提高基体的强度。然而，合金元素含量的提高会导致材料的流动性变差，且导热系数下降。流动性变差会降低工件的浇铸成品率，导致材料浪费和制造成本增加；导热系数下降会导致制动鼓散热效率降低，正常工作时制动鼓与蹄铁之间会发生斑点状接触摩擦，摩擦发热导致温度持续升高，如果热量不能及时散去，温度将持续升高，待升至相变点以上，会发生组织转变，产生相变应力，相变应力会导致制动鼓受力不均匀，在频繁制动载荷下便会发生裂纹，该裂纹也会导致制动鼓发生开裂、掉底等失效现象。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种HT250热处理制动鼓及其制备方法，以解决相关技术中灰铁制动鼓因硬度不足常造成制动鼓快速磨损，因强度不足造成制动鼓经反复摩擦发热后热疲劳开裂，裂纹扩展后易发生掉底事故等问题。本专利技术提供的技术方案具体如下：第一方面，提供一种HT250热处理制动鼓的制备方法，包括以下步骤：采用感应淬火工艺，先将HT250制动鼓精工件表面加热至860-920℃，然后持续向HT250制动鼓精工件表面喷淬火液直至其表面温度不高于100℃；然后将HT250制动鼓精工件置于500-550℃温度下回火不少于2小时；最后将HT250制动鼓精工件置于空气中自然冷却至室温，即得到HT250热处理制动鼓。在上述技术方案的基础上，HT250制动鼓精工件由以下方法制备得到：先采用HT250原材料铸造制动鼓粗坯，对制动鼓粗坯进行粗加工和精加工，即得到HT250制动鼓精工件。在上述技术方案的基础上，感应淬火技术为扫描加热淬火工艺或同时加热淬火工艺。在上述技术方案的基础上，扫描加热淬火工艺采用1-2匝的感应器，同时加热淬火工艺采用匝数为4-5匝的感应器。在上述技术方案的基础上，扫描加热淬火工艺的加热频率为4-8kHz，扫描速度为200mm/min。在上述技术方案的基础上，采用同时加热淬火工艺时，加热功率为150kW，加热比功率为0.3-1.0kW/cm2，加热时间为40-60秒。在上述技术方案的基础上，淬火液采用浓度为5％-8％的PAG淬火剂。在上述技术方案的基础上，回火时间为2小时。在上述技术方案的基础上，对HT250热处理制动鼓表面喷砂以去除氧化皮。第二方面，提供一种由上述HT250热处理制动鼓的制备方法制备而成的HT250热处理制动鼓。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术通过感应淬火强化的方式使HT250制动鼓强度得到提升，热疲劳性能得到提高，可以达到与HT300制动鼓强度指标一致的性能。由于HT250材料的浇铸性能、导热性均优于合金灰铁材料，可以提高制动鼓浇铸成品率。(2)本专利技术提供的HT250热处理制动鼓在专用的制动鼓热疲劳试验台架上考核，热处理前后的热疲劳开裂寿命平均值分别为86次和375次；HT250热处理制动鼓装车进行山区道路试验，热处理前后的平均使用寿命里程约为2万公里和5.5万公里，克服了现有灰铁制动鼓因强度不足导致热疲劳开裂寿命不足的问题。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中HT250制动鼓淬火区域示意图。图2为实施例4铸态未热处理的HT250制动鼓内圆面的金相组织图；图3为实施例4热处理后的HT250热处理制动鼓内圆面的100倍金相组织图；图4为实施例4热处理后的HT250热处理制动鼓内圆面的500倍金相组织图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供一种HT250热处理制动鼓的制备方法，包括以下步骤：提供一种HT250热处理制动鼓的制备方法，包括以下步骤：采用感应淬火工艺，先将HT250制动鼓精工件表面加热至860-920℃，然后持续向HT250制动鼓精工件表面喷淬火液直至其表面温度不高于100℃；然后将HT250制动鼓精工件置于500-550℃温度下回火不少于2小时；最后将HT250制动鼓精工件置于空气中自然冷却至室温，即得到HT250热处理制动鼓。本专利技术采用浇铸成品率高、散热性能好的HT250材质制备HT250制动鼓精工件，HT250制动鼓精工件经感应淬火强化加高温回火提高了表面硬度和抗拉强度。虽然通过热处理工艺提高铸铁零件强度和硬度是常用的技术手段，但对制动鼓进行热处理较少采用，原因主要是热处理变形、开裂和强度硬度难以达到要求。现有技术曾采用将制动鼓在电炉中整体加热淬火后回火处理，变形较大，开裂比例较高，需要留较大的热后加工余量，造成材料利用率低，工序多，成本高。处理后的零件强度硬度性能提升较小，使用意义不大。本专利技术中，HT250制动鼓经热处理后，淬火回火硬化层深4-7mm，淬火硬化层组织转变为回火索氏体+少量铁素体+片状石墨+碳化物，淬火回火硬化层硬度为210HB-240HB，抗拉强度270MPa-320MPa，强度提升，脆性降低；基体的原始组织经回火后残余应力下降，抗热疲劳开裂性能也有一定提升，基体保留原始硬度170-190HB和强度220-250MPa；整个制动鼓形成表面硬、心部软的匹配，使抗磨、抗疲劳性能均提高，解决普通HT250制动鼓使用时容易开裂掉底问题。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种HT250热处理制动鼓的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用感应淬火工艺，先将HT250制动鼓精工件表面加热至860-920℃，然后持续向HT250制动鼓精工件表面喷淬火液直至其表面温度不高于100℃；然后将HT250制动鼓精工件置于500-550℃温度下回火不少于2小时；最后将HT250制动鼓精工件置于空气中自然冷却至室温，即得到HT250热处理制动鼓。/n

【技术特征摘要】
1.一种HT250热处理制动鼓的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用感应淬火工艺，先将HT250制动鼓精工件表面加热至860-920℃，然后持续向HT250制动鼓精工件表面喷淬火液直至其表面温度不高于100℃；然后将HT250制动鼓精工件置于500-550℃温度下回火不少于2小时；最后将HT250制动鼓精工件置于空气中自然冷却至室温，即得到HT250热处理制动鼓。


2.根据权利要求1所述的HT250热处理制动鼓的制备方法，其特征在于：所述HT250制动鼓精工件由以下方法制备得到：先采用HT250原材料铸造制动鼓粗坯，对制动鼓粗坯进行粗加工和精加工，即得到HT250制动鼓精工件。


3.根据权利要求1所述的HT250热处理制动鼓的制备方法，其特征在于：所述感应淬火技术为扫描加热淬火工艺或同时加热淬火工艺。


4.根据权利要求3所述的HT250热处理制动鼓的制备方法，其特征在于：所述扫描加热淬火工艺采用1-2匝的感应器，所述同时加热淬火工艺采用匝数为...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊平，吴永强，樊晓光，余金科，鲁福来，牛恩来，戴勇，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42