短流程铸造双金属制动鼓的方法技术

短流程铸造双金属制动鼓的方法，属于铸造技术领域。所述制动鼓外层以报废汽车板钢块、Q235废钢、高碳铬铁和氮化锰铁为炉料，在中频感应电炉内熔炼，连铸成钢板，再焊接和滚型形成，内层采用高强度耐磨灰铸铁，二者通过离心复合铸造成冶金结合。实现了废旧汽车板的高效利用，元素收得率高。本发明专利技术短流程铸造双金属制动鼓内层铸铁与HT250铸铁相比，具有高的高温抗拉强度和抗裂纹萌生与扩展的能力，使用寿命长，使用安全可靠等优势。与HT250铸铁制动鼓相比，使用寿命提高2.5倍以上，推广应用具有良好的经济和社会效益。好的经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
短流程铸造双金属制动鼓的方法


[0001]本专利技术公开了铸造制动鼓方法，特别涉及短流程铸造双金属制动鼓方法，属于铸造


技术介绍

[0002]在载重汽车上目前广泛应用的是传统的整体铸造的鼓式制动器，该制动器主要由制动鼓和制动蹄组成，利用摩擦阻力使汽车运动的动能转化为热能，从而使行驶的汽车减速或停车，以保证行车安全。当汽车重载、高速行驶时，尤其在下长坡或陡坡时，由于制动力大，且连续多次制动，使得制动鼓内壁温度急剧升高，同时其内外温差加大，制动鼓材料的高温力学性能也急剧下降。制动鼓壁厚越大，内外温差越大。温差应力加上材料的高温力学性能恶化，常导致制动鼓内壁由纵向微裂发展为龟裂，以致最后制动鼓开裂，因此使用寿命较短。为了提高制动鼓性能，延长制动鼓寿命，中国专利技术专利CN113458363A公开了一种双金属铁铁复合制动鼓及其制造方法，铁铁复合制动鼓的外层采用高强度球铁或者高强度蠕墨铸铁，内层采用耐磨灰铸铁；且二者采用冶金结合，具体包括以下步骤：(1)双金属铁铁复合制动鼓的外层高强度度球铁或高强度蠕墨铸铁采用壳型铸造或静压铸造；(2)铸造出外层的铁壳后，用离心浇注复合内层耐磨灰铸铁，离心浇注前在铁壳的内层喷洒一层熔合剂，采用冶金结合；为了进一步增加制动鼓整体强度、刚度，尽可能增加高强度球铁/蠕铁层的厚度，设置内层耐磨灰铸铁的厚度3
‑
10mm。铁铁复合制动鼓强度虽然高于单一灰铸铁制动鼓强度，但是外层球铁或蠕墨铸铁仍存在塑性和韧性低，使用中易开裂的不足。
[0003]中国专利技术专利CN112855808A公开了特殊钢、耐热疲劳纳米材料复合制动鼓的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
①
法兰部分的加工：采用旋压工艺制作制动面以上的法兰部分，并将旋压后的法兰端面加工焊接坡口；
②
复合制动面毛坯的加工：Ⅰ.浇注外层：根据型筒长度，计算浇注外层所需钢水的质量，准确称量后，将钢水一次浇入高速旋转的型筒内，钢水浇注温度为1560
‑
1610℃；Ⅱ.浇注中间摩擦层得到复合制动面毛坯：对钢水的内表面进行防氧化保护，待钢水降温至1350
‑
1450℃时，浇注中间摩擦层的金属液，浇注后完成外层和中间摩擦层的复合，得到复合制动面毛坯；Ⅲ.粗加工复合制动面毛坯，同时其一端面加工收口斜面和焊接坡口；
③
焊接成型：将步骤
①
的法兰部分和步骤
②
的复合制动面毛坯焊接得到复合毛坯；
④
将步骤
③
的复合毛坯进行成品加工制成复合制动鼓。中国专利技术专利CN112524178A还公开了一种复合制动鼓，包括外壳基体以及内层强化体，内层强化体沿周向设于外壳基体的内壁上，且外壳基体采用合金钢板材质，内层强化体为蠕墨铸铁复合层。该复合制动鼓及其制备方法，改变了现有的制动鼓结构，采用外壳基体和内层强化体复合强化，且内层强化体采用蠕墨铸铁复合层，使其特有石墨结构和性能，并具有与钢法兰外壳相近的膨胀系数，从而有更好的抗疲劳性能，并公开了复合制动鼓的制备方法，通过在外壳基体即钢法兰外壳的内侧以离心铸造的方式复合蠕墨铸铁复合层，使其与传统的复合制动鼓相比更不易脱层或开裂，使用寿命更长。中国专利技术专利CN111120546A还公开了一种双金属复合制动鼓及其制造方法，其中双金属复合制动鼓包括不可拆分连接的外壳和铸铁内
衬，外壳上形成有第一波浪形结构，铸铁内衬的外壁面形成有与第一波浪形结构相适配的第二波浪形结构；外壳的内壁面上形成有多个周向间隔排布且轴向延伸的凸筋，铸铁内衬的外壁面上还形成有与多个与凸筋相适配的凹槽。制造方法为分别利用砂型铸造法、滚压成型法和压铸法实现上述双金属复合制动鼓的制造。该专利技术的双金属复合制动鼓是一种坚固耐用、安全性高且可有效减少龟裂纹产生及延伸的双金属复合制动鼓。中国专利技术专利CN110814672A还公开了新型双金属复合一体式制动鼓的制备工艺,其特征在于，包括以下步骤:步骤一:利用加工原料分别加工成焊接钢圈复合制动鼓的上部法兰部分和下部桶体部分；步骤二:将步骤一中的上部法兰部分和下部桶体部分焊接成一体得到复合制动鼓外层钢壳精旋坯料；步骤三:将步骤二中的复合制动鼓外层钢壳精旋坯料进行滚型形成复合制动鼓外层钢壳；步骤四:将步骤三中的复合制动鼓外层钢壳夹装于离心机上，浇入一定量的铁水，得到双金属复合一体式制动鼓毛坯；步骤五:将步骤四中双金属复合一体式制动鼓毛坯进行机加工得到双金属复合一体式制动鼓成品。中国专利技术专利CN106624657A还公开了一种复合制动鼓整体钢圈的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：a.选取钢板厚度根据复合制动鼓外层钢圈最厚处的尺寸选取钢板厚度；b.确定圆形坯料的尺寸利用套裁的下料方式对钢板进行下料，将钢板下料成具有一定直径大小的圆形坯料，圆形坯料的直径根据外层钢圈的体积大小，计算出相应的直径，并留出5
‑
10mm的加工余量；圆形坯料的直径按下式计算：上式中：D为圆形坯料的直径；V为外层钢圈的体积；δ为系数；c.加工定位工艺孔在圆形坯料的中心位置处加工一定位工艺孔，定位工艺孔直径；d.两次粗旋加工以中心定位工艺孔为基准，将圆形坯料置于粗旋模芯上并加以固定，在粗旋模芯与圆形坯料高速旋转的同时，将粗旋旋轮沿着粗旋模芯的外形轮廓逐渐下压，分两次完成对圆形坯料的粗旋加工，以形成具有外层钢圈初始形状的钢圈半成品；e.两次精旋加工以中心定位工艺孔为基准，将具有外层钢圈初始形状的钢圈半成品置于精旋模芯上并加以固定，在精旋模芯与钢圈半成品高速旋转的同时，将精旋旋轮沿着精旋模芯的外形轮廓逐渐下压，分两次完成对钢圈半成品的精旋加工，以形成具有不同截面形状及不同截面壁厚的精旋坯料；f.对辊滚型采用上下凹凸槽相配合的上、下辊，将精旋坯料置于下辊上并压紧，在上、下辊高速旋转的同时，将上辊下压，完成对精旋坯料的滚型，以形成制动面中部具有凹凸槽形状的整体钢圈。但是上述复合制动鼓制备过程中，外层钢圈需要消耗大量高质量的钢板，导致复合制动鼓制造成本高。
[0004]中国专利技术专利CN106438778A公开了一种铝铁复合制动鼓，特征是制动鼓本体外圆面上复合一层铝合金散热结构层，铝合金散热结构层与制动鼓本体之间有复合界面，铝合金散热结构层与制动鼓本体为同体。制动鼓本体是铸铁，铝合金散热结构层是高强度的铝合金材料。优点是：既保持铸铁的耐磨、摩擦系数高等特性，也利用了铝合金的密度小、强度高、导热性好的特性，具有显著的散热效果，减轻了重量，提高了制动鼓的强度，优化了散热性能，加快刹车时的制动热量与空气交换，防止热开裂，延长了使用寿命，解决了开裂问题，满足汽车轻量化的要求。中国专利技术专利CN106736301A还公开了一种压配型双金属复合制动鼓的成型方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)、用冷拔拉伸的方法将壁厚为7mm的低碳钢钢管，制成一个壁厚为4mm、高度为330mm，最大外直径为483mm的低碳钢外壳，作为制动鼓外套；(2)、将铁水熔化，并使铁水在1280～1290℃下保温，利用卧式离心铸造机将铁水铸造成一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种短流程铸造双金属制动鼓的方法，其特征在于制动鼓外层采用以报废汽车外壳为主冶炼而成的连铸钢板加工而成，制动鼓内层采用高强度耐磨灰铸铁，二者通过离心复合铸造成冶金结合，包括以下步骤：
①
先用废旧汽车撕碎机将报废汽车外壳进行粗碎，然后用废钢打包机将粗碎后的汽车外壳打包成尺寸为150
‑
250mm
×
150
‑
250mm
×
150
‑
250mm的钢块；
②
采用步骤
①
中的钢块、Q235废钢、高碳铬铁和氮化锰铁为炉料，炉料中Q235废钢、高碳铬铁、钢块和氮化锰铁的质量组成分别为：20
‑
22％，1.0
‑
1.2％，76
‑
78％，0.8
‑
1.0％，四种炉料的质量分数之和为100％；在中频感应电炉内先将质量分数为20
‑
22％的Q235废钢和质量分数为1.0
‑
1.2％的高碳铬铁混合加热熔化；Q235废钢和高碳铬铁全部熔化后，升温至1580
‑
1595℃时，加入质量分数为0.8
‑
1.0％的氮化锰铁和质量分数为76
‑
78％的钢块；氮化锰铁和钢块全部熔化后，升温至1615
‑
1630℃，出炉到钢包，钢包底部预先加入了颗粒尺寸3
‑
6mm的Si
‑
Ca
‑
Ba合金、钛铁、铝镁合金和稀土硅铁；Si
‑
Ca
‑
Ba合金、钛铁、铝镁合金和稀土硅铁加入量分别占进入钢包内钢水质量分数的0.3
‑
0.5％、0.25
‑
0.30％、0.18
‑
0.22％和0.15
‑
0.20％；钢水经扒渣静置后，当温度降至1533
‑
1548℃，将钢水在薄板坯连铸机上，直接铸成厚度12
‑
16mm的钢板；
③
将步骤
②
获得的部分钢板在卷取机上卷成钢筒并将钢筒焊接牢固；还将部分钢板切割成法兰，将法兰和钢筒焊接成一体得到双金属制动鼓外层钢壳精旋坯料，然后将双金属制动鼓外层钢壳精旋坯料进行滚型，得到复合制动鼓外层钢壳；并在外层钢壳内表面将与内层灰铸铁结合部位涂覆厚度0.8
‑
1.2mm的硼砂，并用感应线圈将外层钢壳内表面迅速加热到610
‑
710℃，然后置于离心机上；随后浇注内层灰铸铁；内层灰铸铁铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹全青，马胜强，靳宏斌，王晓妍，刘海洋，符寒光，
申请(专利权)人：山西汤荣机械制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：