專利名稱：一種摩擦盤材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種摩擦盤材料，主要用于制造汽車摩托車及定速試驗(yàn)機(jī)等摩擦盤類零部件。
背景技術(shù)：
灰鑄鐵憑其良好的鑄造性能和切削加工性能，減震性和自潤滑性能，以及低廉成本，在機(jī)械制造業(yè)中得到廣泛使用。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，鑄鐵的多元或單元低合金是成為提高鑄鐵的強(qiáng)度、硬度和耐磨性廣泛使用的方法。廣泛使用汽車、摩托車等機(jī)器上常用的摩擦鑄件和用于檢查汽車剎車片性能的摩擦盤，他們都是一種對強(qiáng)度要求不高，對它的耐磨性和硬度及組織要求很高的灰鑄鐵件。當(dāng)前人們普遍采用單一合金或多元合金對灰鑄鐵作用已進(jìn)行了許多研究。但對Cu-Sb的復(fù)合作用尚未見相關(guān)資料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種摩擦盤材料，其制造方法采用砂型鑄造工藝。一種摩擦盤材料，合金的成分，按重量百分比為，C :3.0 3.4%、Si :1.8 2. 0 %、Mn :0· 6 0. 8 %、Cu :0· 4 % 0. 8 % 或 / 和 Sb :0· 01 0. 04 %、P 彡 0. 06 %、 S ( 0. 03%，剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)組成。優(yōu)選的，所述摩擦盤材料，所述的Cu含量按重量分?jǐn)?shù)為0. 6%，Sb含量按重量分?jǐn)?shù)為 0. 02%。本發(fā)明分別用Cu、Sb及Cu-Sb處理灰鑄鐵，以研究Cu-Sb復(fù)合加入對灰鑄鐵組織和性能影響，從而生產(chǎn)出硬度在200-210HB抗拉強(qiáng)度大于260Mpa、珠光體含量大于95%合
格的摩擦盤等抗摩擦類產(chǎn)品。在節(jié)約能源，降低成本的同時獲得滿足摩擦盤的組織和性能要求的前提下，通過在砂型鑄造工藝條件下，向合適成分下的灰鑄鐵中加入適量的Cu、Sb通過Cu、Sb對灰鑄鐵微觀組織的改變來提高機(jī)械性能?？朔藗鹘y(tǒng)摩擦盤類零件鑄造方法生產(chǎn)的不足，從而提供了一種新型的摩擦盤材料。


圖1為本發(fā)明摩擦盤材料的石墨組織(未腐蝕100X)，1-1，一般灰鑄鐵的石墨組織，1-2，加入0. 02% Sb的灰鑄鐵的石墨組織，1-3，加入0. 6% Cu灰鑄鐵的石墨組織，1_4加入0. 02% Sb、0. 6% Cu的灰鑄鐵石墨組織；圖2為本發(fā)明摩擦盤材料的基體組織(4%硝酸酒精腐蝕15秒)，2-1，一般灰鑄鐵的基體組織，2-2，加入0. 02% Sb的灰鑄鐵基體組織，2-3，加入0. 02% Sb、0. 6% Cu的灰鑄鐵的基體組織，2-4，加入0. 6% Cu的灰鑄鐵的基體組織，；圖3為Cu、Sb含量及鑄造工藝對材料抗拉強(qiáng)度和硬度的影響；3-1為加入Sb，3-2為加入Cu。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1 一種新型摩擦盤灰鑄鐵的成分為(按重量份數(shù)比)C 3. 0 3. 4%、Si 1. 8 2.0%、Mn 0. 6 0.8%、Cu 0. 4%,P ^ 0. 06%, S ^ 0. 03%并且剩余部分由 Fe 和不可避免的雜質(zhì)組成。(1)合金的配制Cu、Sb含量對灰鑄鐵的組織和性能的影響較大，是摩擦盤材料設(shè)計與優(yōu)化的關(guān)鍵所在，因此將Cu、Sb含量及其它們之間的配比關(guān)系作為主要考察對象。選取化學(xué)成分為C 3. 0 3. 4%,Si 1. 8 2· 0%,Μη 0. 6 0. 8%、P 彡 0. 06%,S ( 0. 03%在這些成分保持不變的情況下，取Cu的含量分別為0. 4%。⑵合金熔煉試驗(yàn)用原料成分(wt % )，分別為生鐵C :4. 0 4. 25 % Si :0. 8 1. 0 % Mn彡0. 1 % S<0. 03%其余為鐵，45#廢鋼，合金爐料中其他元素不考慮，Cu、Sb按純態(tài)處理，試驗(yàn)用鑄鐵如下進(jìn)行成分配料，C :3. 0 3. 4%, Si 1. 8 2. 0%、Mn 0. 6 0. 8%、Cu 0. 4%, P^O. 06%,S ( 0. 03%試驗(yàn)合金在12kg中頻感應(yīng)電爐中熔煉，用光學(xué)高溫計測量溫度，鐵水出爐溫度為1450°C 士 10°C澆筑溫度為1360°C左右，孕育劑為75Si_Fe大小為10-20目， 加入量為0.7%。銅為純紫銅線，大小為3-5mm、銻大小為20-40目，采用沖入法加入，試棒為砂型試棒，尺寸為Φ 30 X 300mm。從試棒相應(yīng)部位鉆取化學(xué)成分試樣和切取并加工成各種試樣。實(shí)施例2:一種新型摩擦盤灰鑄鐵的成分為(按重量份數(shù)比)C 3. 0 3. 4%、Si 1. 8 2. 0%, Mn :0. 6 0. 8%、P彡0. 06%, S彡0. 03% Cu 0. 6%并且剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)組成。合金的配比和熔煉方式與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3 一種新型摩擦盤灰鑄鐵的成分為(按重量份數(shù)比)C 3. 0 3. 4%、Si 1. 8 2. 0%, Mn :0. 6 0. 8%、P彡0. 06%, S彡0. 03% Cu 0. 8%并且剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)組成。合金的配比和熔煉方式與實(shí)施例1相同。實(shí)施例4 一種新型摩擦盤灰鑄鐵的成分為(按重量份數(shù)比)C 3. 0 3. 4%、Si 1. 8 2. 0%,Μη 0. 6 0. 8%,P ( 0. 06%,S ( 0. 03% Sb 0. 01%并且剩余部分由 Fe 和不可避免的雜質(zhì)組成。合金的配比和熔煉方式與實(shí)施例1相同。實(shí)施例5 一種新型摩擦盤灰鑄鐵的成分為(按重量份數(shù)比)C 3. 0 3. 4%、Si 1. 8 2. 0%,Μη 0. 6 0. 8%,P ( 0. 06%,S ( 0. 03% Sb 0. 02%并且剩余部分由 Fe 和不可避免的雜質(zhì)組成。合金的配比和熔煉方式與實(shí)施例1相同。實(shí)施例6
一種新型摩擦盤灰鑄鐵的成分為(按重量份數(shù)比)C 3. 0 3. 4%、Si 1. 8 2. 0%,Μη 0. 6 0. 8%、P 彡 0. 06%,S ( 0. 03% Cu 0. 6% Sb 0. 02%并且剩余部分由 Fe 和不可避免的雜質(zhì)組成。合金的配比和熔煉方式與實(shí)施例1相同。實(shí)施例7一種新型摩擦盤灰鑄鐵的成分為(按重量份數(shù)比)C 3. 0 3. 4%、Si 1. 8 2. 0%,Μη 0. 6 0. 8%、P 彡 0. 06%,S ( 0. 03% Cu 0. 6% Sb 0. 02%并且剩余部分由 Fe 和不可避免的雜質(zhì)組成。合金的配比和熔煉方式與實(shí)施例1相同。用此方法生產(chǎn)的摩擦盤壽命比其他材料的壽命提高30 40%。實(shí)施例8一種新型摩擦盤灰鑄鐵的成分為(按重量份數(shù)比)C 3. 0 3. 4%、Si 1. 8 2. 0%,Μη 0. 6 0. 8%、P 彡 0. 06%,S ( 0. 03% Cu 0. 6% Sb 0. 02%并且剩余部分由 Fe 和不可避免的雜質(zhì)組成。合金的配比和熔煉方式與實(shí)施例1相同。用此方法生產(chǎn)的并應(yīng)用于定速試驗(yàn)機(jī)摩擦盤壽命比其他材料的壽命提高30 40%。由圖1可以看出加入Cu元素后石墨明顯細(xì)化，在普通鑄鐵中，石墨周圍出現(xiàn)鐵素體外圍層且珠光體片間距大，而加入Cu元素后珠光體含量明顯加大且片間距減小，加入適量的Sb后石墨沒有明顯細(xì)化，石墨長度變短，甚至有塊狀石墨，珠光體含量明顯加大。參考圖3，隨著Cu的加入量增加，常溫下硬度呈線性增加。隨著Sb含量的增加硬度均有一定量的增加，但Sb含量增加到一定值時硬度反而下降。不同Cu含量和工藝條件下Cu含量對灰鑄鐵抗拉強(qiáng)度如圖3所示。隨著Cu含量的增加，抗拉強(qiáng)度線性增加，但Cu含量增加到一定值時，強(qiáng)度反而下降。隨著Sb含量的增加，抗拉強(qiáng)度線性增加，但Sb含量增加到一定值時，強(qiáng)度反而下降。表1合金元素對球鐵性能的影響數(shù)據(jù)表
權(quán)利要求
1.一種摩擦盤材料，其特征在于，合金的成分按重量百分比為，C :3.0 3.4%、Si 1. 8 2. 0%,Μη 0. 6 0. 8%,Cu 0. 4% 0. 8%或 / 禾口 Sb 0. 01 0. 04%,P 彡 0. 06%, S ( 0. 03%，剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述摩擦盤材料，其特征在于，所述的Cu含量按重量分?jǐn)?shù)為0.6%， Sb含量按重量分?jǐn)?shù)為0.02%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種摩擦盤材料，合金的成分按重量百分比為，C3.0～3.4％、Si1.8～2.0％、Mn0.6～0.8％、Cu0.4％～0.8％或/和Sb0.01～0.04％、P≤0.06％、S≤0.03％，剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)組成。優(yōu)選的，所述摩擦盤材料，所述的Cu含量按重量分?jǐn)?shù)為0.6％，Sb含量按重量分?jǐn)?shù)為0.02％。分別用Cu、Sb及Cu-Sb處理灰鑄鐵，以研究Cu-Sb復(fù)合加入對灰鑄鐵組織和性能影響，從而生產(chǎn)出硬度在200-210HB抗拉強(qiáng)度大于260MPa、珠光體含量大于95％合格的摩擦盤等抗摩擦類產(chǎn)品。
文檔編號C22C37/10GK102206784SQ201110109969
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者劉家安, 張曉軍, 朱先勇, 羅艷茹 申請人:吉林大學(xué)