專利名稱：表面強(qiáng)化的球墨鑄鐵剎車盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種剎車盤，特別是車輛制動(dòng)系統(tǒng)所用的表面強(qiáng)化的球墨鑄鐵剎車盤。
背景技術(shù)：
剎車盤是所有車輛制動(dòng)系統(tǒng)必備的零部件，它固定在車軸上與車輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，剎車時(shí)，制動(dòng)塊在鉗夾活塞的推動(dòng)下擠壓到制動(dòng)盤上，通過制動(dòng)塊與剎車盤間的摩擦力來降低車輪轉(zhuǎn)速，達(dá)到車輛減速制動(dòng)的目的。在這種工況下，剎車盤將承受制動(dòng)塊的壓力和摩擦力，在與制動(dòng)塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生磨損，特別在工作面上有砂子等雜物的時(shí)候，磨損更為嚴(yán)重，極大地縮短剎車盤的使用壽命。因此制作剎車盤的材料既要有較高的機(jī)械強(qiáng)度，又要有很好的耐磨性。目前常見的剎車盤有可鍛鑄鐵、灰鑄鐵、球墨鑄鐵等單一材質(zhì)，雖然強(qiáng)度上滿足工況要求，但耐磨性太差，一般十萬公里以下就要更換，有的甚至因?yàn)閯x車盤長期磨損后厚度不足，導(dǎo)致制動(dòng)失靈釀成交通事故。最新研發(fā)出來的碳纖陶瓷復(fù)合剎車盤散熱好，重量超輕，耐磨性卓越，理論上使用壽命可達(dá)幾十萬公里，是鑄鐵剎車盤平均壽命的幾倍，但其制備工藝精細(xì)而復(fù)雜，價(jià)格高不可攀，目前主要應(yīng)用于航空及航天工程領(lǐng)域。作為汽車這種非常大眾化的消耗品來說，還需開發(fā)新的廉價(jià)高性能剎車盤，既能滿足強(qiáng)度、塑韌性和耐磨性的要求，又成本低廉，制備工藝簡單，適合大規(guī)模定型生產(chǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容為克服成本高、容易脫離基體、易斷裂、耐磨性不高等問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠滿足車輛制動(dòng)系統(tǒng)工作工況下使用的高性能表面強(qiáng)化球墨鑄鐵剎車盤。本實(shí)用新型通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種表面強(qiáng)化的球墨鑄鐵剎車盤，包括球墨鑄鐵層，其特征在于在球墨鑄鐵層工作面上設(shè)置硬質(zhì)陶瓷顆粒及球墨鑄鐵的復(fù)合層。所述硬質(zhì)陶瓷顆粒及球墨鑄鐵的復(fù)合層厚度為2 5mm。所述硬質(zhì)陶瓷顆粒為硬質(zhì)陶瓷顆粒與粘結(jié)劑和助滲劑的混合物。所述硬質(zhì)陶瓷顆粒由碳化硅、碳化鈦、氮化硅、氮化鈦、碳化鎢中的一種或幾種構(gòu)成。所述粘結(jié)劑為呋喃樹脂。所述助滲劑為硼砂。所述球墨鑄鐵層為經(jīng)過石墨球化孕育處理而獲得的球墨鑄鐵層。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、由于碳化硅、碳化鈦、氮化硅、氮化鈦、碳化鎢等陶瓷顆粒具有很高的硬度，一般是傳統(tǒng)金屬耐磨材料硬度的8 10倍，因此復(fù)合到剎車盤工作表面后，能夠成為良好的抗磨硬質(zhì)相，提高剎車盤的使用壽命，表面局部復(fù)合強(qiáng)化后，使剎車盤既具有球墨鑄鐵的強(qiáng)度和韌性，又有陶瓷硬質(zhì)相的高硬度和高抗磨性，能夠同時(shí)承受沖擊力和強(qiáng)烈磨損，具有很高的性價(jià)比，剎車盤的使用壽命可達(dá)傳統(tǒng)的球墨鑄鐵剎車盤的4 6倍。2、以呋喃樹脂為粘結(jié)劑使表面復(fù)合層不會(huì)留下渣孔等缺陷，助滲劑硼砂促進(jìn)球墨鑄鐵對(duì)陶瓷顆粒間的滲透，球墨鑄鐵的熱作用下，粘結(jié)劑氣化排出，陶瓷顆粒間隙中充滿球墨鑄鐵，陶瓷顆粒與球墨鑄鐵間發(fā)生微量的溶解和擴(kuò)散，使兩者間形成良好的結(jié)合，不需要再外加負(fù)壓吸鑄等復(fù)雜工藝，只要用常規(guī)的鑄造工藝即可實(shí)現(xiàn)，便于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。3、硬質(zhì)陶瓷顆粒復(fù)合厚度可根據(jù)實(shí)際工況條件需要，在2 5mm范圍內(nèi)進(jìn)行自由設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)剎車盤生產(chǎn)成本的控制，獲得很高的性價(jià)比。

圖1是預(yù)置硬質(zhì)陶瓷復(fù)合層的剎車盤鑄型斷面示意圖；圖2是表面強(qiáng)化的球墨鑄鐵剎車盤斷面結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。本實(shí)用新型提供的表面強(qiáng)化的球墨鑄鐵剎車盤，包括球墨鑄鐵層2，在球墨鑄鐵層 2的工作面上設(shè)置硬質(zhì)陶瓷顆粒及球墨鑄鐵的復(fù)合層1，該復(fù)合層1的厚度為3mm，如圖2。所述表面強(qiáng)化的球墨鑄鐵剎車盤是在常規(guī)剎車盤鑄型3的型腔4內(nèi)，先鋪設(shè)厚度為3mm的由硬質(zhì)陶瓷顆粒與粘結(jié)劑和助滲劑混合成的硬質(zhì)陶瓷顆粒層6，按常規(guī)將熔化的球墨鑄鐵水經(jīng)澆注口 5注入型腔4內(nèi)，如圖1，冷卻后即在球墨鑄鐵層2的工作面上形成硬質(zhì)陶瓷顆粒及球墨鑄鐵的復(fù)合層1，如圖2。
權(quán)利要求1.一種表面強(qiáng)化的球墨鑄鐵剎車盤，包括球墨鑄鐵層，其特征在于在球墨鑄鐵層工作面上設(shè)置復(fù)合層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面強(qiáng)化的球墨鑄鐵剎車盤，其特征在于所述復(fù)合層厚度為2 5mm0
專利摘要本實(shí)用新型提供一種表面強(qiáng)化的球墨鑄鐵剎車盤，包括球墨鑄鐵層，其特征在于在球墨鑄鐵層工作面上設(shè)置硬質(zhì)陶瓷顆粒及球墨鑄鐵的復(fù)合層。所述硬質(zhì)陶瓷顆粒及球墨鑄鐵的復(fù)合層厚度為2～5mm。使剎車盤工作面既有陶瓷顆粒的抗磨性，又兼有球墨鑄鐵的強(qiáng)度、塑韌性和抗疲勞性，且表面的陶瓷顆粒硬質(zhì)相不易脫落，不易斷裂，且成本低，使用壽命長，其中使用壽命是傳統(tǒng)球墨鑄鐵剎車盤的4～6倍。
文檔編號(hào)F16D65/12GK201944152SQ20102028342
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者周榮, 周榮鋒, 岑啟宏, 范云鷹, 蔣業(yè)華, 黎振華 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)