蠕墨铸铁汽车刹车毂的试验研究[1].pdf

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哈尔滨科学技术大学学报
JOURNAL OF HARBIN UNIVERSITY OF
eB华第3
SCIENCE ADN TECHNOLOGY
铁汽车车毂的试验研究
任善之刘英才彭德奎李金玉
摘翼为高车魁的使用痔命。本文对墨恃鉄制车鞭进行工艺参数、合金
性能进行了研究、开做了端铁车实际车、运试验。銛果明:其袁劳
、尉性、铸造性和综合机械性能代于HT20-40是生产浇车制车的里
想材质。
关调虽铸铁剩车
1前言
利车是汽车上的岡动巻仲と?。ー般在CA15牌解放汽车中剩车報承受的比压
前平16,98kg/crm,后製平均18.75kg/cm。た剩车的瞬间局部承受压力,总体な
慢拉,同时毂和締之间产生强大的降力。由于摩产生的热量使刹车毂的工作
度达400-500C,如果制动器频繁工作,车毅局部甚至达到相变温度,局表画邙
沵成马氏体硬化层,同时使车处于严重的热疲劳状态〔1
蠕铸铁的杌械性能,热疲劳能和耐廢性能比灰铁高.?热率、械箧性又优于球
铁[2~7,而且蟠铁的比重比灰铁小。因此用鉄产刹车毂,円以提高剥车数的開
命。増加制动的平稳性和阿靠性,轻铸件的自東。从经济和技术效果」都展可行的。
2:汽车刹车毂破坏形式的分析
利车毅的作抒件中证了它的破坏形式。根据吉林哈尔滨一些汽车修配厂的
,车的破怀式大体『分な种:
2.1损
熠损韪汽车车製破坏的末要形式。主壊有种情况;其一为平滑功磨损。剥车
工作表画呈光滑状态,画然局部膳损严重,但没有明昴的沟槽(如图1所示y
其二为磨料磨损。摩擦片和刹车報接触时,于磨损产生的碎層作为磨料,外汽
车≡行驶中泥砂、卒石从暸望孔进入彀内也可作为姆而产生磨损、使车工作褒面
见深度不等例槽(图2)
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哈尔演科学技术大半学报
198年
?1干滑磨
?2蘑朴磨损
龟裂
,F:
龟裂也是利车没较的一种破坏形
要现“」創
见的裂红(.3),绝裂现象常一神…
破坏形式同时现
色裂主要是反复刹车刳车毂表面温
度反复变化而产生的热疲芳裂纹。在这种条
件下,过热的表面在放载荷的过程中,因
急冷金属被谇火、由于马氏休相交引起严重
的热应力,将导致表面产生热裂纹甚王断裂。
28百局部化层
图3龟裂
如前所述,刹车裂在使用一段时间后表面出现间断的硬化层(如图4)。硬化层很
薄(约0.45m)显微硬度很问(Hm=688),但表以内的基体硬度较低(Hm
347)。表面层的金相组织为回火马氏体。对部基体组织为层片状张光体(图6)。·硬
层的产生是由于摩表面温度达到变点以上(900℃左在),随后在冷却中淬成马
氏体层,然后在穸变温度用下被回火成回火马氏体。
客:对
图4猁车毂表面硬化层形魏
5表面硬化与内部组织对比
X500
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?3
?善之等,转汽车剩牢転的试验研究
这种硬化馁降低刹车彀工作时的摩擦系数,影响车效果,严重时难以机エ而
废。
2。4变形和
刹车毂的应力值超过材料的屈服极限时。就要发生一定的永久性变形。可修
加以校正。但受力作用时。在石煜边缘有应力集中现象、常会引起少量的残余变在
应力作用下这种残余变形的积累就是灰铁剩车蟹变形的直接原因。当剃车製失时
将严重影响刹车效果而报废。
由于现用刹车褻的材质强度低,在极少数情况下,在和车轮相的螺钉孔部位发生
岓裂。
从上述刹车發的几种常见破坏形式可,?提高刹车级的使用寿命,其材质应足
下列要水:即艮好的热传导性、较好的抵抗磨和搡的能力,足够的强度,无相吏和
受热表面体积変化。蠕铁正是满足上述要求的一…种忖。
嬬铁剎车襲工艺参数的确定
3.1埤制设政化学成份
蠕铁剃车的浇迷试验分别在长春汽车「咋电冲和沖天炉进行。熔炼采用工频感应
电炉和5T/h与2T/沖天。原铁水化学成分范:C3.4ー3.6%。Si2.0一2。2%,
Mnm0.4-0.6%,P<0.05%、S<0.03%电)、S0.07-0.10%(冲天)。铁
剩车毂的化学成份见表1
板1
M
2.8t00.650.0440.0220。032i<0.0
72
0.61
0,07310.02210,0140。012
2化剂受化处理
试验所用蟮化剂为稀上ー一镁了、钇铈稀止合金。化剂加入量分別为07
:处理エ艺是包底冲人は、育剂75SiーFe,谓入量为0.5%,处理温废电炉
为1500Cに?冲天炉力な1380-1420C。∫掌大炉铁≮硫的含量,采用按前一炉快
速分漸新削结果颈,似据S的被米考虑蠕化剂加入量处理后用妒前三角试块进行
比效果捡,根据『1II民深调整打剂的加人撤。包同时湍注30试特三根作抗弯
抗拉强度、硬度式验。行鹗!车教に体和中30试棒小取祥观察余相织。
3.3铁车金粗组织
端轶刹车毂的金相组织觇6:由6「い'出两种螨化剂处理的鸦车染珠光含
景是不同胞、钇铈稀工处理的カと0い。サ珠だは、閂eg含金处理的朝车约有
40--50珠た讠
3,4染车的机能
嬬钛车毂的机械性能如表2两示,介铁和球铁之同。