制动鼓铸造工艺性分析.pdf

ww. xue LL.,con
2009年第3期
遒设各与
年6月
FOUNDRY EQUIPMENT AND TECHNOLOGY
Jun.2009N3
铸造工艺
制动鼓铸造工艺性分析
乔晓爱,张保杰
(临汾机楲铸造有限公司,山西临汾(041000
摘要:分析了制动鼓产品的材料成分、性能等技术要求及失效机理,比較分析了顶注式、底注式、中间注入
式等鑄遗エ艺方法的优缺点及在实际生产中的应用,同时提出利月球墨铸铁材料取代灰鞒铁村料生产制动鼓可
提高产品的综合性能并大福度节幼能源
关鍵词:制动鼓;高碳型HT250:Z148造型;QT450-10制动鼓
中图分类号:TC255文献标识码:A文章编号:1674-6694(2009)03-0013-03
Foundry Technology of Brakedrum
Ola0xiao-ai, ZHANG Bao-jie
(Linfen Mechanical Foundry CO, L, TD, Linfen Shaxi 041000, China)
Abstract: The material composition perties and ailure mechansm of raker were analyzed. The merits and faults of
different casting techniques, such as top pouring, bottom pouring and middle pouring, were compared, and their applications
production were analyzed. It was suggested that replacing gray cast iron with spheroidal graphite casl iron in the production of
brakedrum could improve the comprehensive performanee of the products and grealy save power souree
Key words brakedrum, high-carbon H1 250, Z148 molding, QT450-10 brakedrum
近年来汽车工业飞速发展,汽车需求量也在逐
表1制动鼓化学成分
(质量分数,%)
年提高,2007年全球汽车产量已突破7310万辆,「类別
Si
Mn
我国汽车产量排世界第三位,产量突破850万辆,mx0?30341620?0609020604-06??ls01
且每年仍以近12%的速度增长。汽车工业已成为国
HT2503.4-3.711.5-2.10.6-0.910.2-0.410.3-0.5|≤0.12≤0.1
民经济的支柱产业,汽车工业的发展为汽车零部件
特别是铸造企业的发展提供了巨大的发展空间。制
根琚我国汽车行业的发展要求及实际情况,汽
动鼓作为汽车制动系中的主要磨损消耗件,市场需车载重量大且超载普遍、路况条件差,因此传统制
求量很大,每年需求量大约为6亿只。因此,从汽车动鼓产品的力学性能要求高强度、高耐臍,产品性
制动鼓产品的铸造生产工艺、及铸件质量的分析情能要求达到HT300标准。在国外,汽车运输业管理
况中可以看到制动鼓产品专业铸造的发展趋势
规范,对产品要求有足够强度及一定的抗疲劳性
能的同时则还应有较低的制动噪音,降低环境污
1产品要求
染,因此其选用高碳HT250标准,目前高碳型灰
1.1化学成分
铸铁制动鼓在国内已逐渐被排广使用,力学性能要
制动鼓作为一种摩擦制动件既要求有良好的求如表
强度还应具有一定的耐謄性能和抗疲劳性能,目前
表2力学性能
该产品按化学成分主要分为两类,一类为传统
别试棒强度AMPa『本体强度/MPa』硬度(HB)
HTy300型,另一类则为近几年参考国外产品要求而
287
187-255
兴起的高碳HY250型,化学成分要求如表1。
HT250
≥250
220
187-241
1.2力学性能
1.3金相组织
收稿日期:2009-03-28
作者简介:乔晓爱(1966-),女,山西临汾市人,工程帅,主要从事铸造
各类制动鼓对铸件金相组织的要求基本相同。
工艺及耐席材料的研究
基体:细片状珠光体≥95%,游离碳化物(≤
Jun.2009N3
遗设备与工艺
2009年第3期
1%)+磷共歸数量≤4%,且均匀分布;石墨:A型片
状石墨,石墨长度3~5级。
1.4表面质量要求
上
制动鼓螺栓孔、定位止口、法兰安装面不允许有
铸造缺陷,制动鼓工作面允许有直径不大于中2mm
深度不大于1.5mm、底面清晰可、数量不超过
处、两缺陷间距≥150m的缺陷存在。产品简图见
图1
栓孔北、定位止口齿兰交装面
制动面
图2页注工艺(
图3顶注工艺(二)
宜于手工造型。由于砂胎位于上箱存在“吊芯”,而
图1制动鼓简图
且砂胎拔模斜度≤L.2°,使得上型造型紧实度不易
1.5产品失效分析
保证,常出现掉砂、夹砂等缺陷,目前这种工艺也已
制动鼓产品的失效主要有破裂、制动面疲劳龟很少使用。
裂、法兰掉底等。破裂的形成主要有铸件强度不足、2.3中间注入式浇注工艺
锛造缺陷、激水冷却等原因,产品使用中出现突然
图5、图6为中间注入式浇注工艺图,铸造时碗
破裂易于诱发安全事故。疲劳龟裂主要是在磨损过
面向下,心部做中60mmーΦ100mm出气通道上
程中由粘着磨损及接触疲劳磨损共同作用并冷热下型贯通,大大提高了铸型透气性,采用封闭式浇
交替频繁转换引起生长、疲劳所形成的。发兰掉底注系统,浇?布置在制动鼓外园从分型面注人。
则是由于产品结构尺寸不合理、铸造缺陷、铸件应
?5为手工造型工艺图,为减轻砂型重量,减
力及安装使用不当所造成
少型砂用量,减低劳动强度,使用成型砂箱,这样使
2铸造工艺分析
浇注系统的设计受到一定局限,内浇口无法分散布
置,浇注时无法实现同时凝固,而且由于内浇口过
2.1项部注入式浇注工艺
热时间较长,出现集中缩孔的倾向性较大,因此在
早期制动鼓铸造中普遍采用须注式工艺方法,生产中浇注系统各单元断面比例及尺寸的设计确
工艺简图见图2、图3。图2为国内曾使用的一种方定、铁水成分、浇注温度等参数的控制就非常关键。
法,图3为日本使用的一种方法。这种铸造方法造
图6为机械造型工艺图,此类产品日前在国内
型方便,使用圆形砂箱结构简单且尺寸也小,用砂普週使用Z48造型机(线)进行生产,此铸造方法
量少,为避免冲砂采用半封闭式浇注系统,但铸造可实现机械化生产,克服了手工造型存在的一些缺
浇注时型腔内气体主要通过下型排气通道排出,向点,同时铸型紧实度高铸件寸精度高。内浇口分散
上排气不顺,同时浇注时铁水存在紊流现象,产品布置可以改善锛型及铸件的温度分布情况及其凝
加工中在制动鼓螺栓孔、发兰安装面等部位常出现固条件,对于减少和消除铸件的缩孔、缩松与内应
气孔缺陷,并伴随有其他铸造缺陷的存在,目前这力等都有一定的作用