高碳低合金灰铁制动盘毂生产技术.pdfVIP

高碳低合金灰铁制动盘毂生产技术 李永红王文信张杰 董恒 (安徽神剑科技股份有限公司， 安徽 合肥230022) 摘要：本文简要介绍了国外优质高碳低合金灰铁制动盘毂成分选择与性能情况，探讨了在生产过程中采用废钢增碳 熔炼工艺改善石墨形态、多元低合金配合增强基体组织强度、正确的孕育工艺消除白口tI：pSU形成B型石墨提高强度， 满足了高碳低合金灰铁制动盘毂性能要求，同时可以避免缩子L、裂纹、／Jn_T_硬化等相关缺陷。 关键词：高碳低合金灰铁制动盘毂、高强度、电炉增碳 灰铸铁以其良好的减震性、抗磨损性、传热性，易于制造以及成本低廉等优点，在汽车制动盘 的制造中，一直作为首选材料。目前国内普通汽车制动盘，碳当量通常在3．8％3．9％左右(Ⅱ共 品铸铁)。随着对汽车刹车性能要求的不断提高，传统的灰铸铁材料已经越来越难以满足其需求，国 外优质制动盘因高碳当量使其具备更好的减震性、热传导性、抗抖动性等性能：灰铸铁的导热性和 碳当量存在着一个近似的线性关系。在同等碳当量情况下，石墨片越长制动盘的导热性越好，某种 程度上，石墨片长度也可以用来表征制动盘毂的导热能表力。目前国内外中高档轿车制动盘，其前 后制动盘的碳当量在4．4％o～4．5％左右(过共品铸铁)。表1和表2是国外制动盘的成分与肿izr．“fie_．,。41： 表1 表2 ． 随着碳当量的提高，特别是C提高到3．6’3．8％甚至更高范围，机械性能将急剧下降，需要添加 大量合金来提高强度，就国内生产高碳低合金灰铁技术而言仅依靠添加合金不会取得预期效果，反 而会冈为合金的不合理jJuA．铁水降低流动性，增加铁水收缩倾向；同时采取的灰铁孕育工艺，在CE 4．0％以上，难以提高强度，反而会引起裂纹、缩孔等铸造缺陷。现结合我公司高碳低合金制动盘 毂的生产经验，简要介绍一下高碳低合金制动盘毂生产技术： 生产条件：3吨中频电炉熔炼，DISA2013垂直无箱造型线，成分检测采用自读光谱仪检测； 成分要求：C：3．6、3．8％；Si：1．8’2．2％： 0．12％：Cu：0．1、0．3％：Nb：0．09％ 78 性能要求·制动盘毂表面硬度180。230HB 工艺设计思路考虑以下几个方面： 1、熔炼工艺对铁水质量的影响 1 1全废钢+增碳剂熔炼是先进的熔炼技术 同样的化学成分．熔炼工艺不同、配料不同，铁液的冶金质量完全不同。国外较先进的工厂生 产灰铸制动盘使用台金并不多，但材料的强度都很高，切削加T性能也很好；而我国，虽然加入了 大量的合金．材料的性能却达不到他们的水平．其根本原因就在于熔炼技术和上艺落后。国外较先 进的工厂无论是电炉熔炼还是冲天炉熔炼，都人量使Ⅲ废钢，几乎不Hj生铣…。特别是在高u(c) 量和高u(si)量条件下．获得高强度灰铸铁件的，熔炼工艺均采用全废钢加增碳剂：全废钢熔炼 使铁液更加纯净，而且由下加入增碳剂提高了铁演的石墨化能力，冈此．铁液的收缩倾向反而变小。 1 2增碳剂的选用是全废钢熔炼的关键 采用全废钢电炉熔炼工艺，必须解决增碳技术．增碳剂就成为增碳工艺中最重要的环节。增碳 荆质量的好坏决定了铁渡质量的好坏。增碳工艺能否获得良好的石墨化效果，减少铁液收缩倾向， 提高材料性能也主要取决于增碳剂的品质…。 一定要选用经过高温石墨化处理的增碳剂，只有经过高温石墨化处理．c原子才能从原来的无序 排列状态过渡到片状石墨的有序排列状态，这样的片状石墨才能成为石墨形棱的最好核心，从而促 进石墨化过程。如果选用的增碳剂未经过高温右墨化处理，石墨形核能力就人人降低，石墨化能力 减弱，即使也能达到同样的u(c)量，但铸什组织和性能完全不同的。 2、u(C)和u(si)量选择对铁水质量的影响 高m(c)母铁液收缩倾向小，工艺性好，然而u(c)高必然使石墨量增加，强度降低：为了 减少由此造成的强度降低，就要尽可能细化石墨，增加石墨晶核，使石墨分布均匀…。 u(Si)通常在HE200以上牌号的孕育灰铁生产中，为提高强度，选择将处理前的铁水石丰=量控 制在l3％甚至更低，再通过大剂量孕育，消除游离碳化物，提高强度，并增科|到目标值。但这样的 铁水本身白口倾向很大t收缩严重，流动性不好，即便是c含量提高到3 6％咀上的过共晶成分，铸 件依然会出现严重的缩孔、疏