制动盘研究课题大作业.docVIP

铸造制动盘的的铸造成型工艺设计 学 院: 机电学院 小组成员: 组 长: 王林青 组 员: 陈让启 陈世超 段发红 邹琦 李怀义 2014/12/3 目录 一.制动盘的的用途,和具体材料和牌号 3 1.高铁制动盘的用途:高铁制动盘 3 2.制动盘的具体材料和牌号 3 二:铸造工艺设计 6 1.浇注系统的设计 6 (1)浇注系统的选择 6 (2)凝固的顺序 7 (3)浇注位置选择 7 (4)浇口和冒口 7 2.分型面的选择 7 3.工艺参数确定 8 (1)铸造收缩率 8 (2)毛坯铸件的机械加工余量 8 (3)铸出孔和槽的大小 8 (4)起模斜度 9 4.芯头设计 9 (1)芯头的设计采用上下芯头垂直布置. 10 (2)铸件砂芯的排气 10 三.铸造工艺图 11 一.制动盘的的用途,和具体材料和牌号 1.高铁制动盘的用途:高铁制动盘 是用合金钢制造并固定在车轮上，随车轮转动。车辆行驶过程中踩刹车时制动卡钳夹住制动盘起到减速或者停车的作用。一般制动盘上有圆孔，其作用是减轻重量和增加摩擦力。 根据制动盘的使用要求,则要求制动盘耐磨,耐高温,且具有良好的热疲劳性能. 2.制动盘的具体材料和牌号 高铁材料选用的国内外现状 (1) 铁系金属材料则主要是铸铁一铸钢组合材料和锻钢材料。铸铁一铸钢组合制动盘是以铸铁作为摩擦材料而以铸钢作为补强材料。2种材料相互组合制成的制动圆盘，从整体上兼顾了铸铁稳定且较高的摩擦性能和铸钢较好的耐热龟裂性，在日本、法国和德国的高速列车上都使用过这种材料,锻钢具有良好的强度和韧性等力学性能，同时还具有较高的抗热龟裂性、良好的耐磨性和耐疲劳性，使用寿命长，目前已广泛应用于日本新干线列车上。 (2) 法国TGV—A列车上使用的一种Cr-Mo-V低合金锻钢制动盘，在时速300?km停车时每个制动盘可散失约18?MJ的制动能量，显示出锻钢材料的良好制动效果。 (3) 国内对锻钢材料也进行了大量研究。以中碳、低合金钢为盘体材料，经纯净化处理、优化锻造等制成的制动盘，具有良好的综合性能和优异的抗热疲劳性，并认为其可满足国内时速300?km高速列车的制动要求。 (4) 国内对锻钢材料也进行了大量研究。以中碳、低合金钢为盘体材料，经纯净化处理、优化锻造等制成的制动盘，具有良好的综合性能和优异的抗热疲劳性，并认为其可满足国内时速300?km高速列 车的制动要求。 (5) El本的新干线、法国的TGV和德国的ICE高速列车均采用了铜基粉末冶金闸片。国内有多所院校和生产单位参与研制了粉末冶金闸片，其中中南大学、石家庄铁道学院和兰州铁道学院以及北京华夏技术公司的研究取得了一定的进展，并进行了大量的实验，取得了一些成果。但是，相对于国外对粉末冶金摩擦材料较充分的研究、稳定的生产工艺和性能来说，中国仍未在实用化上有大的突破。 (6) 根据高速列车的发展情况，结合国内外制动盘选材应用和研究，探讨我国高速列车制动盘的选材问题。在准高速（160km/h）的情况下，选用蠕墨铸铁材料作为制动盘材质，可获得良好的制动性能、较长的使用寿命和较低的制造成本；列车速度进一步提高，蠕铁材料的强度性能难以适应制动盘的使用要求，需要进一步开发锻钢或铸钢合金材料。 材料和牌号的确定 (1)在列车速度对制动盘材料强度要求不高的情况下(如准高速列车)，选用蠕铁材料制动盘，可获得良好的摩擦特性、较长的使用寿命和较低的制造成本． (2)列车速度进一步提高，采用无散热筋板的中、低合金锻钢制动盘较理想 材料的修正 材料的性能要求:工作时表面温度600℃,工作时零件表面的应力为300Mpa,具有较好的抗高温性能,和热疲劳性能. 根据零件工作时的使用要求我们小组选择的材料是:热模具钢4Cr5MoVSi. 以下是对热模具钢性能的介绍,及对4Cr5MoVSi的介绍. ① 高的热硬性和高温耐磨性；② 高的抗氧化性能；③ 高的热强性和足够的韧性，尤其是受冲击较大的热锻模钢；④ 高的热疲劳抗力，以防止龟裂破坏；⑤ 由于热模具一般较大，所以还要求热模具钢有高的淬透性和导热性。 而4Cr5MoVSi具有优异的韧性和良好的冷热疲劳性能，适用于制造工作温度在600℃以下，对韧性和塑性要求较高的模具。故材料选用符合要求. 二:铸造工艺设计 1.浇注系统的设计 (1)浇注系统的选择 本铸造采用顶注搭边式的浇注系统,如上图所示,该浇注系统的特点如下: a.金属液沿型壁注入,充型快而平稳,可减少冲砂清理内浇道残余较困难; b.适用于薄壁中空铸铁件 (2)凝固的顺序 查手册得,对于体收缩率较大的合金应尽量选用顺序