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1、制動(dòng)鼓是汽車制動(dòng)系統(tǒng)中最重要的組成部分之一,對(duì)車輛的安全行駛起著重要作用。制動(dòng)鼓一般是在強(qiáng)摩擦、冷熱交替較為復(fù)雜的惡劣環(huán)境中工作。因此,制動(dòng)鼓材料在保證足夠的力學(xué)性能及耐磨性能外,還應(yīng)具備良好的熱疲勞性能。
目前國(guó)內(nèi)外主要使用高強(qiáng)度灰鑄鐵作為制備重型載貨汽車制動(dòng)鼓的材料,近年來(lái)開(kāi)發(fā)了金屬基復(fù)合材料及蠕墨鑄鐵。蠕墨鑄鐵因其性能介于球鐵和灰鐵之間,是一種較理想的制動(dòng)鼓材料。但傳統(tǒng)蠕墨鑄鐵鐵素體含量較高,硬度較低,耐磨性尚不足;另外
2、其珠光體的穩(wěn)定性較差,在長(zhǎng)期加熱-冷卻過(guò)程中,珠光體含量及強(qiáng)度降低,致使制動(dòng)鼓過(guò)早失效開(kāi)裂。
本課題通過(guò)對(duì)目前企業(yè)正在使用的蠕墨鑄鐵材料進(jìn)行成分優(yōu)化,熔煉過(guò)程中加入合金元素Mo和Cu,探索合金元素加入量對(duì)蠕墨鑄鐵微觀組織及性能的影響規(guī)律,研制出一種新型制動(dòng)鼓用蠕墨鑄鐵材料。
研究結(jié)果表明:在鑄造工藝不變的情況下,鉬促使石墨細(xì)化,石墨面積率略微下降;珠光體含量增多且明顯細(xì)化。銅可使鑄態(tài)試樣中珠光體的含量高達(dá)90%以上,
3、石墨面積率明顯減小。在含銅0.83%的試樣中并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)富銅的第二相,但是出現(xiàn)銅在石墨-基體界面富集的現(xiàn)象。
蠕墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度隨鉬的添加呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢(shì),延伸率變化相反。鉬含量為0.25%的試樣具有最佳力學(xué)性能,抗拉強(qiáng)度最大(439 MPa),相比與原始成分提高了15.2%。銅對(duì)強(qiáng)度的提高更為顯著,含銅0.83%的試樣,強(qiáng)度高達(dá)542 MPa,并且可以保持2%的延伸率。兩種元素都不同程度的提高了材料的耐磨性能。
4、 對(duì)各組蠕墨鑄鐵進(jìn)行了熱疲勞研究,發(fā)現(xiàn)鉬和銅均能改善蠕鐵的熱疲勞性能。鉬含量為0.29%時(shí),冷熱循環(huán)400次裂紋長(zhǎng)度為5.65 mm,僅為原始成分的46%。銅對(duì)熱疲勞性能的影響有一定限度,含銅0.83%的試樣,冷熱循環(huán)400次時(shí),裂紋長(zhǎng)度為5.46 mm,相比含銅0.33%的試樣裂紋長(zhǎng)度減小了4.01 mm。
通過(guò)對(duì)新材料制動(dòng)鼓性能的測(cè)定,其強(qiáng)度、耐磨性及熱疲勞性能均得到極大提高。運(yùn)行85000km時(shí),內(nèi)表面仍完好無(wú)損,無(wú)任何
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