[发明专利]一种用于刹车盘的铸铁及其制造的刹车盘的热处理方法

说明书

技术领域

本发明属于用于刹车盘的铸铁技术领域，尤其是涉及一种用于刹车盘的铸铁及其制造的刹车盘的热处理方法。

背景技术

汽车刹车盘是汽车盘式制动器的主要零部件，目前，公知汽车刹车盘由铜、铬、钼、等合金化元素低合金化的高碳灰铸铁或球墨铸铁制造，如中国专利申请说明书200910229533.6（申请日为 2009.10.28）公开一种用于重型卡车刹车盘的球墨铸铁，是由重量百分比为0.5％～0.6％的钼，0.008％～0.02％的锑，3.6％～3.8％的碳，2.0％～2.5％硅，0～0.4％的锰，0～0.02％的硫，0～0.04％的磷，0.03％～0.06％的镁，0.02％～0.05％的稀土，余量为铁组成。高碳灰铸铁具有抗拉强度低的特点。球墨铸铁具有较高的抗拉强度，但其在高温干摩擦条件下耐磨性能不高，尤其在急冷急热的情况下，其耐热性与灰铸铁材料相比，优势不明显，并且在空气中易锈蚀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于刹车盘的铸铁及其制造的刹车盘的热处理方法，能显著提高刹车盘在高温干摩擦条件下的耐疲劳强度、耐磨性和耐腐蚀性。

本发明的技术方案是：该铸铁是由重量百分比为2.8％～3.2％的碳，1.6％～2.0％的硅，0.4％～0.7％的锰，0.8％～1.2％铜，0.5％～1.4％的铬，0.3％～0.5％的钼，0.07％～0.1％的硼，0.15％～0.25％的磷，≤0.12％的硫，余量为铁组成。为了进一步实现本发明的目的，由该铸铁制造的刹车盘需经过以下氮化热处理步骤：

(1)将刹车盘表面清洗干净，

(2)将刹车盘置于氮化炉中后去除空气，

(3)向氮化炉中充入供氮介质对刹车盘进行氮化处理，

(4) 退除氮化炉中供氮介质，

(5)刹车盘随氮化炉自然冷却后出炉。

供氮介质可以采用尿素、氨气、甲酰胺或三乙醇胺。

本发明铸铁含有硼(B)、铜(Cu)和铬(Cr)等元素，并经过氮化热处

理提高材料在高温干摩擦条件下的耐疲劳强度、耐磨性和耐腐蚀性，刹车盘可以达到的机械性能：氮化表面硬度HRC=55～65， 本体抗拉强度δb≥245 N/mm² 。 

对于刹车盘可以采用气体软氮化、液体软氮化、固体软氮化，采用气体氮化并且供氮介质是氨气时，氮化温度为500～570℃，氮化时间为4～70小时，氮化层厚度为0.1～0.5mm，氮化时间长则氮化层厚，氮化时间较长时，氮化层深度增加缓慢。

具体实施方式

实施例1，一种用于刹车盘的铸铁是由重量百分比为2.8％的碳，1.6％的硅，0.4％的锰，0.8％铜，0.5％的铬，0.3％的钼，0.07％的硼，0.1％的磷，≤0.12％的硫，余量铁的含量一般为93.62％，用该组分铸铁制造的刹车盘，经过精加工后，在氮化热处理前的本体硬度为HB=220～280，氮化热处理过程的步骤包括：将刹车盘表面清洗干净，将刹车盘置于氮化炉中后去除空气，向氮化炉中充入供氮介质对刹车盘进行氮化处理，退除氮化炉中供氮介质，刹车盘随氮化炉自然冷却后出炉。根据氮化炉的不同，供氮介质可以采用尿素、氨气、甲酰胺或三乙醇胺。氮化后刹车盘表面硬度为HRC=55～60。

实施例2，一种用于刹车盘的铸铁是由重量百分比为3.2％的碳，2.0％的硅，0.7％的锰，1.2％铜，1.4％的铬，0.5％的钼，0.1％的硼，0.25％的磷，≤0.12％的硫，余量铁的含量一般为90.75％。用该组分铸铁制造的刹车盘，经过精加工后，在氮化热处理前的本体硬度为HB=250～280，氮化热处理过程的步骤包括：将刹车盘表面清洗干净，将刹车盘置于氮化炉中后去除空气，向氮化炉中充入供氮介质对刹车盘进行氮化处理，退除氮化炉中供氮介质，刹车盘随氮化炉自然冷却后出炉。根据氮化炉的不同，供氮介质可以采用尿素、氨气、甲酰胺或三乙醇胺。氮化后刹车盘表面硬度为HRC=60～65。