[发明专利]高强度低碳合金钢制动鼓

说明书

技术领域

本发明涉及汽车配件技术领域，特别涉及一种高强度低碳合金钢制动鼓。

背景技术

制动鼓，又称为鼓式制动器，是汽车制动器中常见的一种，用于使行驶中的汽车减速或者停车。

现有的用于制作制动鼓的材料，一般包括铸铁或者双金属这两大类。

其中，铸铁主要用于大中型车辆，其具有较好的铸造性能，耐磨性、耐热性和导热性较好，但是，其抗热疲劳性较差，当汽车重载、高速行驶时，尤其在下长坡或陡坡时，由于制动力大，且连续多次制动，使得制动鼓内壁温度急剧升高，同时其内外温差加大，制动鼓材料的高温力学性能也急剧下降，制动鼓壁厚越大，内外温差越大，温差应力加上材料的高温力学性能恶化，常导致铸铁的制动鼓内壁由纵向微裂发展为龟裂，以致最后制动鼓开裂。

为了解决铸铁材料的制动鼓的上述缺陷，另外一种制动鼓材料是采用双金属材料，即综合利用钢的良好的力学性能和铸铁的耐磨、耐热性能，比如申请号为201010535561.3、专利名称为“高强度轻量化双金属制动鼓的制造方法及其双金属制动鼓”的中国专利申请，又比如申请号为201210061027.2、专利名称为“一种双金属复合材料制动鼓的成型方法”的中国专利申请，这种双金属材料制造的制动鼓，虽然可以部分解决铸铁制动鼓的问题，但是，由于双金属制动鼓制备工艺的特殊性导致其成本过高，并且其外壳虽为金属但内壁处仍然为铸铁，在实际工况中遇水内孔仍会产生龟裂，从而埋下安全隐患。

发明内容

本发明的发明目的在于：提供一种高强度低碳合金钢制动鼓，以解决上述问题。

本发明采用的技术方案是这样的：一种高强度低碳合金钢制动鼓，其材料是低碳合金钢，所述低碳合金钢的碳含量按质量百分比计，为0.2%-0.35%，所述低碳合金钢还含有按质量百分比计的至少下述一种元素：

Cr：0.1%-0.35%或者0.5%-1.3%；

Mn:0.35%-1.5%；

Mo:0-0.4%；

Si:0.1%-0.4%或者1%-1.5%。

为了解决现有技术中铸铁材料和双金属材料存在的问题，本申请的发明人通过大量试验，选择一种合适的低碳合金钢作用制造制动鼓的材料，

其中，碳含量为0.2%-0.35%可以保证制动鼓拥有良好的加工性并拥有一定的耐磨性，并且由于处于低碳钢的水平，在使用过程中不会开裂

合适含量的铬（Cr）的加入，可以提高材料的耐磨性并且能使材料获得一定的强度，但由于Cr的导热性相当的差，故选材时取值不宜过高，以避免过高的Cr含量使其散热性降低；

合适含量的锰（Mn）的加入，可以提高材料的耐磨性并且确保低碳合金钢的焊接性能及切削性能；

合适含量的钼（Mo）的加入，可以提高材料强度；

合适含量的硅（Si）的加入，可以提高材料的抗氧化和耐磨耐热能力。当其与Mn结合时因为Si有微弱的抑制晶粒长大的作用，Mn引起的调质粗晶粒，有相互改善的作用。

上述所选材料制备的低碳合金钢，与灰铸铁250在实验室做性能对比试验，实验结果表明：

上述材料在正火态（HRC<22）的时候其耐磨性、摩擦性能和散热性与铸铁相当。在调质态（HRC22-35）其耐磨性约为灰铸铁的2倍，摩擦性和散热性与铸铁相当。

作为优选的技术方案：所述低碳合金钢的碳含量按质量百分比计，为0.26-0.34%，所述低碳合金钢还含有按质量百分比计的下述元素：

Cr:0.80-1.10%；

Mn:0.40-0.70%

Mo:0.15-0.25%

Si:0.17-0.37%。

作为优选的技术方案：所述低碳合金钢的硬度为22-35HRC。

为了保证所选低碳合金钢具有良好的耐磨性，发明人根据和铸铁HT250的耐磨试验对比发现所选低碳合金钢硬度应选取为22-35HRC，其中当其硬度在HRC22的时候其耐磨性略优于HT250，随着硬度的增高其耐磨性越来越好，但由于考虑到和其配合的摩擦片的寿命情况，当硬度超过HRC25的时候，摩擦片的寿命急剧下降。

作为优选的技术方案：所述低碳合金钢的抗拉强度不低于500MPa。

作为优选的技术方案：所述低碳合金钢的厚度为：6-15mm。