[发明专利]复合新材料制动鼓

说明书

本发明提供了一种复合新材料制动鼓，涉及制动鼓技术领域。本发明提供的复合新材料制动鼓中制动面内层为渐变式耐磨灰铁材料，渐变式耐磨灰铁材料包括依次层叠的结合层、近结合层、中心层和制动面层；所述结合层、近结合层、中心层和制动面层中的C的含量依次增加。本发明提供的渐变式耐磨灰铁材料中，从结合层到制动面层，C、Si、Mn、Cr和S的含量呈渐变过渡，渐变式耐磨灰铁材料在受热、冷却过程中膨胀与收缩率能够与制动鼓的外层钢的渐变过渡，保证了制动鼓的制动面材料在温度变化过程中断面温度场的均匀性，提高材料的抗热疲劳性能，延缓制动面龟裂纹的产生，同时又满足了对于制动面的摩擦性能的要求。

技术领域

本发明涉及制动鼓技术领域，具体涉及一种渐变式耐磨灰铁材料及其制备方法和应用、复合新材料制动鼓及其制备方法。

背景技术

制动鼓是鼓式刹车系统的一部份，刹车时，活塞对两对半月型的刹车蹄片施加压力，使其贴紧鼓室内壁，从而产生摩擦来停止车轮的旋转。重载工程自卸车一般用于山区、矿区及建设工地，不仅路况差，且超载严重，是商用车使用工况最为恶劣的一种车型。重载工程自卸车的制动鼓日前无论是灰铁、蠕铁或双金属复合制动鼓，均易出现制动面开裂或变形等早期失效问题，使用寿命短。

通过对制动面材料进行纳米化处理能够解决上述问题。例如中国专利202110216460.8公开了一种特殊钢、耐热疲劳纳米材料复合制动鼓，通过对浇注成型后的制动面进行金属表面纳米化处理，提高了制动鼓的抗热疲劳性能和耐磨性。然而，其制动面材料易出现龟裂。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种渐变式耐磨灰铁材料及其制备方法和应用、复合新材料制动鼓及其制备方法，本发明提供的渐变式耐磨灰铁材料的抗热疲劳性能优异，能够延缓龟裂纹的产生。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种渐变式耐磨灰铁材料，包括依次层叠的结合层、近结合层、中心层和制动面层；

以质量百分含量计，所述结合层的化学组成包括C 1.50～2.10％、Si 0.60～1.20％、Mn 0.4～0.9％、Cr≤0.20％、S≤0.04％、P≤0.08％和余量Fe；

所述近结合层包括的化学组成包括C 2.00～2.80％、Si 1.10～1.30％、Mn 0.6～1.0％、Cr 0.20～0.50％、S≤0.06％、P≤0.08％和余量Fe；

所述中心层的化学组成包括C 2.70～3.35％、Si 1.20～1.40％、Mn 0.6～1.05％、Cr 0.20～0.50％、S 0.05～0.10％、P≤0.08％和余量Fe；

所述制动面层的化学组成包括C 3.30～3.70％、Si 1.35～2.00％、Mn 0.6～1.05％、Cr 0.20～0.50％、S 0.05～0.10％、P≤0.08％和余量Fe；

所述结合层、近结合层、中心层和制动面层中的C的含量依次增加。

优选的，所述结合层的厚度为1～3mm；

所述近结合层的厚度为0.3～2mm；

所述中心层的厚度为0.7～3mm；

所述制动面层的厚度为1～5mm。

本发明提供了上述技术方案所述渐变式耐磨灰铁材料的制备方法，包括以下步骤：

连续浇注铁水，得到渐变式耐磨灰铁材料；