新型蠕鐵制動鼓材料的制備及其性能研究.pdf

1、制動鼓是汽車制動系統(tǒng)中最重要的組成部分之一，對車輛的安全行駛起著重要作用。制動鼓一般是在強摩擦、冷熱交替較為復雜的惡劣環(huán)境中工作。因此，制動鼓材料在保證足夠的力學性能及耐磨性能外，還應具備良好的熱疲勞性能。
　　目前國內(nèi)外主要使用高強度灰鑄鐵作為制備重型載貨汽車制動鼓的材料，近年來開發(fā)了金屬基復合材料及蠕墨鑄鐵。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，在長期加熱-冷卻過程中，珠光體含量及強度降低，致使制動鼓過早失效開裂。
　　本課題通過對目前企業(yè)正在使用的蠕墨鑄鐵材料進行成分優(yōu)化，熔煉過程中加入合金元素Mo和Cu，探索合金元素加入量對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，鉬促使石墨細化，石墨面積率略微下降;珠光體含量增多且明顯細化。銅可使鑄態(tài)試樣中珠光體的含量高達90％以上，

3、石墨面積率明顯減小。在含銅0.83％的試樣中并沒有發(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。
　　蠕墨鑄鐵的抗拉強度隨鉬的添加呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢，延伸率變化相反。鉬含量為0.25％的試樣具有最佳力學性能，抗拉強度最大(439 MPa)，相比與原始成分提高了15.2％。銅對強度的提高更為顯著，含銅0.83％的試樣，強度高達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、　對各組蠕墨鑄鐵進行了熱疲勞研究，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，冷熱循環(huán)400次裂紋長度為5.65 mm，僅為原始成分的46％。銅對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，裂紋長度為5.46 mm，相比含銅0.33％的試樣裂紋長度減小了4.01 mm。
　　通過對新材料制動鼓性能的測定，其強度、耐磨性及熱疲勞性能均得到極大提高。運行85000km時，內(nèi)表面仍完好無損，無任何