制动盘生产技术分享

轿车制动盘生产技术分享轿车制动盘生产技术分享 制动盘属于汽车制动系统的重要组成部分， 一般材质为灰铸铁材 质， 分为通风盘和实心盘两类， 其属于摩擦件， 要求具有一定的强度、 硬度、良好的耐磨耐蚀性、导热性、抗热衰减以及避免产生制动噪音 问题（也叫异响）的产生。 制动盘的生产必须满足其上述使用属性， 以满足客户要求为前提。 通风盘相对于后盘来说，由于是两层设计，中间有通风槽，强度 和散热性能均比实心盘要好， 综合制动性能较好。因此市场上大多数 的轿车前轮制动采用的是通风制动盘， 实心盘应用在后轮。由于通风 盘良好的制动性能， 通风盘也逐渐取代实心盘应用在轿车后制动器中， 即四轮制动器全部采用通风盘。 通风制动盘的构造从铸造工艺性上来讲还是比较好的， 热节点很 小很分散，基本不需要冒口补缩，因此工艺出品率可以设计的较高。 而后盘由于结构原因， 在制动面和轮毂安装面连接部位形成了一个环 形的热节点，因此必须采用补缩工艺或冷铁工艺才能解决好。 以下我从普通盘和高碳盘的水平工艺和垂直工艺生产进行展开， 介绍一下我们生产制动盘的一些经验， 希望对大家有所帮助，也希望 大家多提宝贵意见，共同探讨。 一、水平线通风制动盘和实心盘生产技术一、水平线通风制动盘和实心盘生产技术 我们有一种通风制动盘期间经历了两种材质的更迭， 即低碳盘向 高碳盘的转变，低碳盘做了大概 6 年之后，客户根据市场反馈及其试 验情况对其材质做出了调整，两年前开始全面切换为高碳制动盘。 首先来说一下低碳盘。首先来说一下低碳盘。 1、 熔炼配料： 一拖二的 3 吨电炉。 废钢 30%+同材质回炉料 70%+ 增碳剂+合金； 2、化学成分：3.2-3.3%C；1.8-2.3%Si；0.6-0.8%Mn；S≤0.15%； P≤0.1%； Ni≤0.25%； 0.1-0.25%Cr； Mo≤0.1%； 0.2-0.4%Cu； Ti≤0.03%； Sn≤0.1% 3、 造型制芯： 水平造型线， 节拍 100 型/小时， 砂型硬度 80-90， 型板尺寸 600*700mm，制动盘一型两件。制芯采用多台单体式制芯 机，一人操作两台设备。 4、混砂设备：匹配 40 吨砂处理线，逆流式混砂机 5、模具工艺（工艺出品率 68.9%） ： 要点主要是型芯配合间隙设计、排气设置、挡渣设计、溢流冒口 设计以及防错型设计等。 特别说明一下，溢流冒口一定要设在前端铁水交汇处 东久线的缺点是一段时间后就会出现错箱的问题， 也算是一个疑 难问题，要提前预防。主要从设备的保养为维护上进行，模具防错型 只是辅助手段。 6、浇注: 采用 KW 自动浇注机，附带随流孕育机构，浇注温度 控制在 1370-1430℃，尽量不要低于1370℃，温度低是气孔产生的主 要因素之一，低温随流孕育更会导致碳化物、 硬质点等的不良问题的 产生。 7、容易出现的质量问题及对策 7.1、砂渣眼； 砂眼的控制相对容易一些，主要是型砂质量的好坏、操作工吹砂 动作、模具拔模是否顺畅等影响。 渣孔主要是浇注系统的避渣设计、 浇注温度高低、铁水的纯净度 及扒渣操作决定的。因此这些方面都是产品设计和生产的控制要点。 过滤片方面纤维过滤片一定没有陶瓷过滤片的效果好， 但陶瓷过滤片 一定要选用质量好的，不容易掉渣的过滤片， 否则也会出问题。我 们就曾出现过过滤片残渣随铁液进入型腔导致大量废品， 后来更换了 过滤片问题就得以解决。 7.2、气孔 普通类的气孔很常见就不做过多叙述了， 下图为夏季制动盘产生 的一种典型气体侵入型缺陷（产生于制动盘上表面或皮下浅层） 。 这是一类我们遇到的 典型气孔缺陷，主要产生 于夏季多雨季节。铸件表 面不容易识别，加工后会 被发现，形状大多呈裂隙 状，但最终判定不是氮气 孔（不符合氮气孔的某些特征） ，而是一种水分产生的气孔。避免的 方法主要是提高浇注温度、 对芯子进行烘烤、 型砂温度及水分的控制、 提高型砂透气性等，另外我们还在造型机压实板上加装了排气棒， 明 显提高了排气效果。 7.3、错箱问题 这是东久线的通病了， 特别是分型凸凹不明显的小件更容易出现， 避免方法主要从液压推缸推型的稳定性（加速和减速稳定性） 、台车 尺寸（造成套箱位置错误） 、台车的定期清理、砂箱定位、捅箱机构 的稳定性等方面管控。 7.4、裂纹 这种缺陷很少见，类似于冷隔，但浇注温度一点都不低，位于盘 面中间，粗加工后从制动盘上面发现，最终成因未被确认。但或与使 用废钢料杂有关，原材料的使用务必要重点管控。 7.5、边缘碳化物。 主要原因 为随 流孕育剂颗粒过大 或者随流孕育时铁 水温度控制偏低导 致， 严重的从边缘向 内可达 10mm， 硬度 接近 HB300， 加工后 出现让刀纹，刀损非常严重；轻微的 1mm 以下，会导致铸件加工时 边缘处掉块，也是客户会反馈抱怨的问题。 7.6、制动盘厚薄不均的问题。 由于制动盘结构原因， 有时候会产生一些上下制动盘面加工后厚 薄不均的问题，不符合客户要求，产生抱怨。 这个问题主要原因是型芯配合间隙设置不合理， 进水口过于集中、 芯子熟化过程不够长导致的芯子夹生后受热变形等方面， 可以从这几 方面进行改善。 7.7、制动盘加工刀耗问题 曾遇到也经常听到制动盘加工性能不好的问题， 根据经验可从以 下方面着手解决。 A、 废钢采购控制， 不能太杂乱； 生铁含钛量的控制， 0.02%以下； B、低温孕育导致的微观硅夹渣； C、可适当提高硅碳比，硅碳比我们做到 0.6-0.65%； D、多重符合孕育，避免 D、E 型石墨的产生； E、一定的自然时效时间，消除部分内应力。 制动盘最终理化结果情况：硬度 HB210-225，强度 280-320MPa， 石墨 A 型 4-5 级， 珠光体 95%以上， 同一制动盘面硬度差 HB10 以内， 同一制动盘硬度波动 HB15 以内。 其次再来谈一下高碳盘的生产。其次再来谈一下高碳盘的生产。 那么我还拿这同一产品来讲。 其实主要是熔炼工艺的变化， 产线、 模具工艺及浇注工艺均无变化。 高碳盘材质的变更， 初衷主要是为了提高制动盘的导热蓄热性能 （制动盘连续制动时温升极值得到大幅降低） 、抗热衰减性能、减震 性能以及解决制动噪音问题。 我们所做高碳盘碳含量为3.6-3.8%， 抗拉强度要求大于160MPa， 硬度 HB170-220，金相要求石墨 A 型 3-5 级≥90%，A 型 6 级石墨的 总量≤10%，B 型和 E 型石墨最小化，C、D 型石墨制动面禁止出现， 珠光体组织≥95%，碳化物＜2% 。我们主要通过熔炼合金化、孕育 多重化、监测严格化来进行保证。 下面介绍一下高碳盘容易出现的几个问题和对策 1、石墨粗大问题。 高碳盘碳含量较高，容易出现石墨粗大的情况，加工的时候制动 盘面出现石墨剥落（有人叫苍蝇脚）导致的粗糙度不合格。 主要应对措施： A、 选用优质增碳剂， 高温熔炼， 在 1550-1560℃熔炼 5-10 分钟； B、减少生铁加入量，尤其是质量差的生铁； C、多次孕育； D、严格控制碳含量或碳当量。 2、硬度波动大，有时候硬度偏低。 高碳盘的碳含量接近于球铁的碳含量， 因此碳对铸件硬度或强度 的影响就非常的大，敏