CN102115844B - 一种耐磨性好、散热性强的汽车刹车盘 - Google Patents
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Abstract
一种耐磨性好、散热性强的汽车刹车盘，包括有刹车盘主体，刹车盘主体的表面上设有肋条，其特点是刹车盘主体表面上的肋条沿圆周呈规律分左右旋向，刹车盘主体表面上还设有至少一排的排气孔，所述排气孔设置在刹车盘主体表面上沿圆周呈规律分左右旋向的肋条之间。该汽车刹车盘为高碳灰铸铁件，其特点是还添加有铜、钼、镍、铬、锰合金元素。本发明刹车面上的多排排气孔增加了与空气的接触面积，比普通盘的散热性好，且散热肋条沿圆周呈规律分左右旋向，利用风扇原理，强制空气快速经过热源提高刹车盘的散热效果；由于合金元素的加入，能够细化及强化珠光体，提高抗拉强度，增强耐磨性，延长使用寿命，有利于提高导热系数和耐疲劳强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车的部件，特别是涉及一种耐磨性好的汽车刹车盘，是对现有汽车刹车盘结构及材质的改进，属于汽车设计与制作技术领域。
背景技术
目前，常用的刹车盘的肋条一般为直条状或雨淋状，这种肋条的刹车盘在工作状态下散热方向与汽车车轮的旋转方向总是呈一定角度，影响热量的及时散发，从而缩短刹车盘的使用寿命，同时刹车面平整无小孔，也不利于因磨擦产生的粉屑及尘粒及时清除。
常用的刹车盘的材质为SAE-J431-G3000，相当于我国HT200与HT250之间，材质要求见下表
| 化学成份％ | C | Si | Mn | P | S |
| 刹车盘 | 3.20～3.50 | ≤2.30 | 0.60～0.90 | ≤0.15 | ≤0.15 |
常用的刹车盘材质不要求加入铜，镍、钼等合金，石墨长度二级，数量相对较少，基体组织中珠光体尚未被合金元素细化，抗拉强度在210MPa以上即可。硬度高不利于机械加工。
发明内容
本发明的目的就在于克服现有技术存在的上述不足，在刹车盘材质方面的改进，使之能更加耐磨，提升汽车的制动性能；本发明的另一个目的是使刹车盘在工作时能更好的散热，减少刹车热失效发生的机率。
本发明给出的技术解决方案是：这种汽车刹车盘，为高碳灰铸铁件，其特点是还添加有铜、钼、镍、铬、锰合金元素，其中汽车刹车盘组成的重量百分数为：
C 3.55～3.7，Si 1.8～2.0，Mn 0.7～0.8，S≤0.1，
P≤0.04，Cr 0.2～0.5，Cu 0.6～0.8，Mo 0.3～0.5，
Ni≤0.10，余量为Fe。
为更好的完成本发明的目的，本发明给出的这种汽车刹车盘，包括有刹车盘主体，刹车盘主体的表面上设有肋条，其特点是所述刹车盘主体表面上的肋条沿圆周呈规律分左右旋向，所述刹车盘主体表面上还设有至少一排的排气孔。
为更好的完成本发明的目的，所述的排气孔设置在刹车盘主体表面上沿圆周呈规律分左右旋向的肋条之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.含碳量高，石墨数量增加，增加了热传导性提高散热效果，也提高了刹车盘减震性，降低刹车噪音。
2.合金元素的加入，能够细化及强化珠光体，提高抗拉强度，增强耐磨性，延长使用寿命。
3.同时合金元素的加入还有利于提高导热系数和耐疲劳强度。
4.刹车面上的多排排气孔增加了与空气的接触面积，比普通盘的散热性好。且散热肋条沿圆周呈规律分左右旋向，利用风扇原理，强制空气快速经过热源提高刹车盘的散热效果。
附图说明
附图为本发明的结构示意图。
具体实施方案
现结合说明书附图和实施例，对本发明的技术方案做详细介绍：
对本发明的技术方案做详细介绍：
如图所示，本发明给出的汽车刹车盘，包括有刹车盘主体1，刹车盘主体1的表面上设有肋条2，肋条2沿刹车盘主体1表面的圆周呈规律分左右旋向，刹车盘主体1表面上还设有多排的排气孔3，排气孔3设置在刹车盘主体1表面上沿圆周呈规律分左右旋向的肋条2之间。
本发明给出汽车刹车盘的这种结构特点，决定其在安装到汽车上后可以与汽车的前进方向旋向保持一致，利用风扇原理强制空气快速经过热源，有利于汽车在前进过程中刹车时所产生的热能可以及时散发，如在刹车表面加工有呈规律均布的排气孔还可使砂粒、磨擦所产生的粉屑等异物易从排气孔处漏出，以及因刹车盘快速旋转所产生的气垫效应排除，保证刹车盘与来令片的充分接触，以及可以吸收部分刹车所产生的磨擦噪音，提高汽车的安全系数及肃静性。
在给出的实施例中，汽车刹车盘组成的重量百分数如下表：
汽车刹车盘化学成份报告单(重量％)
汽车刹车盘的材质优越性分析：碳当量(CE＝C％+1/3Si％)增加：片状石墨的优点是增加了灰铸铁的吸振能力，减少了对外来缺口的敏感性，提高导热能力。提高碳当量，利于石墨化形成，使石墨量适当增加和片状石墨粗大(以A型石墨为主)，这样就促使在循环应力下刹车盘易产生微观塑性变形和位错，使振动能量受到不可逆转的损耗，加速振动的衰减，因此其减振性能优于传统材质的刹车盘。
合金元素的加入：为强化高碳灰铸铁件基体组织，提高铸铁件的抗拉强度，就必须加入适量的合金元素。其中铜能促进共晶阶段石墨化，降低奥氏体转变临界温度，细化并增加珠光体；钼含量小于0.6％时主要作用在于细化珠光体，也能细化石墨，对铸铁的强化作用较大。另外钼的加入增加热导率，尤其能明显改善热疲劳性能；其它合金元素镍、铬、锰的共同特点就是促进和稳定基体组织中珠光体的形成，增加珠光体的含量，同时细化和强化珠光体中的铁素体，进而提高刹车盘的强度，更好地提高其耐磨性。以珠光体为基体若强度相同时，石墨量多且以A型石墨为主，也利于汽车刹车盘提高热疲劳性能。
本汽车刹车盘在铁水熔炼过程中与普通刹车盘的不同之处还在于含碳量提高必须加入适当比例的增碳剂，因为加入量过高满足不了对其硬度及强度要求，过少又满足不了其化学成份要求。适当比例的加入也是生产过程中的关键的课题之一。
本汽车刹车盘热应力特点：
经国立台北科技大学机械系和制造科技研究所试验，他们将温度场及外加力场做耦合分析，求得刹车盘的热应力数据如下表：
| 肋条形状 | 最大主应力(MPa) | 最小主应力(MPa) | 发生位置 | 肋条区域最大应力(MPa) |
| 现有的直肋条 | 1010 | -559.22 | 固定孔边缘 | 177-200 |
| 本汽车刹车盘 | 1085 | -579.085 | 固定孔边缘 | 160-180 |
上述试验说明在多种类型的肋条中，本汽车刹车盘的肋形的热应力是最小的。这也是它的特性之一。
Claims (1)
1.一种耐磨性好的汽车剎车盘，为高碳灰铸铁件，其特征在于还添加有铜、钼、镍、铬、锰合金元素，其中汽车剎车盘组成的重量百分数为：
C 3.62， Si 1.86，Mn 0.74，S 0.026，
P 0.036，Cr 0.45，Cu 0.75，Mo 0.47，
Ni 0.042，余量为Fe。
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