CN110814672A - 新型双金属复合一体式制动鼓的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开新型双金属复合一体式制动鼓的制备工艺,包括以下步骤:上部法兰部分加工和下部桶体部分加工；将上部法兰部分和下部桶体部分焊接成一体得到复合制动鼓外层钢壳精旋坯料；将复合制动鼓外层钢壳精旋坯料进行滚型形成复合制动鼓外层钢壳；将复合制动鼓外层钢壳夹装于离心机上，浇入一定成分、温度等合格的铁水，得到双金属复合一体式制动鼓毛坯；将双金属复合一体式制动鼓毛坯进行机加工得到双金属复合一体式制动鼓成品。本发明采用焊接式钢壳，可有效解决原钢壳材料利用率低、强度偏低以及生产过程能耗及工装消耗高等问题，在降低成本的同时，提高钢壳强度，提高双金属复合一体式制动鼓使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于制动鼓生产技术领域，具体涉及新型双金属复合一体式制动鼓的制备工艺。
背景技术
由于我国道路交通状况以山区、平原、丘陵为主，其中山区面积占全国面积的2/3，大多数公路是根据自然地理条件修建，很多盘旋在崇山峻岭之间，其路况恶劣，加上车辆普遍存在十分严重的超载、浇水现象，导致制动鼓早期失效频发。
自双金属复合一体式制动鼓问世以来，由于其外层是强度较高的钢板、内层是耐磨灰铁；内层灰铁在外层钢板的保护下，复合制动鼓整体性能提高，可以有效的控制和延缓制动面的开裂，大大提高制动鼓整体使用寿命。
然而复合制动鼓实际使用情况，仍存在以下不足：
1、复合制动鼓用于工程车，或工况恶劣的车型时，虽使用寿命有所提高，但仍会出现制动面开裂或变形等问题，无法满足用户的心理需求；
2、现双金属复合一体式制动鼓外层钢壳的生产工艺均是一整张圆板整体旋压而成，由于法兰面处壁厚16mm，而制动面中部壁厚仅5-6mm；钢板在旋压过程中，必须将16mm的圆板旋压成高度310mm、厚度5mm的钢壳，所以要求钢板必须具有非常高的韧性。随着材料韧性的提高，强度必然下降。而双金属复合制动鼓外层钢壳需要的性能是高强度、中韧性，以最大限度防止制动面开裂和变形；
3、生产成本高，即使不考虑材料利用率，钢壳生产过程中钢板厚度由16mm旋压至5-6mm，高度旋压至310mm，所需设备功率大，旋轮磨损严重，旋轮的使用寿命短，生产成本居高不下。
发明内容
本发明公开新型双金属复合一体式制动鼓的制备工艺，旨在解决现有复合制动鼓制动面开裂或变形，及加工复合制动鼓难度大、成本高等问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案：
新型双金属复合一体式制动鼓的制备工艺,包括以下步骤:
步骤一:利用加工原料分别加工成焊接钢圈复合制动鼓的上部法兰部分和下部桶体部分；
步骤二:将步骤一中的上部法兰部分和下部桶体部分焊接成一体得到复合制动鼓外层钢壳精旋坯料；
步骤三:将步骤二中的复合制动鼓外层钢壳精旋坯料进行滚型形成复合制动鼓外层钢壳；
步骤四:将步骤三中的复合制动鼓外层钢壳夹装于离心机上，浇入一定量的铁水，得到双金属复合一体式制动鼓毛坯；
步骤五:将步骤四中双金属复合一体式制动鼓毛坯进行机加工得到双金属复合一体式制动鼓成品。
优选的，所述上部法兰部分加工包括以下有三种方法：
a.整体圆板式:将钢板下料成一定直径的整体圆板，旋压成上部法兰部分；
b.钢带卷成圆板并焊接式：将钢带卷成圆饼，接口处采用本体母材焊接，并对焊缝进行刨平处理，后将圆饼旋压成上部法兰部分；
c.钢带卷成圆桶并焊接式：将钢板裁成一定长、宽的平板，并卷成圆桶，接口处采用本体母材将接口焊接，并对焊缝进行刨平处理，将圆桶放置于油压机上，对圆桶的上部进行预收口，对预收口的圆桶采用内旋压，制成粗旋坯料，粗旋坯料精旋成上部法兰部分。
优选的，所述复合制动鼓外层钢壳的加工包括以下两种方法：
c.直接成形法：采用一定厚度钢板卷成圆桶，所述圆桶直径与所制备的复合制动鼓钢圈最大直径一致，接口处采用本体母材将接口焊接，并对焊缝进行刨平处理，将圆桶滚型成复合制动鼓精旋坯料，后将复合制动鼓精旋坯料与所述上部法兰部分焊接为一体，并对焊缝处进行打磨，制作成复合制动鼓钢壳精旋坯料，对复合制动鼓钢壳精旋坯料进行滚型加工得到复合制动鼓外层钢壳；
d.精旋成型法：采用一定厚度钢板卷成圆桶，所述圆桶直径与所制备的复合制动鼓钢圈最大直径一致，接口处采用本体母材将接口焊接，并对焊缝进行刨平处理，将所述圆桶的上部做收口处理，所述收口的直径与步骤一中的上部法兰部分的下部的直径相同，将所述圆桶与所述上部法兰部分焊接为一体，并对焊缝处进行打磨后精旋，得到复合制动鼓钢壳精旋坯料，对钢壳精旋坯料进行滚型加工得到复合制动鼓外层钢壳。
与现有技术相比本发明的有益效果在于：
1.本发明采用焊接式钢壳，可有效解决原钢壳材料利用率低、强度偏低以及生产过程能耗及工装消耗高等问题，在降低成本的同时，提高钢壳强度，提高双金属复合一体式制动鼓使用寿命；
2.本发明将复合制动鼓的加工分为上部法兰部分加工和下部桶体部分加工，后将上部法兰部分的下部桶体部分焊接，大大降低了加工难度，防止制动面开裂和变形。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明复合制动鼓外层钢壳结构示意图；
图2为本发明整体圆板式加工采用的整体圆板的结构示意图；
图3为本发明采用整体圆板式加工的上部法兰部分的结构示意图；
图4为本发明钢带卷成圆板并焊接式加工采用的钢带的结构示意图；
图5为本发明采用钢带卷成圆板并焊接式加工的圆饼的结构示意图；
图6为本发明采用钢带卷成圆板并焊接式加工的上部法兰部分的结构示意图；
图7为本发明钢带卷成圆桶并焊接式加工采用的钢带的结构示意图；
图8为本发明采用钢带卷成圆桶并焊接式加工的圆桶的结构示意图；
图9为本发明采用钢带卷成圆桶并焊接式加工的圆桶上部预收口状态图；
图10为本发明采用钢带卷成圆桶并焊接式加工的粗旋坯料的结构示意图；
图11为本发明采用钢带卷成圆桶并焊接式加工的上部法兰部分的结构示意图；
图12为本发明直接成形法加工采用的钢板的结构示意图；
图13为本发明采用直接成形法加工的圆桶的结构示意图；
图14为本发明采用直接成形法加工的复合制动鼓精旋坯料的结构示意图；
图15为本发明采用直接成形法加工的复合制动鼓钢壳精旋坯料的结构示意图；
图16为本发明采用直接成形法加工的复合制动鼓外层钢壳的结构示意图；
图17为本发明精旋成型法采用的钢板的结构示意图；
图18为本发明采用精旋成型法加工的圆桶的结构示意图；
图19为本发明采用精旋成型法加工的圆桶上部预收口状态图；
图20为本发明采用精旋成型法加工的复合制动鼓钢壳精旋坯料的结构示意图；
图21为本发明采用精旋成型法加工的复合制动鼓外层钢壳的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
在上部法兰部分加工之前需要对法兰钢板进行选择：
而采用一定厚度的钢板，钢板厚度根据成品法兰尺寸确定，即：
钢板厚度＝法兰面成品厚度+法兰双面加工余量；
法兰钢板材料的选择，一般选用车轮钢或碳素结构钢，牌号及性能要求见表下表，原则上钢板厚度越厚，牌号选择越低：
实施例1
如图1所示，新型双金属复合一体式制动鼓的制备工艺,包括以下步骤:
步骤一:利用加工原料分别加工成焊接钢圈复合制动鼓的上部法兰部分和下部桶体部分；
步骤二:将步骤一中的上部法兰部分和下部桶体部分焊接成一体得到复合制动鼓外层钢壳精旋坯料；
步骤三:将步骤二中的复合制动鼓外层钢壳精旋坯料进行滚型形成复合制动鼓外层钢壳；
步骤四:将步骤三中的复合制动鼓外层钢壳夹装于离心机上，浇入一定量的铁水，得到双金属复合一体式制动鼓毛坯；
步骤五:将步骤四中双金属复合一体式制动鼓毛坯进行机加工得到双金属复合一体式制动鼓成品。
实施例2
在实施例1的基础上对上部法兰部分加工以及复合制动鼓外层钢壳的加工提出改进：
如图2和图3所示，采用整体圆板式加工上部法兰部分:将钢板下料成一定直径的整体圆板，旋压成上部法兰部分；
如图4-6所示，采用钢带卷成圆板并焊接式加工的上部法兰部分：将钢带卷成圆饼，接口处采用本体母材焊接，并对焊缝进行刨平处理，后将圆饼旋压成上部法兰部分；
如图7-11所示，采用钢带卷成圆桶并焊接式加工的上部法兰部分：将钢板裁成一定长、宽的平板，并卷成圆桶，接口处采用本体母材将接口焊接，并对焊缝进行刨平处理，将圆桶放置于油压机上，对圆桶的上部进行预收口，对预收口的圆桶采用内旋压，制成粗旋坯料，粗旋坯料精旋成上部法兰部分。
如图12-16所示，采用直接成形法加工复合制动鼓外层钢壳：采用一定厚度钢板卷成圆桶，所述圆桶直径与所制备的复合制动鼓钢圈最大直径一致，接口处采用本体母材将接口焊接，并对焊缝进行刨平处理，将圆桶滚型成复合制动鼓精旋坯料，后将复合制动鼓精旋坯料与所述上部法兰部分焊接为一体，并对焊缝处进行打磨，制作成复合制动鼓钢壳精旋坯料，对复合制动鼓钢壳精旋坯料进行滚型加工得到复合制动鼓外层钢壳；
如图17-21所示，采用精旋成型法加工复合制动鼓外层钢壳：采用一定厚度钢板卷成圆桶，所述圆桶直径与所制备的复合制动鼓钢圈最大直径一致，接口处采用本体母材将接口焊接，并对焊缝进行刨平处理，将所述圆桶的上部做收口处理，所述收口的直径与步骤一中的上部法兰部分的下部的直径相同，将所述圆桶与所述上部法兰部分焊接为一体，并对焊缝处进行打磨后精旋，得到复合制动鼓钢壳精旋坯料，对钢壳精旋坯料进行滚型加工得到复合制动鼓外层钢壳。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进、部件拆分或组合等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.新型双金属复合一体式制动鼓的制备工艺,其特征在于，包括以下步骤:
步骤一:利用加工原料分别加工成焊接钢圈复合制动鼓的上部法兰部分和下部桶体部分；
步骤二:将步骤一中的上部法兰部分和下部桶体部分焊接成一体得到复合制动鼓外层钢壳精旋坯料；
步骤三:将步骤二中的复合制动鼓外层钢壳精旋坯料进行滚型形成复合制动鼓外层钢壳；
步骤四:将步骤三中的复合制动鼓外层钢壳夹装于离心机上，浇入一定量的铁水，得到双金属复合一体式制动鼓毛坯；
步骤五:将步骤四中双金属复合一体式制动鼓毛坯进行机加工得到双金属复合一体式制动鼓成品。
2.根据权利要求1所述的新型双金属复合一体式制动鼓的制备工艺，其特征在于，所述上部法兰部分加工包括以下有三种方法：
a.整体圆板式:将钢板下料成一定直径的整体圆板，旋压成上部法兰部分；
b.钢带卷成圆板并焊接式：将钢带卷成圆饼，接口处采用本体母材焊接，并对焊缝进行刨平处理，后将圆饼旋压成上部法兰部分；
c.钢带卷成圆桶并焊接式：将钢板裁成一定长、宽的平板，并卷成圆桶，接口处采用本体母材将接口焊接，并对焊缝进行刨平处理，将圆桶放置于油压机上，对圆桶的上部进行预收口，对预收口的圆桶采用内旋压，制成粗旋坯料，粗旋坯料精旋成上部法兰部分。
3.根据权利要求2所述的新型双金属复合一体式制动鼓的制备工艺，其特征在于，所述复合制动鼓外层钢壳的加工包括以下两种方法：
c.直接成形法：采用一定厚度钢板卷成圆桶，所述圆桶直径与所制备的复合制动鼓钢圈最大直径一致，接口处采用本体母材将接口焊接，并对焊缝进行刨平处理，将圆桶滚型成复合制动鼓精旋坯料，后将复合制动鼓精旋坯料与所述上部法兰部分焊接为一体，并对焊缝处进行打磨，制作成复合制动鼓钢壳精旋坯料，对复合制动鼓钢壳精旋坯料进行滚型加工得到复合制动鼓外层钢壳；
d.精旋成型法：采用一定厚度钢板卷成圆桶，所述圆桶直径与所制备的复合制动鼓钢圈最大直径一致，接口处采用本体母材将接口焊接，并对焊缝进行刨平处理，将所述圆桶的上部做收口处理，所述收口的直径与步骤一中的上部法兰部分的下部的直径相同，将所述圆桶与所述上部法兰部分焊接为一体，并对焊缝处进行打磨后精旋，得到复合制动鼓钢壳精旋坯料，对钢壳精旋坯料进行滚型加工得到复合制动鼓外层钢壳。
4.根据权利要求2所述的新型双金属复合一体式制动鼓的制备工艺，其特征在于，步骤四中所述铁水其具有由以下组分构成的成分组成：
C:3.35-3.70％,
Si:1.30-2.10％,
Mn:0.50-1.10,
P:≤0.10,
S:≤0.12,
Cr:0.20-0.60,
任选地,
Cu:0.30-0.60％和/或Mo 0.20-0.50％，
余量为Fe。
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