汽車(chē)制動(dòng)鼓是汽車(chē)的重要保安件,也是汽車(chē)日常檢修中首要檢查部件,制動(dòng)鼓失效主要有四種形式:開(kāi)裂、龜裂、掉底、非正常磨損。
鑄件失效主要從兩個(gè)方面考慮,一是鑄件的材料成分和自身的強(qiáng)度,另一個(gè)是在一定工況條件下,材料組織的改變而引起的機(jī)械性能的改變。一般來(lái)說(shuō),鑄件的機(jī)械性能主要取決于化學(xué)成分,又受外部環(huán)境:如外力,溫度、冷卻強(qiáng)度等的影響。
制動(dòng)鼓在工作時(shí)主要受兩個(gè)方向的力,一個(gè)是來(lái)自蹄鐵的徑向壓力,一個(gè)是因旋轉(zhuǎn)和蹄鐵離合片產(chǎn)生的切向力;制動(dòng)鼓和離合片摩擦產(chǎn)生大量的熱,導(dǎo)致制動(dòng)鼓溫度升高,接觸面因受摩擦產(chǎn)生的熱使該處組織發(fā)生相變,產(chǎn)生相變應(yīng)力,降低了該處的抗熱疲勞能力;同時(shí),由于受熱的不均勻,溫度高的部位發(fā)生了相變,溫度低的部位沒(méi)有變化,而有的部位甚至尚未受到熱的影響;相變產(chǎn)生應(yīng)力,受熱的不均勻也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力,這些殘余應(yīng)力的存在,使得力學(xué)性能不均勻,在頻繁的制動(dòng)載荷作用下,產(chǎn)生有一定規(guī)則的裂紋(見(jiàn)圖一、二),制動(dòng)時(shí)切向力作用在制動(dòng)面上,對(duì)基體有撕裂的作用,對(duì)基體造成內(nèi)應(yīng)力,降低了材料的熱疲勞強(qiáng)度,便產(chǎn)生連續(xù)或不連續(xù)的裂紋,嚴(yán)重的造成斷裂。
圖片 一
圖片 二
另一方面,卡車(chē)下長(zhǎng)坡時(shí)制動(dòng)鼓長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)時(shí)工作產(chǎn)生的溫度最高可達(dá)750°C--850°C,這個(gè)溫度足以造成組織相變,主要發(fā)生的相變有:1. 在800℃附近共晶碳化物分解為石墨和鐵素體;2. 珠光體和鐵素體在800℃以上轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體;3. 奧氏體在向制動(dòng)鼓澆水快速冷卻時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。
關(guān)于制動(dòng)鼓開(kāi)裂的問(wèn)題,一是在制動(dòng)狀態(tài)下,因材料自身強(qiáng)度差而受力破裂;二是制動(dòng)鼓在熱應(yīng)力和相變應(yīng)力的相互作用下,再由于組織相變局部強(qiáng)度的降低,在制動(dòng)外力頻繁作用下,最終造成制動(dòng)鼓龜裂或直接破裂。
解決制動(dòng)鼓開(kāi)裂、龜裂、掉底、非正常磨損等失效原因,除保證穩(wěn)定的化學(xué)成分及干凈的鐵水質(zhì)量外,主要從以下三個(gè)方面著手:
一,通過(guò)良好的孕育,細(xì)化鑄鐵組織,改善鑄件斷面均勻性,提高鑄件綜合機(jī)械性能。
通過(guò)爐前出爐和澆注兩次孕育,給鐵水提供充足的石墨核心,控制白口和增加石墨數(shù)量,使片狀石墨更細(xì)小,分布更均勻。
如果鐵水在澆注前保溫了很長(zhǎng)時(shí)間,孕育有可能衰退,因而建議盡可能晚的加入孕育劑。由于PS孕育機(jī)在保溫期間仍能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持大量核心質(zhì)點(diǎn),因此它也適合大型包內(nèi)孕育和處理時(shí)間較長(zhǎng)的鐵水。
二,實(shí)踐證明,PS孕育劑可以消除鑄件特殊部位的殘余鐵素體,且對(duì)于在高溫下使用的鑄件,能良好的保證珠光體組織的穩(wěn)定性,使其在高溫700-800度左右的高溫下,很難分解,阻止粒狀?yuàn)W氏體的析出及過(guò)冷組織馬氏體的產(chǎn)生。從而保證了制動(dòng)鼓機(jī)械強(qiáng)度的穩(wěn)定性。
三,通過(guò)PS孕育劑,使鑄鐵組織中的片狀石墨發(fā)生微小變異,石墨片尖端鈍化,降低其對(duì)金屬基體的割裂作用,同時(shí)該孕育劑使珠光體彌散度增加,以細(xì)片狀均勻分布,提高了制動(dòng)鼓的綜合機(jī)械性能。
四,孕育劑PS-1(T)成分標(biāo)準(zhǔn):
Si65.0-70.0%,Ca0.5-1.5%,Al0.5-1.5%,Ba1.0-3.0%,RS適量,F(xiàn)e余量
五,使用指南:
保證穩(wěn)定的化學(xué)成分及干凈的鐵水質(zhì)量前提下,對(duì)鐵水進(jìn)行兩次或多次孕育處理。
1,爐前孕育(一次孕育):
孕育劑PS-1粒度推薦:鐵水包《500公斤 1.0-3.0MM
鐵水包500-1000公斤 3.0-10.0MM
鐵水包》1000公斤 10.0-18.0MM
孕育劑加入量0.3-0.5%
使用方法:爐前出鐵時(shí)隨鐵水流沖入包內(nèi),攪拌后扒渣。
2,瞬時(shí)孕育(二次孕育):
孕育劑PS-1T粒度推薦:0.1-0.7MM
孕育劑加入量0.1-0.15%
使用方法:A)大包倒小包時(shí),孕育劑定量加入小包內(nèi),大包鐵水沖入攪拌后扒渣澆注。
B)大包直接澆注時(shí),人工均勻的將孕育劑隨鐵流進(jìn)入型腔。(注意,孕育劑進(jìn)入型腔時(shí)間一定要比鐵水流滯后3秒鐘左右,防止涼鐵水融化孕育劑困難,造成夾渣及硬質(zhì)點(diǎn)等鑄造缺陷)
六,直接經(jīng)濟(jì)效益
PS孕育劑不僅大大提高了制動(dòng)鼓的使用壽命,因該孕育劑還能增加和細(xì)化珠光體,因此可以適當(dāng)減少或代替鑄件中銅,鉬等貴重金屬,提高經(jīng)濟(jì)效益。
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