㈠ 汽車制動鼓可以用鑄鋼嗎
不同類型的制動鼓材質不一樣
整體鑄造式
制動鼓由高強度灰鑄鐵或含有Cr的合金鑄鐵整體鑄成。這種制動鼓結構簡單、加工方便、熱容量大,但質量較大,多用於中、重型汽車。
鋼板與鑄鐵組合式
制動鼓由鋼板沖壓的鼓盤與鑄鐵鼓圈兩部分組成一體,質量較小,多用於轎車和輕型汽車。
輕合金與鑄鐵組合式
制動鼓主體為輕合金材料(如鋁合金等),內襯入鑄鐵襯圈。這種制動鼓不僅質量小,散熱性也很好,多用於轎車。
㈡ 對於汽車剎車鼓方面,你都認識什麼
盤式制動器的第二大優點,該制動器的盤式活塞直接暴露在空氣中,機箱設計引導氣流繼續通過剎車。長時間剎車也不容易高溫。有效的風冷是業余駕駛員安全駕駛的保證。部分車輛使用穿孔通風孔,該剎車從內到外同時散熱,部分中級車還可以選擇不提供齒輪,因為剎車系統水平足夠高時,發動機制動輔助不會減速。盤式制動器由於制動鉗和制動盤暴露在外。

鼓式制動器的製造技術相對較低,因此鼓式制動器的使用成本和製造成本低於盤式制動器,製造商可以選擇鼓式制動器,以最大限度地提高利潤,通常不存在盤式制動器。但是我們普通私家車的剎車配置很少進行四輪考察,基本上都很簡潔。四輪考察的情況很久以前就出現了,這兩個剎車的原理不同。鼓式制動器的原理是用鱗片的擴張夾緊。輪子就會制動,不停地晃動。盤式制動器在輪子上套著環形鐵板,裡面有夾鉗,裡面有剎車,整個剎車系統暴露在外。
㈢ 汽車剎車鼓的材料
剎車鼓是一種脆性的灰鑄鐵材質。
剎車鼓是一種形狀類似鈴鼓的鑄鐵件,它與輪胎固定並同速轉動。剎車時運用油壓推動剎車蹄片(Brake Shoes)接觸剎車鼓內緣,藉由接觸產生的磨擦力來抑制輪胎之轉動以達成剎車之目的。鼓式剎車由剎車底板、剎車分泵、剎車蹄片等有關連桿、彈簧、梢釘、剎車鼓所組成。目前僅普通採用於後輪。鼓式剎車的成本較低、絕對制動力更高,被較多地運用在小型轎車的後輪。 但其磨耗率較高,因此同時整體成本較高
㈣ 鼓式制動器的特點
隨著汽車向著新四化方向邁進,汽車的驅動系統、電子架構、座艙交互方式都發生著翻天覆地的變化,然而大家對車輛制動系統的印象似乎還停留在從前。大眾推出的純電車型 ID.3、ID.4 中,就因為在後輪採用了大陸集團新一代 EPB-Si 鼓式制動系統,而引起不少熱議。在消費者心裡,鼓剎似乎仍是小型車、低端車的標配,一時間大眾「節約成本」的猜測四起。
鼓剎真的不如盤剎么?其實不然,汽車已經悄然改變了。
鼓剎真的「低人一等」?
我們可以通過鼓式制動和盤式制動的原理,來一窺二者的優缺點。
鼓式制動在車輪上固定一個半封閉型的剎車鼓,剎車時,鼓內的剎車片被螺旋結構向外推,與剎車鼓內表面產生劇烈摩擦,因而達到制動效果。而盤式剎車是開放型結構,通過剎車鉗夾緊剎車圓盤,產生制動力。
二者結構的不同決定了各自的優缺點。鼓式剎車由於內部的螺旋結構具有自增效應,制動壓力更大,但是半封閉的結構也決定了它散熱效果不如完全開放式的盤剎。
在傳統汽油車中,車輛主要通過剎車片與制動盤/制動鼓間摩擦,產生拖拽力來實現車輛減速,這種制動方式被稱為摩擦制動。制動的過程,就是動能轉化成熱能釋放的過程。頻繁的摩擦制動會產生大量的熱能,因此,近 20 年來傳統燃油乘用車普遍選擇盤剎,鼓剎成了小型車和大型商用車的選擇。
但是電動汽車的制動原理不同,主要通過驅動電機輸出反方向力矩,來降低車輛行駛速度。這個過程中,驅動電機不僅輸出反方向力矩,還轉化為發電機,向電池電容充電,這就是我們熟悉的「能量回收」過程。有了驅動電機的作用,電動汽車的制動由電機制動和摩擦制動共同實現。
通過 E-Taunus 測試我們能看到,燃油車與電動汽車在相同行駛路線時,摩擦制動次數分別為 120+次和不到 40 次,摩擦制動次數大幅度減少,制動時的產生的熱量自然大幅度降低。
既然電動汽車在剎車時不會產生那麼高的溫度,那散熱性不足而產生熱衰退的風險也就不足為慮了。 這就是為什麼新一代 EPB-Si 制動系統被應用在電動汽車上。
而鼓式制動半封閉的結構,甚至在電動汽車中可能成為優點。
電動汽車對制動系統的新要求
當我們討論一個部件的作用時,無法脫離開它所在的整車進行評價,制動系統也一樣。
電動汽車的結構決定了它對制動系統的要求也有所改變。除了傳統汽車要求的安全性能和使用成本、壽命等,電動汽車的剎車還需要能量回收功能;還需要優先滿足車輛的續航里程;對輕量化和環保屬性也有更高的要求。
01
安全性能,鼓剎與盤剎旗鼓相當
安全當然是制動系統的首要職責。在傳統汽車中駐車功能通常由傳統汽車的 P 擋+手剎(或者電子駐車 EPB 系統)實現,隨著電動汽車變速箱設計的大幅度簡化,P 擋鎖止機構不再是一個必備的設計選項,這就對制動系統的駐車能力提出了更高的要求。
由於結構的不同,鼓式制動內部螺旋結構的自增力效應,能使剎車片和制動鼓間產生更大的壓力和更大的接觸面積,輸出 1700N·m 的駐車力矩,3.5 噸車型 20%的坡度駐坡,這可以說是鼓式剎車天然結構設計的優勢。以前,鼓剎被普遍用於大型貨車,也是對它駐車能力的肯定。
至於安全性能的其他方面,連續緊急制動中 38.26m 的成績,動態制動時 0.2g~0.3g 的減速度,最大可達到 38%的駐車坡度以應對室內停車場等陡坡苛刻條件,可以說滿足了盤式制動卡鉗能實現的所有性能,鼓式制動在安全上並不比盤式制動差。
就連大家最擔心的散熱問題也有應對方案。在 EPB-Si 中,專門配備的帶熱敏片的間隙調節機構,在 70~90 度時自動工作,組織調節器可以進一步調節,將組織間隙補償掉,避免制動器的拖滯和抱死。
02
自動分配製動,能量回收最大化
我們知道,電動汽車的減速是通過電機制動和摩擦制動共同合作實現的,電機制動的過程,是摩擦產生的熱能減少了 90%,這部分轉化成電能儲存於電池和電容中,達到能量回收的效果。而如何合理分配電機制動和摩擦制動,使車輛既達到節能環保效果,又不影響制動感受,就是制動系統設計的關鍵。新一代的 EPB-Si 制動系統與大陸集團開發的一體式線控制動系統 MK C1 配合工作,可以協調電機和摩擦制動,合理分配,提高能量回收效率,盡可能減少摩擦制動。
03
環保,從制動系統做起
汽車運行時,除了尾氣排放,制動過程中產生的懸浮顆粒排放物(PM10)也是排放的組成部分。在傳統燃油車中,與內燃機的排放相比,制動粉塵只能算九牛一毛。但隨著動力電池取代了內燃機,實現了「零尾氣排放」,制動系統的粉塵排放在車輛排放中佔比就相應提高了。人們對環保的要求會提高,各國家對環保的監管也可能相應調整。
在這種情況下,鼓式制動器半封閉的結構就成了優點。與完全開放式的盤式制動器相比,鼓式制動器能將 80%的粉塵收集在制動器內部,大大減少排放的粉塵。這似乎給未來鼓式制動提供了大展拳腳的機會。
04
提高電動汽車續航里程
續航里程可以說是電動汽車的命脈。與車輛耗電負載、車身阻力等同樣,輪端拖滯力矩也是影響續航里程重要一點。根據現有的評估方法顯示:輪端拖滯每減少小 1N·m,能夠幫助車輛提升 10~15km 續航里程。
以 EPB-Si 為代表的鼓式制動的產品結構中,有一系列能夠幫助剎車片保持與制動鼓之間脫離狀態的彈簧零件。根據「全球統一輕型汽車測試規程(WLTP)」的測試方法來檢測多種行駛和制動工況後輪端拖滯力矩的大小,可以看到 EPB-Si 產品拖滯力矩在各個工況下均不高於 0.5N·m,能夠為整車提升續航里程提供很大的幫助。
另外,輕量化也是提升電動車續航里程的重要手段。與盤式制動卡鉗常用的鑄鐵材料相比,同樣規格或匹配同樣車型的制動器,EPB-Si 比盤式制動器輕 20%~30%,相應的制動盤、制動鼓也有重量差別。一輛車上,制動器和制動盤可以做到 2~3 公斤的減重。
雖然,這點量在以噸為單位的整車重量面前顯得微乎其微,但整車的輕量化,依靠的不正是數以萬計零部件的輕量化的積累么?
05
產品使用壽命提升
盤式制動半封閉結構不僅減少了粉塵的排放,也減少了剎車片暴露在空氣中發生的氧化。剎車片在空氣中氧化產生的銹蝕大大減少,保障了制動功能,也使剎車片的磨損減少。同時,通過合理分配電機制動和摩擦制動,磨損材料的損耗也可以更低。
從上面幾點看來,在電動車上,盤式剎車能做到的功能,像 EPB-Si 這樣的鼓式剎車完全也可以實現。鼓剎不僅不像大家想像中那麼不如盤剎,甚至在能量回收、環保、輕量化、耐用性方面達到比盤剎更好的效果。
如果非要說一個缺點,那就是顏值了。畢竟在跑車上,透過輪輞外看制動器時,顏值的要求越來越高,相比於炫酷的制動鉗,制動鼓的顏值的確是個相對的劣勢。不過隨著汽車設計中對風阻的要求越來越高,輪輞的設計也逐漸封閉,透過輪轂看制動器的機會越來越少了。
再說,誰說鼓式制動不會提升顏值呢,畢竟有需求的地方,就有研發的動力。
最後
隨著汽車電氣化的變革,在汽車上發生悄然改變的不只是電池、電子架構和軟體等新功能,傳統硬體的功能需求也在改變。許多像鼓剎一樣,在消費者心裡有著固有印象的結構,在電動汽車中也能有新的定位。
隨著 EPB-Si 系統在電動汽車上普及,也許未來,鼓剎不再是小型車和貨車的代名詞,而成為汽車電氣化的標簽。
本文作者:劉 琳
End
㈤ 重卡車制動鼓為什麼不用球磨鑄鐵的
汽車制動鼓最佳材質:為什麼是蠕墨鑄鐵?
——兼談蠕鐵制動鼓的生產實踐
一、前言(制動鼓現狀)
2010年以來,我國汽車產量超過1800萬輛,超越美國居世界第一。汽車保有量也達到1.2億輛。汽車產量的超常崛起帶來了汽車配件市場的繁榮和混亂。汽車制動鼓是汽車行駛系的一個重要零件,它屬於車橋總成的一部分。當前,車橋公司只是作為汽車整車廠的零部件公司,屬子公司,或僅僅是整車廠的OEM供應商,利潤空間遠不及整車廠,競爭也異常激烈。車橋公司為降低成本,對一些形狀簡單或利潤微薄的零件如卡車制動鼓也採取采購的方式,迫使一些大型的、有一定實力的鑄造廠或放棄制動鼓的生產,或將生產過程簡化,而一些小廠則乘虛而人,造成「大廠不願干,小廠干不好」的現狀,致使制動鼓產品質量下降,對制動鼓的深化研究也難有投入。有些車橋公司本可對車橋實施「5萬公里包賠」的規則,卻因為制動鼓的緣故不敢提出。
據了解,制動鼓的使用壽命因道路條件不同、超載與否、駕駛員操作習慣以及製造廠家不同有很大差異。一般而言,對轎車,若為原廠配置,使用壽命可超過10萬公里,而若是配件市場配置,往往只有5萬公里。對卡車,原廠配置可達3-5萬公里甚至更多(平原地區行駛,踩剎車較少路況好也可達8萬公里以上),而配件市場的鼓則大多在3萬公里以下,甚至不足1萬公里。
制動鼓的頻繁更換不僅浪費了大量的財力、物力,更可怕的是汽車行駛過程中制動鼓失效可能造成車毀人亡的惡性事故,因此改善制動鼓材質,提高使用壽命和使用可靠性,應是汽車業和鑄造業的共同責任。
什麼是製造制動鼓的最好材質?要回答這個問題,應先了解一下制動鼓的功能和制動鼓的失效形式。
二、制動鼓功能及對材質的基本要求
汽車制動鼓的使用功能及對材質的基本要求如下:
1、承載重物,剎車時承受強烈的機械沖擊,且載重越多,速度越快,這種沖擊越大,因此要求制動鼓有足夠高的機械性能;
2、剎車時通過干滑摩擦把動能迅速轉化為熱能並盡快散發出去,因此要求制動鼓有良好的導熱性;
3、山區行駛頻繁剎車,或下山時長時間剎車,使制動鼓溫度不斷升高,有時需用水激冷以降溫,或在雨天行駛時,雨水會濺上發熱的制動鼓,因此要求制動鼓有良好的熱疲勞性能;
4、剎車時依靠制動鼓內圓面(摩擦面)與剎車蹄摩擦片間的摩擦制動,因此要求制動鼓有良好的耐磨性和抗咬合能力。
5、現代汽車追求乘坐舒適性,要求剎車時減少震動、降低響聲,因此要求制動的尺寸穩定,內部組織均勻並有良好的吸震性。
三、制動鼓的失效形式
目前市場上汽車制動鼓大多數是灰鑄鐵材質,另有極少量的復合材料鑲嵌鼓。還有若干企業投放市場進行試用的蠕墨鑄鐵制動鼓。
浩信公司趙永啟等人[1]統計分析了35500件「三包」賠償的灰鑄鐵材質卡車制動鼓的失效形式,下表為失效原因分析:
失效原因
開裂
龜裂
掉底
無明顯失效
非正常磨損
磨損過大
合計
數量(件)
26492
5764
1831
947
330
136
35500
所佔比例(%)
74.63%
16.23%
5.16%
2.67%
0.93%
0.38%
100
趙永啟等指出,開裂件中其實大多數都是先出現龜裂,由於「三包」賠償服務人員分辨不細,經常把龜裂計為開裂。
由統計表可見,開裂和龜裂占「三包」賠償總數的90%以上,而磨損(正常磨損和非正常磨損的總和)只佔總數的1.3%
筆者不知道該公司「三包」里程為多少,也不知道「三包」賠償率為多少。筆者曾在黔北至重慶綦江一帶調研,發現當地配件經銷商都要求在制動鼓摩擦面上加工出一圈深約1mm的溝槽,並與用戶約定如果溝槽仍可見而鼓已損壞(如開裂、掉底等),則予以無償換新,若溝槽被磨平不可見,則不予賠償。配件經銷商介紹,這條溝槽被磨平,通常需行駛3萬公里左右。在當地,制動鼓「三包」期內賠償率是:OEM公司提供的配件在10%左右,而小企業提供的配件則為15-20%。
據上所述,自動鼓3萬公里內的早期失效原因主要是開裂和龜裂(90.9%),其次是掉底(5.16%),遠遠沒到磨損失效的程度。
產生掉底失效的原因比較清楚,就是材質不合格,抗拉強度太低,或局部壁厚尺寸過薄。這多半是因為生產過程失控,或是小企業生產的」水貨」。而開裂(龜裂) 則因熱沖擊而引起。汽車制動時,巨大的制動熱負荷和熱沖擊使制動鼓上產生很大的溫度梯度,造成很高的熱應力;又由於制動產生的巨大熱能還會使摩擦區產生足以引起相變的高溫,導致產生相變應力。熱應力和相變應力的存在,使得材質的力學性能不均勻。在頻繁的制動載荷作用下,便產生裂紋。這些裂紋多呈斷續或連續狀,並不斷延伸而成網狀(即龜裂),嚴重時裂紋寬而長,即為開裂。
四、制動鼓的材質
製作汽車制動鼓的材質目前主要有三種,即灰鑄鐵、蠕墨鑄鐵、復合材料。常用作火車剎車盤材質的鑄鋼或鍛鋼,在汽車制動鼓中還未見報道。
1、灰鑄鐵
灰鑄鐵具有優良的導熱性、低的彈性模量、良好的的吸震性、較高的強度和較好的耐磨性,以及低廉的價格,迄今為止仍是汽車制動鼓材質的首選。但隨著汽車的提速和卡車載重量的不斷增加,使汽車運動動能成幾何級數增長,剎車時產生的熱沖擊也隨之大幅增長,以致制動鼓早期失效頻發,龜裂開裂激增。為此,鑄造工作者採取了兩類對策:
①在保持良好導熱性的前提下,提高材質的強度。
由於灰鑄鐵中石墨形狀和尺寸對導熱性影響至關重要,為保證組織中有足夠的3-5級長度的A型石墨,必須保持較高的碳當量,(一般應在3.8%以上),因此只能依靠低合金化來提高鑄鐵的抗拉強度。通常加入的合金及其范圍是:Cr 0.15-0.45%、Mo 0.15-0.65%、Cu 0.4-0.8%、Ni 0.2-0.5%,也有加入Sn和V的,可加以上合金的一種或幾種,但聯合加入效果更好一些。低合金化灰鑄鐵的抗拉強度可達到220-260Mpa。當前大多數商用車制動鼓都採用這一措施來提高制動鼓壽命。
資料[2]介紹在碳當量為3.93%、Cr 0.27%、Cu 0.68%的亞共晶鑄鐵制動盤中加入0.1%Nb,抗拉強度達到222Mpa,A型石墨,長度4-5級,符合TL011標准要求。這種材質已用於普遍轎車的制動盤上。
盡管低合金化可使灰鑄鐵抗拉強度超過260Mpa(只需把碳當量再降一點),但往往石墨細小,導熱性降低,加工性能也惡化,對提高制動鼓的使用壽命並無好處,作為制動鼓材質並不合適。也就是說,在保持良好導熱性前提下,能提高的強度有限。
②在保證一定強度前提下,提高材質的導熱性.
一些高級轎車不僅要求(採用盤式制動器的)制動盤有高的使用壽命,還要求剎車時低響聲、無抖動,因此選擇了吸震性和導熱性都極好的高碳當量灰鑄鐵作為剎車盤的材質。資料[2]介紹了大眾汽車公司採用過共晶灰鑄鐵作為高級轎車的制動盤(標准號TL048),要求碳當量控制在4.4-4.5%左右,A型石墨,長度3-5級,允許有少量A型2級長度的石墨和個別C型石墨,摩擦面硬度150-200HB,抗拉強度150-250Mpa。資料[3]介紹,豐田汽車公司為解決轎車剎車響聲和抖動問題,選擇了高碳當量灰鑄鐵,並用控制孕育的方法使A型石墨長度在100μm以上(相當於國標中石墨長度1級),抗拉強度為175-225Mpa。
這種對石墨形狀和大小有苛求的灰鑄鐵生產難度很大,並不是所有鑄造廠都能生產出來的。而且這種材質由於強度偏低,並不適用於通常採用鼓式制動器的商用車的制動鼓。
2、復合材料
目前配件市場上有一些鑲嵌的制動鼓,其摩擦面(內圈)採用強度高的鋼質材料,外圈則用導熱性能好的灰鑄鐵,兩種材料鑲嵌而成(據說也有熔合而成的)。這種材質對減少早期制動鼓開裂有一定好處。但由於兩種材料的熱膨脹系數不一樣,多次冷-熱沖擊後鑲嵌處出現松動,因此使用壽命並不很長。加上售價又高,並不受歡迎。
3蠕墨鑄鐵
早在上世紀70-80年代,鑒於蠕鐵表現出來的優良的耐熱疲勞性能,國內鑄造工作者就開發了蠕鐵制動鼓。但或許是當時汽車擁有量少,載重不多且車速不快,加上蠕鐵生產穩定性也較難控制等多種原因,蠕鐵材質的制動鼓沒有得到產品設計師們的重視和認同。進入新世紀後,雖然汽車數量、載重量以及車速均有了質的飛躍,但制動鼓材質提升又被短暫的利益綁架,「水貨」沖斥市場,優質產品得不到應有的補償。加上普遍的嚴重超載讓人們分不清是制動鼓本身問題還是使用者的問題。與此同時,近20年來,鐵路部門技術人員卻在制動器系列方面進行了卓有成效的研製工作,並把蠕鐵剎車盤應用到時速為≤160km/h的客車上,還制定了行業標准,如《TB/T2444-1993鐵道機車車輛用蠕墨鑄鐵件通用技術條件》、《TB/T2980-2000客車用制動盤技術條件》。
只要按照汽車制動鼓的工況和對材質的基本要求(即抗拉強度、導熱性和耐磨性),對比蠕墨鑄鐵和灰鑄鐵,便可得出蠕鐵材質更優的結論——當然還要用實際使用情況來加以驗證。
① 抗拉強度
用於制動鼓材質的灰鑄鐵抗拉強度只有150-260Mpa,而蠕鐵則可達到350-450Mpa,而且高溫強度蠕鐵也比灰鐵高得多。
② 導熱性
蠕鐵的熱導率介於灰鐵與球鐵之間,而且蠕化率越高,越接近於灰鐵。蠕鐵碳當量高於灰鐵,即含有更多導熱性優良的石墨;蠕鐵中石墨又是相互聯結,不象球狀石墨各自孤立,雖然蠕鐵共晶團之間的石墨不象灰鐵那樣也相互交織,但由於蠕鐵的共晶團數量不多(通常25px長度上灰鐵共晶團數為10-20個、蠕鐵為20-50個、球鐵為100-200個)[4],因此蠕鐵仍有良好的導熱性。
③ 耐磨性
張永振等人[5] 長期研究了鑄鐵的摩擦特性,得出結論:在干滑動摩擦條件下,蠕墨鑄鐵與球墨鑄鐵和灰鐵相比具有最低的磨損率和最高的摩擦系數與最低的摩擦系數衰減量。蠕鐵摩擦表面三維形貌特徵不同於球鐵與灰鐵,球鐵與灰鐵的摩擦表面主要以切削形成的犁溝-山脊形貌為主要特徵,只是灰鐵的犁溝寬而較深,球鐵犁溝窄而較淺,但蠕鐵則以剝落形成的剝落坑-孤島形突出峰為主要特徵,無明顯的切削犁溝。蠕鐵具有較好的耐磨性。
即使蠕鐵是製作汽車制動鼓的好材質能被人們接受,但對蠕化率高點還是低點、珠光體量是多點還是少點還莫衷一是。福建省建陽市杜氏鑄造公司自2009年起就開始研製蠕鐵制動鼓,並已有數千件蠕鐵制動鼓在黔北山區使用,依據這些生產和使用經驗,筆者有如下看法:
關於蠕化率
ISO標准和國標都把蠕化率≥80%定義為蠕墨鑄鐵,但同時也指出,由於冷卻速度對蠕化率影響很大,因此具體到每一種鑄件,並不是一概要求蠕化率處處為80%以上,可以根據鑄件的結構和實際使用情況確定其最佳的蠕化率。制動鼓壁厚較均勻,又要求有好的導熱性,因此蠕化率應高一些,但絕不能出現片狀石墨。按照杜氏鑄造公司的生產經驗,即使採用沖入法,也可以穩定獲得蠕化率≥80%的鑄件。但從加工和實際使用情況看,蠕化率≥70%和≥80%並無顯著差別,因此杜氏公司的企業標准把制動鼓的蠕化率定為≥70%。
關於珠光體量
有人認為,制動鼓是耐磨件,原採用的灰鐵制動鼓珠光體量大多在97%以上,因此生產蠕鐵制動鼓也應高珠光體量。其實未必。理由有三:A)資料[5]指出:蠕鐵具有比球鐵和灰鐵都要好的耐磨性。也可以認為,即使是混合基體的蠕鐵,其耐磨性也堪比珠光體基體的球鐵和灰鐵;B)鑄態蠕鐵有更傾向於生成鐵素體的特徵,不象球鐵和灰鐵在正常化學成分范圍內,只要通過調整常規元素成分,就能夠得到鑄態下高珠光體量,蠕鐵想要獲得鑄態下的高珠光體,必須加入較多的促進珠光體的元素,如Cu、Cr、Mn、Mo、Sn等,勢必造成製造成本的升高;C)、制動鼓失效分析表明,磨損不是失效的主要原因,把大量成本用在提高已有剩餘功能的耐磨性上,是對資源的浪費。
杜氏公司企業標准《卡車蠕墨鑄鐵制動鼓鑄件技術條件》規定了三種牌號,分別為RnT350、RnT400、RnT450,其蠕化率都要求≥70%,但珠光體量分別為≥35%、≥50%、≥60%。投放市場的蠕鐵制動鼓還沒有一件因磨損而報廢。
五、蠕鐵制動鼓的生產實踐
福建省建陽市杜氏鑄造公司原為鑄造合金生產專業廠,生產球化劑、孕育劑等供國內一些廠家使用,年生產能力達1500噸。2006年拓展業務,建立鑄造公司,生產工程機械的差速器殼、輪殼等球鐵鑄件,供廈門工程機械公司橋箱公司使用。2009年開發蠕鐵制動鼓,現已形成年產球鐵件1萬噸、蠕鐵制動鼓5萬件的能力。
1生產手段
1.1熔煉
使用1t中頻爐熔化鐵液,爐料為廢鋼+增碳劑+回爐料,生鐵加入量不超過20%(多數情況下不加生鐵)。所有爐料均需稱量。爐前用熱分析控制C、Si量,快速熱電偶測溫。出爐溫度1500 ±200C
1.2蠕化處理
採用1t球化處理包(蠕化包與球化包通用),堤壩式,沖入法蠕化處理。
採用自製專利蠕化劑,由於與球鐵共處理包,因此蠕化劑中不含Ti(原鐵水中也不加Ti),蠕化劑中RE14-16%、Mg 3-5%,另有若干Ca 、 Al、Si、Fe等。加入量0.6-0.8%(占鐵液重)。
採用二次孕育,包底加孕育劑(含Ba4%的75 Si–Fe)0.2%,隨流孕育量0.3-0.4%(同為含Ba4%的75 Si- Fe)。澆注時不再隨流孕育。
由於爐料變化少,又已經准確稱重,蠕化處理又是整爐出空,鐵液出爐溫度又有嚴格控制,因此蠕化率很穩定。蠕化後澆注時間控制在15分鍾內。
1.3造型
採用Z148造型機,潮模砂型,1件/型。
澆注系統採用頂注,多道內澆口,以保證制動鼓組織均勻,內部沒有縮松、縮孔。
2、生產穩定性
統計了2011.5.20-6.18一個月的生產數據,這期間共開77爐。
2.1蠕化率(VG%):見下表
生產日期
取樣次數 M
蠕化率統計數
VG≥70%的集中度
VG≥80%的集中度
置信度為95%時蠕化率范圍`X±2б
均值
級差
標准差
`X
R
б
2011年5.20-6.18
77
84.90%
20%
7.47%
100%
80.70%
70.0-99.9
註:①金相試樣取自工廠正常生產時所澆注的Y型試塊。
②蠕化率加入量:占鐵液重0.6-0.8%
由表可見,蠕化率的穩定性是很高的。
2.2力學性能:
抗拉強度:350-506Mpa,
伸長率:1.5-6.0%
硬度:HB 143-211
珠光體量:25%-65%
由於牌號不同,所加合金成分不一,因此力學性能數據較分散,不宜做統計分析。
3、標准:
杜氏公司於2011年制定第一份《卡車蠕墨鐵制動鼓鑄件技術條件》的企業標准,內容包括范圍、規范性引用文件、制動鼓鑄件的化學成分、力學性能、金相組織、尺寸公差、鑄件的鑄造缺陷、鑄件標識、表面防護包裝儲運要求9個方面。標准中規定了三個牌號,即RuT350、RuT400、RuT450,其基體組織珠光體量分別為≥35%、≥ 50%、≥60%。
4、減重及市場反映
杜氏公司對部分制動鼓進行了減重試驗。減重部位主要是鼓的壁厚。實驗的鼓是153制動鼓和1094制動鼓。將外圓車去2mm,使壁厚由16mm減薄為12mm。153鼓由原重47.6kg減為40kg,減重率16%,1094鼓由厚重41 kg,減為38kg,減重率為7%,現已投放市場試驗用。半年過去了市場反應良好。
經杜氏公司跟蹤調查,蠕鐵制動鼓的「三包」退賠率因車型不同而有差別,反映最好的是九平柴車型,退賠率僅1.8%,最差的是斯太爾王車型制動鼓,退賠率為8.2%。但總體比灰鐵鼓要好得多,初投市場退賠率只有灰鐵鼓的1/5-1/3。相信針對市場反饋做好改進工作後退賠率還會進一步下降。
六、結束語
1、在當前用於製作汽車制動鼓的材質中,以蠕墨鑄鐵為優,它使用壽命最長,生產成本相當於或略高於低合金灰鑄鐵,性價比最好。
2、汽車蠕鐵制動鼓的蠕化率以≥70%為宜,過低恐怕會降低導熱性,過嚴可能導致生產成本的提高。當前條件下只要工序過程得到控制,即使採用沖入法也能穩定達到VG≥70%這一要求。
3、沒有必要追求高珠光體量,根據不同車型、不同使用條件,可以選擇RuT400 (≥50%P+F),RuT450 (≥60%P+F),也可以選擇 RuT350(≥35%P+F)。
4、蠕鐵制動鼓具有減重15-20%的潛力,壁厚減薄時應注意與法蘭盤要圓滑過渡,保證動平衡。壁的減薄有利於減少鑄件的溫度梯度,降低熱應力。
5、認真選擇鑄造工藝,消除鑄件內部的縮孔、縮松缺陷,使內部組織均勻,以利於減少內部應力,並減少剎車抖動
㈥ 康邁免維護輪轂加油量
3升左右。
汽車輪轂軸承保養一般就是更換軸承油,一般在八萬公里左右保養一次。

康邁前輪轂的可視化模塊有一塊透明視窗,透過視窗,司機可以觀察輪轂齒輪油的顏色、油位,來判斷輪轂是不是處於正常工作狀態。通過司機上車前的觀察,也讓運輸安全看得見,從而實現省心省力的安全運輸。
康邁是商用車行業輪轂、結構塑料和鋁制鑄件的全球領先製造品牌是全球商用車最大的輪端供應商,產品遍及北美、澳洲、南美洲和亞太地區。1964年康邁在美國成立,總部位於華盛頓州溫哥華市。
輪轂組件、制動盤、制動鼓、鋁制鑄件、結構塑料件。開發輕量化耐用組件,幫助提高車輛性能和燃油效率,進一步增加車輛載荷。
㈦ 制動鼓的鑄造工藝及如何選擇刀具材料加工制動鼓
一、制動鼓的鑄造工藝
制動鼓屬於鑄造工藝,並且鑄造工藝影響制動鼓的質量,故鑄造工藝要求嚴格。鑄造工藝可分為三個基本部分,即鑄造金屬准備、鑄型准備和鑄件處理。通俗一點的話來說就是,先將要鑄造的金屬材料准備好,接下來將准備用的鑄件造型准備好,之後澆注成型,對鑄件進行清理。鑄造工藝分為頂部注入式澆注工藝,底部注入式澆注工藝和中間注入式澆注工藝。下面就簡單介紹一下鑄造工藝的發展。
頂注部式工藝方法:早期制動鼓鑄造普遍採用這種鑄造方法,造型簡單,使用圓形砂箱結構簡單且尺寸小,有砂量少,但由於鑄造式排放氣體的問題,常出現鑄造缺陷,目前這種工藝已基本不再採用。
底部注入式澆注工藝:雖說排放氣體的問題得到解決,但造型工藝相比於頂部注入式工藝復雜,並且只適合手工造型,並且由於一些原因,造成上造型的緊實度不易保證,常出現掉砂,夾砂等缺陷,目前這種工藝也已很少使用。
中間注入式澆注工藝:將澆口布置在制動鼓外圓從分型面注入(如下圖);中間注入式澆注工藝包括手工造型和機械造型,手工造型對各方面的要求都很嚴格,如在生產中女澆注系統各單元斷面比例及尺寸的設計確定、鐵水成分、澆注溫度等參數的控制非常關鍵。機械造型可實現機械化生產,克服了手工造型存在的一些缺點,同時鑄型緊實度高、鑄件尺寸精度高。內澆口分散布置可以改善鑄型及鑄件的溫度 分布情況及其凝固條件,對於減少和消除鑄件的縮孔、縮松與內應力等都有一定的作用。
二、制動鼓的機械加工工藝及如何選擇刀具材料
隨著鑄造技術的不斷發展,鑄造後的制動鼓工件多為精鑄件,並且很少出現夾砂,氣孔等鑄造缺陷。這對於機械製造商來說應該算是一個很好的開端,不需要整天為了制動鼓的鑄造缺陷而煩惱。但隨著汽車行業的發展,不僅對制動鼓的產品質量要求嚴格,而且交貨時間也相應的縮短。
制動鼓的批量生產,大型工廠均採用流水線的方式,加工時間按秒計算,可能加工制動鼓的商家都知道,加工制動鼓的利益很小,要想為公司獲得利益,只能從加工效率上取得突破。制動鼓的機械加工工藝為粗加工—精加工—鑽孔—檢驗。為了保證制動鼓工件的表面粗糙度,不能再縮減加工工藝,只能從刀具材料上面尋找提高加工效率的方法。
三、如何選擇刀具材料加工制動鼓
在選擇刀具材料時,必須在保證制動鼓表面光潔度的基礎上(制動鼓的表面光潔度控制在1Ra.6以內),再考慮兩個條件:一是制動鼓的產量,二是制動鼓的加工機床,下面就針對以上兩種條件來選擇合適的刀具材料。
(1)制動鼓產量小(大批量),數控車床:這是對於小工廠或者小作坊來說,加工制動鼓選擇硬質合金刀具較經濟,原因在於:一是制動鼓的主要材料為灰鑄鐵,硬度一般在布氏硬度HB170-240之間,硬質合金刀具比較適合加工制動鼓;二是小批量工件可以採用低速切削,不影響整體加工效率。所以,在不影響整體加工效率的基礎上,選擇價位較經濟的硬質合金刀具。
(2)制動鼓產品大(大批量),數控車床:這是對於大型採用流水線方式的工廠來說,加工制動鼓有兩種刀具可供選擇,陶瓷刀具和立方氮化硼刀具。個人認為還是選擇立方氮化硼刀具較經濟。
陶瓷刀具硬度高,耐磨性好,但脆性大,不能對工件進行粗加工,加工制動鼓時粗加工—精加工期間需換刀,對於大批量廠家加工制動鼓都是按秒來計算工件,故換刀影響加工效率,增加了不必要的加工成本。選擇立方氮化硼刀具加工制動鼓,高硬度高耐磨性,而且具有抗沖擊性性能。粗加工,大餘量加工制動鼓不會劇烈磨損,並且可以粗加工—精加工不換刀,一把刀就可完成工件的加工。我國研製的非金屬粘合劑立方氮化硼刀具BN-S300材質,加工制動鼓尤其是大批量生產中加工效果俱佳。
下面就簡單介紹一下立方氮化硼刀具BN-S300材質加工制動鼓的案例。
四、立方氮化硼刀具BN-S300材質加工制動鼓的案例

工件名稱:制動鼓
工件材料:HT250
工件硬度:HB170-210
選用刀片:BN-S300 CNMN120716
切削參數:Vc=380m/min,ap=2.5mm,Fr=0.65mm/r
相較於塗層硬質合金刀片,BN-S300材質CBN刀具的壽命是塗層硬質合金刀具的5.3倍,效率提高1.5倍。
五、總結
在製造制動鼓過程中,鑄造工藝和加工工藝是決定報廢率和次品率的關鍵步驟,隨著鑄造工藝和加工工藝的成熟,制動鼓的報廢率鑄件下降,但對於製造商來說,還是有很大的壓力,為了將制動鼓推向世界產品的行列,刀具行業也在不斷的研發高質量高性能的刀具材料,助力中國製造業的發展。
㈧ 剎車片是用什麼工藝生產的鑄造、鍛造還是其他
目前高性能的制動塊大多採用碳纖維和金屬材質(鑄鐵、鋁合金)為主要原料,並強調不含石棉的環保配方。
㈨ 剎車鼓是什麼材料,是生鐵還是普通鐵
生鐵
汽車制動盤和制動鼓都是灰鑄鐵的,一般相當於國內HT250標准或者美國G3000標准