汽車(chē)制動(dòng)鼓產(chǎn)品材質(zhì)質(zhì)量分析

1、汽車(chē)制動(dòng)鼓產(chǎn)品材質(zhì)質(zhì)量分析 摘要：制動(dòng)鼓是汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中關(guān)鍵重要的安全零部件，目前制動(dòng)鼓產(chǎn)品沒(méi)有國(guó)家或行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品使用的材質(zhì)五花八門(mén)，尤其是汽車(chē)零配件售后市場(chǎng)，低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)性能要求，容易造成產(chǎn)品質(zhì)量隱患。本文分析了制動(dòng)鼓所選用各種材質(zhì)的性能要求，提出了意見(jiàn)和建議。 關(guān)鍵詞：汽車(chē)制動(dòng)鼓；材質(zhì)；ht200；ht250；標(biāo)準(zhǔn) 汽車(chē)制動(dòng)鼓是汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中的最重要、最關(guān)鍵的安全零部件， 2012年5月29日，發(fā)生在錫宜高速公路一起重大事故，杭州長(zhǎng)運(yùn)客運(yùn)二公司的快客司機(jī)吳斌駕駛浙a19115大型客車(chē)，從無(wú)錫返回杭州，車(chē)上載有24名乘客。車(chē)行駛至錫宜高速宜興方向陽(yáng)山路段時(shí)，一塊重約2.5公斤的大鐵片從

2、天而降，擊穿汽車(chē)的擋風(fēng)玻璃后，又猛烈撞擊司機(jī)吳斌腹部，導(dǎo)致吳斌肝臟破裂，搶救無(wú)效死亡。經(jīng)調(diào)查認(rèn)為該鐵片是破裂的制動(dòng)鼓碎片，是從對(duì)向車(chē)道經(jīng)過(guò)的大貨車(chē)后輪里彈出來(lái)后，又高速甩向吳斌駕駛的客車(chē)，最終造成這起惡性事故。杭州“最美司機(jī)”吳斌事件后，汽車(chē)制動(dòng)鼓的產(chǎn)品質(zhì)量受到各級(jí)行政管理部門(mén)、企業(yè)和消費(fèi)者的高度重視和關(guān)注。 制動(dòng)鼓作為汽車(chē)制動(dòng)系中的一種制動(dòng)摩擦件，具有較高的安全性能要求，汽車(chē)制動(dòng)時(shí)通過(guò)制動(dòng)塊帶動(dòng)摩擦片向外張開(kāi)，與制動(dòng)鼓之間產(chǎn)生摩擦，把汽車(chē)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成熱能，也就是靠制動(dòng)塊在制動(dòng)輪上壓緊產(chǎn)生的摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)剎車(chē)和減速。制動(dòng)鼓的主要失效形式有磨損、斷裂、疲勞龜裂、法蘭掉底等。制動(dòng)鼓在制動(dòng)的瞬間局部承

3、受壓力，總體承受拉力，同時(shí)制動(dòng)鼓與剎車(chē)蹄之間產(chǎn)生強(qiáng)大的摩擦力，由于摩擦產(chǎn)生的熱量使制動(dòng)鼓的工作面溫度達(dá)到400-500.隨著汽車(chē)速度的提升，汽車(chē)載重量的增加，以及山區(qū)公路大量投入使用和交通擁擠的加劇，這些都使得制動(dòng)器在頻繁工作時(shí)，制動(dòng)鼓的局部溫度會(huì)更高，使制動(dòng)鼓處于嚴(yán)重的熱疲勞狀態(tài)。同時(shí)，一些用戶加裝淋水器，使制動(dòng)鼓表面溫度驟降，從而在制動(dòng)鼓表面產(chǎn)生龜裂。此外，造成制動(dòng)鼓失效斷裂的另一個(gè)重要原因，是制動(dòng)鼓本身強(qiáng)度不夠，主要是生產(chǎn)制動(dòng)鼓時(shí)選用的材質(zhì)差，化學(xué)元素的含量不符合要求，力學(xué)性能不達(dá)標(biāo)，存在鑄造缺陷，鑄件應(yīng)力過(guò)大。 制動(dòng)鼓的材料主要是鑄鐵，一般選用灰口鑄鐵。灰鑄鐵具有良好的鑄造性能、切削加

4、工性能、減震性和耐磨性，低的缺口敏感性，材料便宜，制造成本低?；诣T鐵中的片狀石墨對(duì)基體割裂嚴(yán)重，在石墨尖角處易造成應(yīng)力集中，使灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性遠(yuǎn)低于鋼，但抗壓強(qiáng)度與鋼相當(dāng)，它也是常用鑄鐵件中力學(xué)性能最差的鑄鐵。 汽車(chē)制動(dòng)鼓產(chǎn)品是一種磨損消耗件，市場(chǎng)需求量很大，每年需求量大約為6億只，消耗量大約2400萬(wàn)噸。汽車(chē)制動(dòng)鼓材料除了應(yīng)具有好的耐磨性、強(qiáng)度、韌性等常溫性能外，更應(yīng)具有良好的高溫性能，尤其是高的抗熱疲勞性。目前制造制動(dòng)鼓的材料大多是ht200，該材質(zhì)含碳量低，組織粗大，強(qiáng)度硬度也較低，在使用過(guò)程中容易發(fā)生龜裂和磨損嚴(yán)重，也容易產(chǎn)生熱疲勞裂紋，使用壽命較低（1萬(wàn)公里左右）。而使用

5、ht250材料制造的制動(dòng)鼓，其強(qiáng)度基本能滿足要求，但含碳量也較低（3.3%），石墨量少，散熱性差，鑄件容易產(chǎn)生熱疲勞裂紋，從而導(dǎo)致失效，此類制動(dòng)鼓的壽命一般低于3萬(wàn)公里。 目前，普通ht200和ht250材料制造的汽車(chē)制動(dòng)鼓已滿足不了新形勢(shì)下汽車(chē)重載高速的市場(chǎng)需求，尤其是重型卡車(chē)制動(dòng)鼓的要求。需進(jìn)一步提高制動(dòng)鼓的強(qiáng)度、耐磨性、使用壽命及安全性，同時(shí)減輕其重量，這些性能指標(biāo)對(duì)普通灰鑄鐵來(lái)說(shuō)，其發(fā)展受到了較大的局限。因此開(kāi)發(fā)新材料新工藝替代現(xiàn)在的制動(dòng)鼓產(chǎn)品已非常必要。 在美國(guó)，現(xiàn)在一種新材料也正應(yīng)用于制動(dòng)鼓的生產(chǎn)，w8less是由金屬基質(zhì)合成物（mmc）結(jié)合鋁和碳化硅顆粒為原材料制成的制動(dòng)鼓，這種

6、新材料的強(qiáng)度是鑄鐵的4倍，重量比鑄鐵減少60%。采用這種新材料的制動(dòng)鼓不僅使維修保養(yǎng)變得更容易，還能增加車(chē)輛的有效載荷。國(guó)內(nèi)正在研究的制動(dòng)鼓新材料有兩類，一是蠕墨鑄鐵，二是添加合金元素的高碳含量的ht250和ht300，目的均是提高制動(dòng)鼓的使用壽命，增加制動(dòng)的平穩(wěn)性和可靠性，減輕鑄件的自重，增加汽車(chē)的有效載荷。 制動(dòng)鼓產(chǎn)品目前沒(méi)有國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，原qc/t485-1999汽車(chē)制動(dòng)鼓技術(shù)條件作廢，目前沒(méi)有現(xiàn)行有效的替代標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)一些大型企業(yè)制定自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但是技術(shù)指標(biāo)與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)相比，化學(xué)成分差別不大；重載制動(dòng)鼓和特別大載荷制動(dòng)鼓硬度指標(biāo)上，國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)比國(guó)內(nèi)高15-20hb，一般載荷制動(dòng)鼓硬度指

7、標(biāo)基本一致；差別最大的是抗拉強(qiáng)度，國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)比國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)高出一個(gè)等級(jí)，國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)要求制動(dòng)鼓的最小強(qiáng)度是245mpa，相當(dāng)于國(guó)內(nèi)的ht250。而國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求制動(dòng)鼓的最小強(qiáng)度是200mpa，也就是ht200。 以某企業(yè)為例： 國(guó)內(nèi)制動(dòng)鼓企業(yè)大小規(guī)模、質(zhì)量水平參差不齊，沒(méi)有制動(dòng)鼓產(chǎn)品國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，造成的后果是雖然制動(dòng)鼓使用什么材料，達(dá)到什么要求由制動(dòng)鼓的配套廠自行決定，但是在售后市場(chǎng)上的制動(dòng)鼓產(chǎn)品材質(zhì)往往采用低性能、低成本的ht200制造， 隨著交通運(yùn)輸業(yè)的蓬勃發(fā)展，為汽車(chē)工業(yè)注入了活力，汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展為汽車(chē)零部件特別是鑄造企業(yè)的發(fā)展提供了巨大的發(fā)展空間。制動(dòng)鼓作為汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中的主要磨損消耗件，由于其結(jié)構(gòu)緊湊，性能可靠，制動(dòng)功率大等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)大中型汽車(chē)中，市場(chǎng)需求量很大，制動(dòng)鼓的質(zhì)量直接關(guān)系著汽車(chē)的行駛安全。如果制動(dòng)鼓強(qiáng)度低于標(biāo)準(zhǔn)要求，金相組織中珠光體含量低，存在粗大的c型石墨等都會(huì)降低制動(dòng)鼓本身的強(qiáng)度、硬度，在使用中加劇制動(dòng)鼓的磨損，達(dá)不到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的使用