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Requisitos de calidad para hierro fundido gris para tambor de freno
Dec 12,2023
En general, la fundición gris es adecuada para la fabricación de material de tambor de freno, pero debido a que las condiciones de trabajo del tambor de freno son extremadamente duras, debe haber algunos requisitos especiales para la fundición gris utilizada.
1. Contenido de carbono y fracción de volumen de grafito en el tejido
Debido a que la temperatura del tambor de freno aumenta instantáneamente durante el proceso de frenado, el calor generado debe escapar lo antes posible, y la conductividad térmica es un rendimiento extremadamente importante. Una alta conductividad térmica puede reducir el gradiente de temperatura en el tambor de freno, a fin de reducir la tensión térmica y evitar daños causados por la tensión térmica y la fatiga térmica.
En condiciones de laboratorio, los resultados de las pruebas de diferentes materiales con el mismo cambio de temperatura cíclica muestran que la vida útil a la fatiga térmica de la fundición nodular de matriz perlítica es superior a la de la fundición gris con una estructura de matriz similar. Sin embargo, debido a la alta conductividad térmica de la fundición gris, en las mismas condiciones de servicio, la temperatura máxima alcanzada por el tambor de freno de fundición gris es inferior a la del tambor de freno de fundición dúctil. Al mismo tiempo, el grafito en escamas también tiene la función de amortiguar la expansión de la estructura de la matriz, por lo que su vida útil real es superior a la del tambor de freno de hierro dúctil. Teniendo en cuenta el efecto de la aplicación práctica, el tambor de freno generalmente está hecho de fundición gris en lugar de fundición nodular.
La conductividad térmica de la fundición y el grafito de la fracción de volumen y existe una estrecha relación entre el tamaño del grafito en escamas, que aumenta la cantidad de grafito en escamas y el tamaño de la pieza de grafito, la conductividad térmica de la fundición gris es alta, en las mismas condiciones de funcionamiento, puede reducir la temperatura del sustrato mediante la organización para lograr, de modo que la tensión térmica general sea pequeña.
Para que la microestructura del hierro tenga más láminas de grafito, para asegurar que tenga una mayor conductividad térmica, el contenido de carbono del tambor de freno de un automóvil de pasajeros debe ser superior al 3,4 %, superior al 3,5 % en vehículos pesados, el tambor de freno de vehículos pesados debe ser superior al 3,7 %, y este es el principal requisito de calidad. En estas condiciones, la fracción de volumen de grafito en la fundición es de aproximadamente 11 ~ 13 %, y la conductividad térmica de la fundición es aproximadamente el doble que la de su material de matriz.
Actualmente, no existen normas nacionales o industriales relevantes formuladas en nuestro país. Algunos compradores de piezas de fundición no requieren requisitos claros para el contenido de carbono de la fundición gris para el tambor de frenado. Muchas piezas de fundición simplemente presionan el número de marca de la fundición gris y garantizan la resistencia a la tracción de la muestra.
Por supuesto, es apropiado controlar el contenido de carbono entre el 3,2 % y el 3,3 % para garantizar la resistencia cualificada de la fundición. Sin embargo, esta práctica no puede garantizar los requisitos de calidad básicos del tambor de freno y no está permitida.
2. Forma de distribución y longitud de la lámina de grafito
Las grietas en la fundición gris se desarrollan a lo largo del plano base del grafito, y su dirección no se ve afectada por el límite de grano de la matriz metálica o la orientación de la perlita. La forma de distribución de la lámina de grafito es la fundición gris tipo A, la lámina de grafito en la estructura no tiene direccionalidad, y las pequeñas grietas producidas al comienzo de la fatiga están dispersas y distribuidas, por lo que tiene una mejor capacidad para resistir las grietas de fatiga térmica. Por lo tanto, en la microestructura de la fundición del tambor de freno, la morfología del grafito debe ser del tipo A. El grafito tipo B, D y E provocará el deterioro de las propiedades de fatiga térmica, pero también reducirá las propiedades mecánicas de la fundición.
Si el grafito en escamas es demasiado fino, la conductividad térmica de la fundición gris es baja, y el efecto de amortiguación del grafito es deficiente cuando la matriz se expande térmicamente. Por lo tanto, la fundición gris utilizada en el tambor de freno, la lámina de grafito en la organización debe ser relativamente gruesa, no debe ser demasiado pequeña, la longitud del grafito debe ser de 2 ~ 4 o 3 ~ 5.
En la norma ASTM A159 "fundición gris para automóviles", la forma de distribución del grafito en escamas y la longitud de la lámina de grafito se especifican en detalle. La forma de distribución del grafito en escamas debe ser del tipo A. Para la fundición gris con bajos requisitos de resistencia, la longitud de la lámina de grafito es de grado 2 ~ 4; Para la fundición gris con mayor resistencia, la longitud de la lámina de grafito es de grado 3 ~ 5.
3. Organización de la matriz
Debido a la gran fracción de volumen de grafito en la fundición, y la lámina de grafito es relativamente grande, las propiedades mecánicas de la fundición son, por supuesto, bajas, por lo tanto. La fundición gris utilizada como pieza de freno no tiene requisitos demasiado altos para las propiedades mecánicas. El valor más bajo de la resistencia a la tracción es generalmente de 175 MPa, 200 MPa o 250 MPa. Hasta ahora, no hay ninguna marca que requiera una resistencia a la tracción superior a 300 MPa.
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