本项创新技术专注于刹车盘制造领域,特别提出了一种具备耐高温特性的氧化铸铁刹车盘材料。该材料配方独特,包含铁(Fe)、碳(C)、硅(Si)等基本元素,并至少包含锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、钼(Mo)等其他关键元素,旨在提升刹车盘的性能和耐用性。
背景技术
重载车辆的刹车盘需要在很小的摩擦面积上提供大的制动惯性,制动过程中刹车盘的峰值温度通常超过450℃;此时,刹车盘材料在高温下会与空气和刹车片受热分解出的氧气发生反应,导致基体氧化和脆化,从而加剧热疲劳裂纹的扩展,并导致刹车盘失效;
而民用商用车和乘用车的刹车盘通常为铸铁材料;铸铁材料中石墨相与铁基体的热膨胀存在明显差异,温度变化时二者之间形成的间隙促进了高温氧化过程;这使得不同石墨颗粒间会形成氧化通道,成为热疲劳裂纹扩展的主要路径;因此,抑制石墨颗粒间的高温氧化通道的形成是提高铸铁刹车盘使用寿命的根本方法。
常规刹车盘用铸铁材料主要分为三种;第一种是高碳铸铁,通过提高碳含量来获得更多的石墨含量以提高材料的导热性能;然而,由于铸铁中仍然含有85%-90%的铁基体,在制动惯量较大时,刹车盘仍然存在高温氧化的现象;第二种为合金铸铁,通过添加Cr和Cu等合金提高铁基体的力学性能;然而由于高温氧化的存在,热疲劳裂纹会沿着氧化通道扩展;刹车盘峰值温度较高时,铁基体力学性能的提高对使用寿命影响不大;第三种是在铸铁刹车盘表面进行高温涂覆致密涂层,但是致密涂层一方面降低了刹车盘的热传导能力使得刹车盘摩擦系数衰退,另一方面经过一段时间的磨损也会失去其保护能力。
实现思路