汽车制动鼓产品材质质量分析.doc

汽车制动鼓产品材质质量分析 摘要：制动鼓是汽车制动系统中关键重要的安全零部件，目前制动鼓产品没有国家或行业相关标准，产品使用的材质五花八门，尤其是汽车零配件售后市场，低于国家标准性能要求，容易造成产品质量隐患。本文分析了制动鼓所选用各种材质的性能要求，提出了意见和建议。 关键词：汽车制动鼓；材质；ht200；ht250；标准 汽车制动鼓是汽车制动系统中的最重要、最关键的安全零部件， 2012年5月29日，发生在锡宜高速公路一起重大事故，杭州长运客运二公司的快客司机吴斌驾驶浙a19115大型客车，从无锡返回杭州，车上载有24名乘客。车行驶至锡宜高速宜兴方向阳山路段时，一块重约2.5公斤的大铁片从天而降，击穿汽车的挡风玻璃后，又猛烈撞击司机吴斌腹部，导致吴斌肝脏破裂，抢救无效死亡。经调查认为该铁片是破裂的制动鼓碎片，是从对向车道经过的大货车后轮里弹出来后，又高速甩向吴斌驾驶的客车，最终造成这起恶性事故。杭州“最美司机”吴斌事件后，汽车制动鼓的产品质量受到各级行政管理部门、企业和消费者的高度重视和关注。 制动鼓作为汽车制动系中的一种制动摩擦件，具有较高的安全性能要求，汽车制动时通过制动块带动摩擦片向外张开，与制动鼓之间产生摩擦，把汽车的动能转化成热能，也就是靠制动块在制动轮上压紧产生的摩擦力来实现刹车和减速。制动鼓的主要失效形式有磨损、断裂、疲劳龟裂、法兰掉底等。制动鼓在制动的瞬间局部承受压力，总体承受拉力，同时制动鼓与刹车蹄之间产生强大的摩擦力，由于摩擦产生的热量使制动鼓的工作面温度达到400-500.随着汽车速度的提升，汽车载重量的增加，以及山区公路大量投入使用和交通拥挤的加剧，这些都使得制动器在频繁工作时，制动鼓的局部温度会更高，使制动鼓处于严重的热疲劳状态。同时，一些用户加装淋水器，使制动鼓表面温度骤降，从而在制动鼓表面产生龟裂。此外，造成制动鼓失效断裂的另一个重要原因，是制动鼓本身强度不够，主要是生产制动鼓时选用的材质差，化学元素的含量不符合要求，力学性能不达标，存在铸造缺陷，铸件应力过大。 制动鼓的材料主要是铸铁，一般选用灰口铸铁。灰铸铁具有良好的铸造性能、切削加工性能、减震性和耐磨性，低的缺口敏感性，材料便宜，制造成本低。灰铸铁中的片状石墨对基体割裂严重，在石墨尖角处易造成应力集中，使灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢，但抗压强度与钢相当，它也是常用铸铁件中力学性能最差的铸铁。 汽车制动鼓产品是一种磨损消耗件，市场需求量很大，每年需求量大约为6亿只，消耗量大约2400万吨。汽车制动鼓材料除了应具有好的耐磨性、强度、韧性等常温性能外，更应具有良好的高温性能，尤其是高的抗热疲劳性。目前制造制动鼓的材料大多是ht200，该材质含碳量低，组织粗大，强度硬度也较低，在使用过程中容易发生龟裂和磨损严重，也容易产生热疲劳裂纹，使用寿命较低（1万公里左右）。而使用ht250材料制造的制动鼓，其强度基本能满足要求，但含碳量也较低（3.3%），石墨量少，散热性差，铸件容易产生热疲劳裂纹，从而导致失效，此类制动鼓的寿命一般低于3万公里。 目前，普通ht200和ht250材料制造的汽车制动鼓已满足不了新形势下汽车重载高速的市场需求，尤其是重型卡车制动鼓的要求。需进一步提高制动鼓的强度、耐磨性、使用寿命及安全性，同时减轻其重量，这些性能指标对普通灰铸铁来说，其发展受到了较大的局限。因此开发新材料新工艺替代现在的制动鼓产品已非常必要。 在美国，现在一种新材料也正应用于制动鼓的生产，w8less是由金属基质合成物（mmc）结合铝和碳化硅颗粒为原材料制成的制动鼓，这种新材料的强度是铸铁的4倍，重量比铸铁减少60%。采用这种新材料的制动鼓不仅使维修保养变得更容易，还能增加车辆的有效载荷。国内正在研究的制动鼓新材料有两类，一是蠕墨铸铁，二是添加合金元素的高碳含量的ht250和ht300，目的均是提高制动鼓的使用寿命，增加制动的平稳性和可靠性，减轻铸件的自重，增加汽车的有效载荷。 制动鼓产品目前没有国家和行业标准，原qc/t485-1999汽车制动鼓技术条件作废，目前没有现行有效的替代标准。国内一些大型企业制定自己的企业标准，但是技术指标与国外标准相比，化学成分差别不大；重载制动鼓和特别大载荷制动鼓硬度指标上，国外标准比国内高15-20hb，一般载荷制动鼓硬度指标基本一致；差别最大的是抗拉强度，国外标准比国内标准高出一个等级，国外标准要求制动鼓的最小强度是245mpa，相当于国内的ht250。而国内标准要求制动鼓的最小强度是200mpa，也就是ht200。 以某企业为例： 国内制动鼓企业大小规模、质量水平参差不齐，没有制动鼓产品国家或行业标准，造成的后果是虽然制动鼓使用什么材料，达到什么要求由制动鼓的配套厂自行决定，但是在售后市场上的制动鼓产品材质往往采用低性能、低成本的ht200制造， 随着交通运输业的蓬勃发展，为汽车工业注入了活力，汽车工业的发展为汽车零部件特别是铸造企业的发展提供了巨大的发展空间。制动鼓作为汽车制动系统中的主要磨损消耗件，由于其结构紧凑，性能可靠，制动功率大等优点，广泛应用于国内大中型汽车中，市场需求量很大，制动鼓的质量直接关系着汽车的行驶安全。如果制动鼓强度低于标准要求，金相组织中珠光体含量低，存在粗大的c型石墨等都会降低制动鼓本身的强度、硬度，在使用中加剧制动鼓的磨损，达不到产品设计的使用