專利名稱：雙金屬結(jié)構(gòu)高能制動(dòng)盤制造工藝及制動(dòng)盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制動(dòng)裝置，尤其是高速制動(dòng)設(shè)備制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國客運(yùn)高速列車的運(yùn)行速度會(huì)大幅度提升，尤其是 當(dāng)列車運(yùn)行時(shí)速超過350公里時(shí)，對保障行車安全的基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的性能提出了更加苛刻 的要求。在高速制動(dòng)條件下，制動(dòng)盤工況極其惡劣，其表面直接承受著高溫和高的機(jī)械載 荷，其工作面不僅磨損嚴(yán)重，而且容易產(chǎn)生熱疲勞裂紋，這樣直接導(dǎo)致制動(dòng)盤失效嚴(yán)重，更 換周期變短，列車運(yùn)行成本增加，因此為提高制動(dòng)盤的制動(dòng)性能和降低列車維護(hù)成本，迫切 要求研究具有良好高溫力學(xué)性能、更好摩擦磨損性能和更長使用壽命的制動(dòng)盤材料，研制 能夠吸收大量制動(dòng)能和制動(dòng)功率的新型復(fù)合制動(dòng)盤。 用作300km/h高速列車制動(dòng)盤的鋼系金屬材料，主要有鑄鋼和鍛鋼兩種。鑄鋼制
動(dòng)盤因鑄造成形特點(diǎn)可以制成帶有散熱筋板的通風(fēng)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和通風(fēng)散熱效果較好，
但國內(nèi)鑄造生產(chǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定(存在較多鑄造缺陷)，批量生產(chǎn)中容易出現(xiàn)質(zhì)量問題而影響
制動(dòng)盤的使用。鍛鋼具有較高的強(qiáng)度和韌性，同時(shí)具有較高的抗熱裂性。 鐵道科學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所李和平發(fā)明了一種用于鐵路機(jī)車車輛制動(dòng)盤的
合金結(jié)構(gòu)鋼(專利號(hào)02103951)，但是制動(dòng)盤整體采用高合金鋼成本高，而普通低合金鋼的
抗熱疲勞性能不能滿足高速制動(dòng)的要求。 上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院劉曉榮等人發(fā)明了一種高速列車制動(dòng)用碳/碳復(fù)合材料的制 備方法(公開號(hào)CN1945048)。但C/C復(fù)合材料作為列車制動(dòng)摩擦材料存在的問題主要表 現(xiàn)在以下三個(gè)方面①成本較高；②C/C復(fù)合材料摩擦系數(shù)隨制動(dòng)初速度增加變化較大和 能量損耗大致使制動(dòng)系統(tǒng)及臨近組件溫升過高等問題；③此外，密度較低的C/C復(fù)合材料 中存在的氣孔在潮濕環(huán)境下吸濕而會(huì)引起制動(dòng)過程中摩擦系數(shù)大大下降，從而影響列車行 車安全。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的如上缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是研制一種高能制動(dòng)盤及其制造工藝， 使之能克服現(xiàn)有技術(shù)的如上缺點(diǎn)。本發(fā)明的目的是通過如下的手段實(shí)現(xiàn)的。
—種雙金屬結(jié)構(gòu)高能制動(dòng)盤及其制造工藝，其特征在于，制動(dòng)盤具有雙金屬結(jié)構(gòu)， 母盤(1)采用鍛壓技術(shù)加工而成；母盤表面用于實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能的表層使用CrMoV系列的 耐熱鋼埋弧焊絲，并與配套焊劑熔融形成高性能堆焊表面層；堆焊層形成后，冷卻至50 150°C時(shí)放入爐中保溫1 2小時(shí)，然后升溫到700 800°C ，而后保溫3 5h，爐冷至200 300°C ，然后取出試件，空冷至室溫，然后進(jìn)行機(jī)械加工，最終成盤。 采用本發(fā)明工藝和制得的產(chǎn)品具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，采用表面復(fù)合技術(shù)具有生產(chǎn)工藝 簡單，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品磨損、耐熱疲勞、耐沖擊能力強(qiáng)，完全滿足高能、高速制動(dòng)要求。


圖1為本發(fā)明雙金屬結(jié)構(gòu)高能制動(dòng)盤制造工藝及制動(dòng)盤的側(cè)視圖。
圖2為圖1的A-A平面圖。
圖3為圖1的B部放大圖。
具體實(shí)施方法 雙金屬結(jié)構(gòu)高能制動(dòng)盤制造工藝，采用鍛壓技術(shù)加工成母盤1，散熱筋2焊接在母 盤表面上，母盤表面用于實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能的表層使用CrMoV系列的耐熱鋼埋弧焊絲，并與配 套焊劑熔融形成平整的堆焊層；堆焊層形成后，冷卻至50 150°C時(shí)放入爐中保溫1 2小 時(shí)，然后升溫到700 800°C ，而后保溫3 5h，爐冷至200 300°C ，然后取出試件，空冷至 室溫，之后進(jìn)行機(jī)加工，最終成盤。如圖1和圖2所示，圖中，1、母盤表面2、散熱筋3、盤爪 4、盤轂5、堆焊層。埋弧焊絲的成分范圍C:O. 05 0. 15，Mn : 1. 5 1. 8， Si :0. 1 0. 4， Cr :5 15，
Ni :0. 5 1. 5， Mo :0. 5 1. 5， V :0. 10 0. 35 ;堆焊焊劑為堿性燒結(jié)焊劑。 目前，國內(nèi)高能制動(dòng)盤主要依賴進(jìn)口，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)為打破國外壟斷，提高中國大
型機(jī)械設(shè)備制造水平，尤其是大型機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵零部件的制造水平，研制雙金屬結(jié)構(gòu)高能
制動(dòng)盤，用于高速制動(dòng)，具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。本發(fā)明能顯著提高制動(dòng)盤
表面工作性能、延長制動(dòng)盤工作壽命并能產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益的高能制動(dòng)裝置。該項(xiàng)技術(shù)不
僅能夠用于高速重載列車制動(dòng)，還能適用于石油鉆機(jī)，大型風(fēng)能發(fā)動(dòng)機(jī)等高速裝置的機(jī)械制動(dòng)。
權(quán)利要求
一種雙金屬結(jié)構(gòu)高能制動(dòng)盤制造工藝，其特征在于，采用鍛壓技術(shù)加工成母盤1；母盤表面用于實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能的表層使用CrMoV系列的耐熱鋼埋弧焊絲，并與配套焊劑熔融形成平整的堆焊層；堆焊層形成后，冷卻至50～150℃時(shí)放入爐中保溫1～2小時(shí)，然后升溫到700～800℃，而后保溫3～5h，爐冷至200～300℃，然后取出試件，空冷至室溫，之后進(jìn)行機(jī)械加工，最終成盤。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述之雙金屬結(jié)構(gòu)高能制動(dòng)盤制造工藝。其特征在于，所述埋弧焊 絲的成分范圍:C :0. 05 0. 15，Mn :1. 5 1. 8，Si :0. 1 0. 4，Cr :5 15，Ni :0. 5 1. 5， Mo :0. 5 1. 5， V :0. 10 0. 35 ;所用堆焊焊劑為堿性燒結(jié)焊劑。
3. 采用權(quán)利要求1或2方法得到的雙金屬結(jié)構(gòu)高能制動(dòng)盤。其特征在于，所述母盤制 動(dòng)表面制備有一層的高性能堆焊金屬。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙金屬結(jié)構(gòu)高能制動(dòng)盤制造工藝及制動(dòng)盤，采用鍛壓技術(shù)加工成母盤1，母盤表面用于實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能的表層使用CrMoV系列的耐熱鋼埋弧焊絲，并與配套焊劑熔融形成平整的堆焊層；堆焊層形成后，冷卻至50～150℃時(shí)放入爐中保溫1～2小時(shí)，然后升溫到700～800℃，而后保溫3～5h，爐冷至200～300℃，然后取出試件，空冷至室溫，之后進(jìn)行機(jī)加工，最終成盤。本發(fā)明產(chǎn)品具有耐磨損、耐熱疲勞、耐沖擊能力強(qiáng)，生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23P15/00GK101758370SQ20091026340
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者茍國慶, 陳艷, 陳輝 申請人:西南交通大學(xué)