刹车盘材料对比和加工技术

《刹车盘材料对比和加工技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、上海工程技术大学毕业设计（论文）刹车盘材料对比和加工技术刹车盘材料对比和加工技术朱一墨Y08021039近年来，能源，环境和安全问题受到普遍关注，汽车行业尤为突出。减轻汽车自重是提高汽车燃油经济性、降低能耗、提高安全性能的重要措施之一。汽车自重减轻10%，燃油效率即可提高15%。汽车自重每减轻100kg，百公里油耗可减少0.7L左右，每节省1L燃料可减少CO2排放2.5g。降低燃油消耗、减少向大气排出CO2和有害气体及颗粒已成为汽车工程界主攻的方向。轮毂作为汽车一个重要部件，对汽车节能、环保、安全性、操控性都有重要的影响，因此如何选材及加工成

2、型，达到轻量化，意义深远。优质汽车轮毂包括以下基本条件：①质量轻，价格低，表面质量高，易于成型；②具有良好的静力学、动力学以及耐腐蚀特性；③具有良好的回转特性和导热特性；④具有良好的回收能力，符合环保要求。对于性能例如强度，目前可以采用专业工具进行分析，如美国MSC公司的MSC.NASTRAN，同时进行尺寸优化，但所有这些都基于选材。轮毂材料可以粗略分为钢铁材料、合金材料、复合材料等三大类别，同时结构上分为一件式、两件式、三件式，因此其加工制备工艺多种多样，本文将做详细论述。　　1钢铁材料钢制辐板式轮毂的最早记录是1905年，由于其强度高、散

3、热性能好、耐磨损等特性，在很长时间里被轿车采用。尽管70年代以来，各种新型材料如轻质合金等相继问世，但该种轮毂仍以其成熟简单的工艺，低廉的成本和优良的性能在汽车市场占据一定的份额。23上海工程技术大学毕业设计（论文）刹车盘材料对比和加工技术1.1碳素钢碳素钢主要用于规则成型钢轮毂，该轮毂是由坚固的圆柱形轮辋和碳素钢轮盘焊接而成。为了改善刹车轮盘的通风情况，在轮毂上加工一定数量的圆孔，但这不会降低使用期内对外来受力的抵抗程度。尽管具有价格优势以及一般动力性能机车上的满意度，但对于一些特定类型的汽车而言，仍然具有许多缺点，故不推荐使用。首先，由于

4、该轮毂是由廉价的低抵抗力的碳素钢制作而成，对于刹车盘不能大面积冷却，因此，在高性能和安全性的车辆中第二，由于该轮是由低强度材料制造而成，轮盘和轮辋的厚度要达到相当大的程度，导致重量增加。在现有制造工艺中，几乎不可能满足良好性能要求，更为重要的是，冷却刹车盘不会制作更多大面积的圆孔，而这又降低了减重的可能性。由于重量增加，轮毂具有较大的惯性，对于无悬浮结构支持的轮子来说，无疑增加了刹车和操控系统的阻力，难以掌握车子的运动方向，结果使刹车系统、悬浮系统、操控系统的改进尽数消除。因此，在高性能车中不使用该种轮毂。第三，该轮毂生产构成不允许在表面之上

5、装饰各种精美的图案，使其不可能装备豪华车和运动跑车，因为购买者不会接受因装该轮而缺乏美感。1.2球墨铸铁球墨铸铁以其优良的综合力学性能应用在轮毂上，如铁素体球墨铸铁、高韧性球墨铸铁等。但是，由于类似碳素钢轮毂的缺点，以及铸造过程的复杂性和铸造模型所限，轮毂形状难于控制，限制了其应用。1.3其他钢铁材料23上海工程技术大学毕业设计（论文）刹车盘材料对比和加工技术一些合金钢如加入钛元素的低合金钢，合金元素可以细化晶粒，提高钢的力学性能，使钢具有强度高、塑韧性好、加工成形性和焊接性良好，可以作为轮毂用钢；此外，低合金高强度FB双相钢，如低碳含铌钢，

6、提高贝氏体含量，可以提高屈服强度，提高扩孔率，也可以用作轮辐和轮辋用钢。在实际应用中的多数钢制轮毂是通过已成型的轮缘和轮盘焊接而成，尽量使自重降低。国外许多发明创新采用钢板冷变形加工而成轮辋与轮盘，并且在焊接方法上采用了一定的技术创新，如：US6052901等专利。2合金材料2.1铝合金1923年，赛车开始使用砂模铸造铝合金车轮毂。第二次世界大战后，铝合金轮毂用于普通汽车。1958年，有了铸造整体铝合金轮毂，以后不久又有了锻造铝合金轮毂。1979年，美国把铝带成型车轮作为标准车轮。1980年，联邦德国奔驰公司开始成批采用带材成型铝合金轮毂装备

7、240D型轿车。日本是世界上生产铝合金轮毂最多的国家，1973年，成批生产轿车铝合金车轮；1977年，成批生产载货车与大客车铝合金车轮；1979年，成批生产复杂摩托车铝合金车轮。在过去的10年，全球铝合金汽车轮毂产量的年平均增长率达71.6%。时至今日，世界上几个主要汽车生产大国已经将铝合金轮毂作为车辆的标准配置。中国铝合金轮毂制造业发起于20世纪80年代末期。20世纪90年代中期，出现兴建汽车铝轮毂厂的投资高潮；1998-2001年期间，由于国内汽车铝轮毂产能远远大于国内汽车行业要求，进入了缓慢发展阶段；2002年至今，中国汽车制造业快速发

8、展，出现新一轮投资汽车铝轮毂行业强劲势头。与钢制汽车轮毂相比，铝合金汽车轮毂具有如下优点：①重量轻，可比钢制车轮毂重量减轻30%-40%，通常使用1kg23上海工程