目前，國內汽車（主要是轎車）剎車盤的出口市，場已經形成一定規模，僅就鑄件來說，年產量（出口量）估計在 20萬噸左右。由於剎車盤出口主要針對的是配件市場，外商定貨品種繁雜，而每個品種生產，批量不大。另一方面，剎車盤鑄件屬薄壁小件，技術要求高，而國內生產出口剎車盤的企業，大多採用手工造型，粘土砂濕型，沖天爐熔煉鐵液，成分變化較大，給生產技術管理和鑄件質量控制帶來一定難度，個別廠家鑄件廢品率居高不下，直接影響企業的經濟效益和出口業務。富森機電公司在對剎車盤鑄造技術和常見缺陷進行分析的基礎上，提出一些可供參考的工藝改進對策。
基本介紹
- 中文名：汽車剎車盤
- 外文名：Automotive brake disc
- 年產量： 20萬噸左右
- 針對：配件市場
- 特點：種類繁多
零件介紹,使用多久更換,
零件介紹
剎車盤鑄件
一、生產技術狀況：剎車盤種類繁多，特點是壁薄，碟片及中心處由砂芯形成。不同種類剎車盤，在盤徑、碟片厚度及兩片間隙尺寸上存在差異，盤轂的厚度和高度也各不相同。單層碟片的剎車盤結構比較簡單。鑄件重量多為 6-18公斤。二、技術要求：鑄件外輪廓全部加工，精加工後不得有任縮松、氣孔、砂眼等鑄造缺陷。金相組織為中等片狀型，石墨型，組織均勻，斷面敏感性小（特別是硬度差小）三、生產工藝：國內大部分廠家採用粘土砂濕型，手工模板型，合脂油砂芯，個別廠家或個別品種鑄件採用樹覆膜砂熱芯盒工藝，也有個別廠家在造型線上生產車盤。熔煉大多採用沖天爐，也有採用沖天爐和電爐聯熔煉的，爐前進行孕育處理和鐵液化學成分快速測，以便隨時調整。
常見缺陷以及如何防止
剎車盤生產中較常出現的缺陷：有氣孔、縮松、砂眼等；金相組織中 、 型石墨超標，或碳化物量標；布氏硬度過高導致加工困難，或硬度不均勻；石墨組織粗大，力學性能不達標，加工後粗糙度差，鑄件表面明顯可見的疏鬆等也時有出現。
1．氣孔的形成及防止：氣孔是剎車盤鑄件最常見的缺陷之一，剎車盤件小而壁薄，冷卻、凝固速度快，發生析出性氣孔反應性氣孔的可能性不大。而合脂油粘結劑砂芯的發氣量大，如果鑄型水分含量高，這兩個因素常常會導致鑄件產生侵入性氣孔。生產中發現，如果型砂的水分超過 ，則氣孔廢品率明顯上升；在個別薄砂芯的鑄件中，常出現嗆火（嗆氣孔）和表面氣孔（脫殼），採用覆膜樹脂砂熱芯盒法制芯時，由於發氣量大，氣孔尤為嚴重；而一般帶有較厚砂芯的剎車盤中很少出現氣孔缺陷；
2．氣孔的形成：剎車盤鑄件碟片砂芯在高溫下產生的氣體，正常狀態下應通過芯砂間隙向外或向內水平流動排出。碟片砂芯減薄，氣路變得窄狹，流動阻力增大。一種情況是，當鐵液很快淹沒碟片砂芯後，突發大量氣體；或高溫鐵液與某處的高含水砂團（混砂不均）接觸，引起氣爆，發生嗆火，形成嗆氣孔；另一種情況是，所形成的高壓氣體侵入鐵液，上浮逸出，在鑄型不能及時將其排出的情況下，氣體在鐵液和上型下表面之間鋪展成氣體層，侵占了碟片上表面的部分空間，如果此時鐵液正在凝固，或者粘度很大，失去流動性，不能將氣體所占空間重新充填，就會留下表面氣孔。一般情況下，型芯所產生的氣體，不能及時通過鐵液上浮逸出，則滯留在碟片上表面處，有時呈單個氣孔裸露在外，有時在噴丸清理掉氧化皮之後暴露出來，有時在機械加工後才能發現，這將會造成加工工時的浪費。剎車盤盤芯較厚時，鐵液通過盤芯上升淹沒盤芯所需要的時間較長，淹沒前芯子產生的氣體有較多的時間通過砂粒間隙向芯子上表面自由流出，通過水平方向向外或向內流動的阻力也較小，故而很少形成表面氣孔缺陷，但也可能發生個別孤立的氣孔。這就是說，在砂芯的厚與薄之間，存在著一個形成嗆氣孔或表面氣孔的臨界尺寸，一旦砂芯厚度小於這個臨界尺寸，即會出現比較嚴重的氣孔傾向。這個臨界尺寸隨剎車盤的徑向尺寸增大而增大，隨盤芯的減薄而增大。溫度是影響氣孔的一個重要因素。鐵液從內澆道進入型腔，在充填碟片時繞過中間芯子，向內澆道對面交匯，由於流程相對較長，溫度降低較多，粘度也相應增大，該處氣泡上浮排出的有效時間短，未等到氣體完全排出時鐵液就會凝固，故易發生氣孔。為此，可採用提高內澆道對面碟片處鐵液溫度的辦法來延長該處氣泡上浮排出的有效時間。
3．縮松的形成及防止：縮松缺陷在有些剎車盤生產廠家表現得比較嚴重。對比不同廠家的不同生產條件發現，配料中廢鋼加入量大，鑄件化學成分中的 、 含量偏低，力學性能控制得過高則縮松缺陷在總廢品率中所占的比例較高，組織緻密度的控制難度較大。剎車盤鑄件為薄壁小件，冷卻速度快，相對來講，鐵液凝固時過冷度大，石墨形核和長大受限，再加上收縮速度也大，收縮集中，凝固後期的石墨化膨脹自補縮利用率低，發生縮松缺陷的可能性增大。如果剎車盤盤轂和碟片的壁較厚，凝固和收縮速度相對較小，石墨化膨脹相對提前，有利於自補縮，則會大大減小縮松出現的幾率。
4．縮松的形成過程：分析認為，縮松多發生在碟片澆注位置下表面內澆道一側，在半徑方向上距盤轂較近，此處受鐵液流通效應影響，溫度較高，凝固滯後，形成人為熱節，易出現縮松。盤轂越高，補縮需求量就越大，萬方數據越大，從 處或通過 處抽吸的鐵液量也越多；碟片半徑越大，壁厚越薄，補縮流動通道越長，越易凝固截死；在無冒口的情況下，若直澆道補縮壓力不夠，或內澆道過早凝固，都有可能加劇縮松的形成。
5．防止剎車盤縮松的措施：內澆道均勻分散引入鐵液，減少碟片局部處過熱，防止人為熱節的形成，按照鑄鐵件均衡凝固 的觀點，越是薄壁小件，收縮值越大，越要強調補縮。補縮方式可採用澆注系統補縮，也可設定冒口補縮。在採用澆注系統補縮方案時，可適當加大直澆道壓頭，如增加上箱高度、加澆口圈等；橫澆道是撇渣和浮氣的主要單元，用於補縮時，可適當加高加大其截面尺寸；內澆道應作成短、薄、寬的形狀，內澆道短（橫澆道距鑄件近），受鑄件和橫澆道的熱影響，以及鐵液充填補縮流通效應的作用，內澆道不會提前凝固封閉，保持暢通的時間長，薄（一般為 ）可防止在內澆道引入處形成接觸熱節，寬是為了保證足夠的過流面積。一旦鑄件進入石墨化脹縮相抵的均衡凝固階段，內澆道中的鐵液停止流動，又會適時凝固截死，提高石墨化自補縮的利用率，這就是短、薄、寬內澆道（冒口頸）對補縮的自適應調節作用。有些縮松比較嚴重的鑄件，可設定冒口進行補縮，冒口最好設在內澆道始端，也可在中間芯子處設定冒口，對內澆道一側的碟片部位實施補縮。對於薄壁小件可採用二次孕育措施，即在小包內加入孕育劑進行瞬時孕育，提高孕育效果，促進石墨形核長大，加在包底，沖入鐵液。
6．砂眼缺陷及防止：個別廠家鑄件砂眼缺陷較多，調研分析認為主要原因是型砂濕強度低。由於缺少型砂檢測儀器，憑經驗掌握，粘土或膨潤土、水等不定量，型砂的性能水分、含泥量、透氣性、濕強度、緊實率等）不穩定或不能保證。而型砂的性能是控制剎車盤鑄件的重要措施之一，這一點應該引起生產廠家的重視並設法改進完善。在只混制面砂的情況下，控制混砂質量更為重要。另外，採用手工模板造型時，澆注系統處的緊實度和均勻性也應得到保證，否則可能因沖砂、掉砂而造成砂眼缺陷。綜上所述，針對不同鑄造缺陷，採取相應工藝措施進行改進，有幾點帶有共性的地方：大流量低流速，高溫快澆；提高直澆道的充填流動和補縮壓頭；鐵液分散引入，既可避免局部熱量集中，又可縮短鐵液流程，防止局部（流頭對接處）溫度過低；小件應強調補縮。
使用多久更換
從理論上來講：剎車盤的最大磨損極限為2毫米，使用到極限後必須更換新剎車盤。但是在實際使用當中，大部分車主都沒有嚴格執行這個標準。更換頻率也要根據自己的駕駛習慣來衡量，大致衡量標準如下：
1、看剎車片的更換頻率。如果片的更換頻率就很高，那就建議多檢查檢查剎車盤的厚度，畢竟你片費的比較快的話說明你剎車用的很多，所以要定期檢查一下剎車盤。
2、根據磨損狀況來決定：因為剎車盤除了正常磨損以外，還有因為剎車片或剎車盤的質量及正常使用過程中異物造成的磨損，如果剎車盤被異物磨損處一些比較深的溝，或盤面磨損的有偏差（有的地方薄，有的地方厚）的話就建議更換，因為這種磨損差生偏差後會直接影響我們的安全駕駛。
