Grazie alla sua struttura compatta, alle prestazioni affidabili e all'elevata potenza frenante, il tamburo freno è il dispositivo frenante più comune per autovetture di grandi e medie dimensioni e un'importante garanzia per una guida sicura. Con lo sviluppo della tecnologia automobilistica, le autovetture di grandi e medie dimensioni continuano a svilupparsi nella direzione dell'alta velocità e del carico pesante. La frenata frequente in questa condizione pone nuovi requisiti sulla durata dei tamburi dei freni delle autovetture.
È stato studiato il tamburo del freno anteriore dell'autovettura, sono state effettuate analisi dei guasti di cracking e sono state presentate le corrispondenti contromisure. Dopo una macro analisi del tamburo del freno che guida un certo chilometraggio, la modalità di guasto si manifesta con la formazione di crepe sulla cintura del freno e ci sono neri più surriscaldati. Placca, la superficie della cintura del freno è liscia, senza irregolarità. Analisi della composizione chimica Campionamento dal tamburo freno fallito per l'analisi della composizione chimica, i risultati (wB/%) sono: w (C) 3.51, w (Si) 1.50, w (Mn) 0.91, w (P) 0.056, w (S) ) 0.102. Con riferimento ai requisiti di grado della ghisa grigia HT250, possiamo vedere che la quantità di w(C) e w(Mn) del tamburo freno è relativamente alta, mentre la quantità di w(Si) è relativamente bassa e la quantità di w(P) è all'interno dell'intervallo normale. Come tutti sappiamo, il rapporto Si/C ha un'influenza importante sulla struttura e sulle proprietà della ghisa grigia. Un rapporto Si/C più basso aumenta la tendenza della bocca bianca e non favorisce il miglioramento dell'uniformità della struttura. L'irregolarità della struttura e della composizione può causare macchie dure. Il motivo. Inoltre, P è soggetto a segregazione positiva durante il processo di solidificazione della ghisa, ed è più concentrato nella fase liquida residua. La concentrazione di P nella fase liquida residua tra i gruppi eutettici ha spesso superato la solubilità satura, formando due nella struttura in ghisa. Eutettico primario di fosforo o fosforo ternario, con conseguente aumento della durezza.
Rilevamento microstruttura Il tipo di grafite nel tamburo freno è principalmente grafite di tipo A e la lunghezza è di grado 3. Il tessuto matriciale è la perlite e la quantità è di livello 1. Ci sono una piccola quantità di eutettico binario al fosforo simile a un'isola nella struttura. Risultati delle misurazioni.
Prova di resistenza e resistenza Una prova di trazione è stata eseguita su una barra di prova monoscitta e la sua resistenza alla trazione è stata di 210240MPa, che era inferiore ai requisiti prestanti dei gradi standard. La durezza Brinell misurata è 190220HB, che è distribuita in modo non uniforme. La microdurezza delle diverse strutture nel tamburo dei freni è stata testata. La microdurezza della matrice era di 271310HV, la microdurezza dell'eutettico al fosforo era di 600760HV, e la microdurezza del punto luminoso duro era di 380470HV.
Analisi e contromisure Quando il tamburo del freno è in frenata, l'attrito dinamico o l'attrito statico generato tra la pastiglia del freno e la superficie interna del tamburo del freno fa sì che la superficie interna del tamburo del freno sia sottoposta a sollecitazioni di trazione. Da un punto di vista macro, l'effettiva superficie di contatto tra il tamburo del freno e la pastiglia del freno è una superficie di riscaldamento a contatto simile a un punto. A causa del calore di attrito generato dalla frenata frequente, la superficie interna del tamburo del freno ha un aumento della temperatura locale che causa l'organizzazione e le prestazioni della parte. Cambia e forma le macchie scure. La formazione di macchie nere indica anche che la resistenza termica alla fatica del materiale del tamburo del freno è insufficiente. La presenza di cambiamenti di fase e sollecitazioni residue riduce le proprietà meccaniche della superficie interna del tamburo del freno. Sotto l'azione di frequenti carichi frenanti, è facile ridurre la resistenza alla fatica del materiale in un'area locale, causando così crepe e causando crepe. Un'ulteriore espansione alla fine porterà alla fessurazione e al guasto del tamburo del freno.
Per aumentare la durata del tamburo dei freni e prevenire crepe e guasti, si devono considerare i seguenti aspetti: (1) Progettare ragionevolmente la composizione chimica del tamburo freno ed effettuare un adeguato pretrattamento del forno per ottenere una struttura a matrice ragionevole, in modo da garantire il sistema La resistenza alla trazione e la durezza del tamburo mobile sono in una gamma appropriata per migliorare la resistenza alle crepe e migliorare la resistenza all'usura. La resistenza alla trazione adatta della colata del tamburo dei freni è di 250300MPa e la durezza Brinell è di 190210HB. (2) Assicurarsi che il materiale del tamburo freno abbia una buona conducibilità termica.
Se la composizione chimica del tamburo freno è irragionevole, l'aumento della temperatura durante il processo di frenatura è troppo elevato per produrre cambiamenti di fase e la resistenza alla fatica termica è insufficiente, causando la rottura della superficie interna sotto l'azione combinata di stress da trazione e affaticamento termico.
