摩擦材料自动配料系统 低成本轻量化复合制动盘——优质铸件金奖特别奖专题报道

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低成本轻量化复合制动盘——优质铸件金奖特别奖专题报道

2022年，在由中国铸造协会主办的第二十届中国国际铸造博览会、第十六届中国国际压铸工业展览会暨第十六届国际有色及特种铸造展览会上，涌现出的众多技术升级新产品格外引人注目，引发现场观众和专家的关注与赞叹，意义非凡、影响深远，现对组委会评选出的优质铸件金奖特别奖进行特别介绍。

本期介绍的是

烟台胜地汽车零部件制造有限公司的

低成本轻量化复合制动盘

一、产品简介

该产品为汽车制动盘，用于乘用车制动，为灰铸铁和球墨铸铁复合材质。随着节能减排深入各行各业，汽车轻量化成为行业趋势。客户要求同等强度和寿命条件下，重量更轻，成本更低，球墨铸铁帽子和灰铸铁摩擦环复合铸造在制动盘行业属于首创。

其轮廓尺寸355×68mm，重量18kg，其结构如下图所示：

二、相关检测要求

低成本轻量化球墨铸铁帽子复合盘，同等强度，同等寿命情况下，重量更轻，成本更低。使用过程中必须没有噪音及抖动问题，驾驶舒适度较高。材质为QT500-7和HT150材质复合铸造而成，相关检测要求如下：

2.1球墨铸铁帽子性能要求

抗拉强度符合GB/T 1348中QT500-7材质的要求，本体取样抗拉强度≥500MPa，断后伸长率≥7%。本体硬度160~230HBW。

金相组织依据GB/T 9441标准，石墨球化率≥70%（四级以上），石墨大小 6级以上。基体组织主要为铁素体+珠光体。

铸件必须经过X-ray探伤，应无影响使用性能的疏松、砂眼、气孔等缺陷。

2.2 灰铸铁摩擦环性能要求

抗拉强度符合GB/T 9439中HT150材质的要求，本体取样抗拉强度≥130MPa。本体硬度125~205HBW。

金相组织依据GB/T 7216标准，石墨形态主要以A型石墨为主，石墨长度3~5级。基体组织中珠光体含量不小于85%。

铸件必须经过X-ray探伤，应无影响使用性能的疏松、砂眼、气孔等缺陷。

2.3 台架试验要求

该轻量化复合制动盘必须通过热疲劳测试，在给定试验条件下，试验完成后制动盘不允许出现任何形式的破坏或失效。

该轻量化复合制动盘必须通过高负载测试，在给定试验条件下，试验完成后制动盘不允许出现任何形式的破坏或失效。

三、工艺介绍

球墨铸铁帽子复合制动盘，采用的是复合铸造工艺。该工艺将球墨铸铁帽子铸件直接与摩擦环铁液接触，形成复合制动盘。

复合铸造制动盘，克服了球墨铸铁帽子铸件定位精度差，与砂芯配合存在间隙等工艺难点。做出的铸件精度高，加工所需的加工余量与一体盘相同。

该盘采用环形浇道工艺，每个盘有8个内浇口，保证了充型温度场均匀。

同时该工艺克服了灰铸铁与球墨铸铁帽子接触面熔合不良等技术难题。产品理化性能均匀，且同时具备良好的热性能。疲劳耐久性能和舒适性与原车盘性能相当甚至更优。

四、技术难点

①产品结构创新：低成本轻量化复合盘采用的是球墨铸铁材料替代常规制动盘帽子部位（图1部位 1&2&3）的灰铸铁材料，由于球墨铸铁强度较大，因此帽子（图1部位 1&2&3）的厚度相对灰铸铁较薄，摩擦环（图1 部位5）材料依然为灰铸铁。低成本轻量化复合盘，既保证了制动盘强度的要求，又能够满足制动盘制动的需求。球墨铸铁与灰铸铁复合铸造制作制动盘，在行业内属于首创。

图1

②成本更低：低成本轻量化复合盘为Benz S320L配套设计。原OEM的盘为钢帽和灰铸铁摩擦环的复合盘。其中，钢帽和摩擦环均需铣削加工，然后通过键槽装配复合。对加工精度的要求高，工序复杂，节拍时间长，且需要特殊的装配设备，成本较高。本设计通过球墨铸铁与灰铸铁复合铸造，无需反复加工，无需专用设备装配，成本与纯灰铸铁制动盘相当。

③产品重量更轻：低成本轻量化复合盘是一款新型的复合盘，区别于其他的常规铸铁制动盘，它是一款从轻量化角度考虑而设计研发的复合盘。本设计在原OEM盘的基础上，重量降低0.13kg，约占整盘重量1%，比纯铸铁盘设计重量降低0.8kg，约占整盘重量6%。汽车轻量化将成节能减排主攻方向，汽车排放与汽车重量高度相关。研究表明：车重每减少100kg，燃油车百公里油耗可减少0.3~0.6L, 电动车续航提升6%~11%。在保证汽车强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低汽车尾气排放，而低成本轻量化复合盘正好符合减重的需求。

④产品性能更优：由于低成本轻量化复合盘独特的设计理念，使其减小了汽车的簧下质量，改善了汽车的驾驶舒适性。在台架测试方面，低成本轻量化复合制动盘有助于改善制动盘的热变形性能，减少制动抖动的产生，为解决抖动问题提供了很好的改善方向。

企业简介

胜地汽车零部件制造有限公司成立于1996年，经过二十多年的快速发展，已成长为中国制动行业的领军企业。公司年产5500万片制动盘和 1000万套制动片，型号覆盖率高达96%，始终专注于制动盘/片的研发设计和生产加工。

先进的铸造设备、专业的技术团队，为产品提供坚实的质量和供应保障。铸造车间从设计到建造完全遵循环保理念，设备选用国际先进的中频感应电炉、自动造型线、砂处理系统及制芯机，大大减少能耗和排放。

300多条精密机加工生产线，稳定的过程控制能力，保证产品的各项品控指标，实现产品多样化，生产柔性化。

公司共有20条制动盘自动化喷涂线，是GEOMET®官方授权的喷涂合作方。国内首家引进整套德国SPRIMAG®全自动涂装线的公司，可以满足欧洲知名主机厂的产品要求。同时，自主开发的涂装线，智能化，精准控制，可追溯。胜地制动盘可喷涂水锌铝涂料、锌粉涂料、耐高温涂料、局部喷涂涂料等，满足客户的定制化需求。公司非常注重职业健康和环保，喷涂室无人化，喷涂尾气经严格处理，环保各项指标均优于国家要求。

制动片的生产拥有全自动配料系统，配备先进的罗迪格混料机，确保摩擦材料称量精准、混料均匀，为产品一致性提供充分保障。14条进口半自动热压线，2条奥地利IAG全自动热压线，等比压缸压制，保证产品质量稳定可靠。

胜地公司拥有高度自动化的铸造、精密加工、喷涂、配料和热压生产线，产品一致性高质量值得信赖。同时具备高质量的检测和测试能力，2018年4月，胜地公司质量检测中心通过中国合格评定国家认可委员会CNAS认证。自动光谱测试仪、X射线无损探伤系统、自动在线检验系统、自动平衡检测机等国际先进设备，被广泛应用于质量检测与控制过程。公司拥有丰富的台架实验经验，配置美国LINK台架试验设备9台，可针对乘用车、商用车制动系统进行强度、热性能、NVH等产品性能验证。LMS、RTE等专业的固有频率、阻尼测试设备，可为产品开发及验收提供有力的支持。