Литье тормозных дисков

Требования, которые предъявляются к качеству тормозных дисков, никогда не были такими жесткими, как сегодня. Первопричина тому – все более высокие требования к конечной продукции. Среди основных факторов следует особо отметить увеличение массы транспортных средств, увеличение мощности двигателей и использование более эффективных тормозных скоб. В конечном итоге, все перечисленные выше факторы обусловливают высокие требования к термическим и механическим свойствам тормозных дисков.
Упорные кольца для тормозных дисков рельсовых транспортных средств со средней и низкой мощностью торможения изготавливаются из литейного чугуна с пластинчатым графитом. В первом приближении, материал может быть выбран исходя из скорости перемещения. Возможные материалы для изготовления тормозов варьируются от ВЧШГ (GJS), литого алюминия и стали, до композиционных материалов на основе керамической матрицы (тормоза высокоскоростных поездов). При окончательном выборе материала следует также учитывать мощность торможения, энергию торможения, совокупную нагрузку и ожидаемый срок службы.

На сегодняшний день вертикальные и горизонтальные формовочные машины могут обеспечить высокую точность размеров. В идеале литье выполняется с применением автоматизированного литейного оборудования, а модифицирование расплава происходит при его заливке в форму. На европейском рынке первенство удерживает технология изготовления стержней в холодных ящиках. Чтобы обеспечить превосходное качество поверхности по профилю отливаемой детали, используются стержни с покрытием.
Самыми распространенными дефектами данной группы продукции являются недостаточное образование графита, усадочные раковины, микропористость, ужимины и газовые дефекты.

Образование графита в материале оказывает существенное влияние на эксплуатационные характеристики тормозного диска. Значительные отклонения от требуемого количества графита А в сочетании с более короткими пластинками могут привести к ухудшению трибологических свойств (взаимодействие упорного кольца, тормозной накладки, формы диска и условий торможения), а также к повышению тепловой нагрузки на тормозной диск. Наличие в микроструктуре графита D и так называемого переохлажденного графита является недопустимым. Из-за более высоких температур литья здесь ключевую роль играют термомеханическая нагрузка на стержни и покрытия. Кроме того, жесткие требования к связующим обусловлены малой продолжительностью цикла изготовления стержня, автоматизированным извлечением стержня из формовочной оснастки, а также, как следствие, высокой начальной прочностью, которой должен обладать стержень. Главным требованием является высокая устойчивость систем связующих к покрытиям на водной основе. Высокие требования предъявляются и непосредственно к процессу изготовления стержней. Прежде всего, это касается пескострельных стержневых машин, степени автоматизации, а также взаимосвязи с последующими процессами.
Для данной группы литых деталей чрезвычайно важны инструменты моделирования. Требуемое содержание графита A в отливке определяется, прежде всего, скоростью охлаждения и заполнения формы. Это подтверждается при моделировании процессов заполнения формы и кристаллизации. Отвечающие требованиям литниковая система и технология заливки в сочетании с керамическими фильтрами и оптимальным модифицированием при заполнении формы позволяют совершенствовать литейное производство и изготавливать бездефектные детали.

Комплексные решения для литья тормозных дисков


Под влиянием постоянной адаптации ко все более жестким экологическим показателям технологии изготовления стержней ежедневно сталкиваются с новыми ограничениями. При этом адаптация данных технологий к более высоким экологическим требованиям возможна зачастую только за счет дорогостоящих мероприятий. Применение систем неорганических связующих для стержней является оптимальной альтернативой с точки зрения уменьшения количества выбросов и неприятного запаха. Компания ASK Chemicals проработала возможность внедрения вышеуказанных систем в тесном сотрудничестве с литейным предприятием. При
изготовлении стержней для тормозных дисков методом чугунного литья использовалась усовершенствованная система неорганического связующего INOTECTM. Для адаптации используемых активаторов и покрытий к соответствующим свойствам системы INOTECTM было изготовлено несколько пробных серий изделий. В настоящее время оптимизация технологических производственных параметров продолжается при изготовлении новых пробных серий. За основу принимаются результаты, полученные для чугунного литья. Неоспоримой целью является поиск комплексного решения, которое бы обеспечивало технологическую надежность при использовании неорганических связующих и в будущем давало бы возможность постоянно применять данные связующие в чугунолитейном производстве. Кроме того, компания ASK Chemicals предлагает комплексные решения в сфере обычных органических связующих. Данные решения предусматривают полное соответствие всех компонентов формовочному материалу, заливаемому материалу, существующему оборудованию, системам и периферийным устройствам. При этом огромную важность (и, в первую очередь, это касается стержней для тормозных дисков) имеет используемое покрытие. Поэтому, помимо высокотемпературных присадок, наше комплексное решение, включает такие покрытия.

В металлургической отрасли компания ASK Chemicals в сотрудничестве с партнерами предлагает новейшие
разработки комплексных модификаторов для применения в чугунном литье, а именно: модификаторы, присаживаемые в ковш, модификаторы, присаживаемые в заливаемый материал, модификаторы, присаживаемые в литейную форму, порошковая проволока, а также комбинированные фильтры (модификация в литейной форме и фильтрация).
Благодаря специалистам в сфере применения и продаж сотрудники компании ASK Chemicals дают
рекомендации по обеспечению неизменно высокого качества литейного производства. Мы применяем комплексный подход, включающий консультации компетентных специалистов, совместные масштабные разработки и оптимизацию технологий.
Как и в сфере литья двигателей, продукция компании ASK Chemicals совершенствуется и адаптируется к специальным основным материалам и исходному сырью, которое преимущественно используется на литейных предприятиях отдельных стран. В тесном сотрудничестве с литейными предприятиями мы непрерывно
совершенствуем нашу продукцию с точки зрения сфер ее применения и пригодности для ежедневного использования в соответствующей стране. Разумеется, прежде всего, это касается Германии. Моделирование литья – это инструмент для воспроизведения различных физических процессов, которые происходят в литейной форме во время литья. В первую очередь, это касается трех процессов: заполнение литейной формы, кристаллизация и появление напряжений при охлаждении. Целью моделирования данных физических процессов является оперативный и эффективный контроль литья и кристаллизации, предупреждение образования усадочных раковин и микропористости, минимизация остаточных напряжений и деформации, уменьшение количества прототипов и пробных отливок. Группа специалистов компании ASK
Chemicals по предоставлению услуг проектирования постоянно использует данный инструмент, чтобы сделать выводы и на основании полученных результатов продолжить разработку решений вместе с заказчиком.
Цель любого проекта – обеспечить качество литья, которое отвечает всем техническим требованиям. Сотрудничество с заказчиком может дать значительный синергетический эффект как в сфере изготовления литейных форм и стержней, собственно плавки, так и модифицирования, литья, заполнения литейной формы и фильтрации. Совместно с заказчиком разрабатываются и внедряются предложения по усовершенствованию всего производственного процесса. В конечном итоге, мы предлагаем широкий ассортимент специализированной продукции как с точки зрения технологии литья, так и с точки зрения отливаемой детали.