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鼓式制动器应用材料

在学习鼓式制动器应用材料之前，首先要了解其构造和机械原理，下面我们先复习一下，其构造。
下面是日系代表车型丰田海狮（国内车型为金杯海狮）轻型客车/SY6480的后制动器总成构造。结构明细表：
1 底板总成
2下回位弹簧
3 拉绳总成
4 螺栓
5 弹簧垫圈
6压蹄弹簧座
7 压蹄弹簧
8 压蹄拉杆
9自调螺杆组件
10螺栓
11弹簧垫圈
12制动轮缸总成
13制动蹄带摩擦片总成
14左制动蹄组件
15观察孔塞Ⅰ
16观察孔塞Ⅱ
17 调拨弹簧
18 驻车组件

（一） 底板的材料：
由于底板与汽车的车桥半轴装配使用，在行车制动过程中，底板所受到的交变载荷作用比较大，如轴向的拉应力、压应力，径向的剪切应力的作用，加之汽车振动过程中振动固有频率产生的静态切应力和动态切应力。
因此在保证不影响使用性能和使用寿命的条件下，加之考虑到成本的次要因素，尽量选用抗拉强度高、塑性一般、韧性高，材料拉伸性能好（拉延级别高）的材料，板材为优质碳素结构钢（冷轧薄钢板），一般的该零件的板材δ≤ 4mm，下面是所选用板材钢号和力学性能。
钢号
拉延级别
退火球状珠光体
拉延级别
游离渗碳体 （Z级钢板）
带状 组织 （Z级钢板）
Z
S和P
Z
S
P
Z
S
抗拉强度 MPa
伸长率δ10
% 不小于
抗拉强度MPa
晶粒度
08F
275~365
275~385
34
32
30
—
6~8
5~9
0~3
—
08
275~390
275~410
32
30
28
—
6~8
5~9
0~3
—
08AL
275~390
275~410
32
30
28
—
6~8
5~9
0~3
—

主流制动器制造企业是根据其车型档次来定义具体材料，具体选用哪种级别的材料，要看拉伸面的复杂程度和拉伸深度。
拉伸面深度较浅，凸凹面积不大，但凸凹面数量不多的定义为A；
拉伸面深度较深，凸凹面积较大，但凸凹面数量较多的定义为B；
拉伸面深度深，凸凹面积大，但凸凹面数量多的定义为C；
系别 类别
A
B
C
中系
P
S
Z
P—普通拉延级 S—深拉延级 Z—最深拉延级
日系乘用车在此产品的选材上与中方的差异不大(材料物理性能)，但材料价格差异较大。
系别 材料
低级车
中级车
中高级车
中系
08 GB13237
08AL GB13237
08AL GB13237
日系
ST10 GB/T222
ST12 GB/T222
ST14 GB/T222

在中系的主流制造厂家大多采用的是性价比较高的08AL材料，而不选用价格和高的ST12。

制动蹄支撑板在制动过程中主要受到制动蹄（领蹄和从蹄）的切向力与法向力合力的反作用力，承受的载荷大，因此要求对选材的力学性能要求较高，通常选用抗拉强度大，塑性低，韧性好的板材，一般的该零件的板材δ≤ 4mm，冷轧薄钢板如 20 GB13237-91。

钢号
拉延级别
退火球状珠光体
拉延级别
游离渗碳体 （Z级钢板）
带状 组织 （Z级钢板）
Z
S和P
Z
S
P
Z
S
抗拉强度 MPa
伸长率δ10
% 不小于
抗拉强度MPa
晶粒度
20
355~490
355~500
26
25
24
—
6~9
5~9
—
1~3

拉线支架板在制动过程中主要受到拉线在制动过程中的拉力的分力，该件承受得的载荷较小，因此要求对选材的力学性能要求不高，通常选用抗拉强度较小，塑性高，韧性一般 的板材，一般的该零件的板材δ≤ 4mm，冷轧薄钢板如 08或08AL （P级别）的即可。

铆钉在地板总成件中起到的作用很大，主要之支撑制动蹄（领蹄和从蹄），所受到的制动蹄（领蹄和从蹄）的切向力与法向力合力的反作用力，增势蹄（领蹄）与减势蹄（从蹄）的作用力互相抵消后，还剩余极小一部分作用力使铆钉来承载，如果选材合理时不会造成影响性能和使用寿命。一般选用冷镦钢 ML10A1 GB/T6478-2001
（二）制动轮缸总成
（1）缸体材料：一般选用灰铸铁（但也有选用铝合金压铸件），主要是应用灰铸铁材料的良好的摩擦性能，该材料的珠光体有良好的机械强度和磨损性能，加之其中的石墨成分具有良好的润滑性能，来减小活塞与缸孔的摩擦阻力；材料牌号一般为HT200或HT250。
下表针对HT250牌号的对比。
系别 类别
珠光体含量
铁素体含量
硬度(HB)
抗拉强度（N/mm2）
石墨长度
中系
≥90%
＜10%
190~231
≥250
10~14
德系
≥90%
＜10%
220±20
≥250
≤10
日系

该材料的铸件由于在铸造过程中，产生了铸造应力，在加工之前要进行热处理，也就是
所说的时效处理，优点：a去除铸造应力，使之利于切削；b细化晶粒，来提高抗拉强度；c改善组织结构，降低石墨长度，不易产生局部断裂。由于国内的一些低端乘用车和商用车在考虑到降低成本的因素，通常是铸态进行加工，这样有使用过程中的安全隐患，容易产生局部的使用间隙过大而漏油（缸孔的圆柱度由于铸态加工后产生的铸造应力和切削应力下的变形和使用中的机械儒变，导致缸孔和活塞的配合使用面间隙公差带大小不一）。下面是热处理方式的比较图表：
系别 类别
低档车
中低档车
中档车
中系
铸态
铸态
人工时效（电炉处理）
日系
自然时效（空气中放置）
自然时效（空气中放置）
自然时效（海水浸泡）
日本采用自然时效的目的是考虑到国内的能源贫乏，电力能源紧张，加之环保的需要，这样反而降低了热处理成本，又达到了去应力的效果。由于日本的铸造工艺较先进，铸造质量较好，保证了机械强度。
工作表面的光洁程度要求非常高，粗糙度不大于0.8μm，减小摩擦阻力，提高使用寿
命，同时也会加快制动反应速度。
（2）活塞材料：该产品选用低碳钢（但也有选用铝合金压铸件，工作面进行氧化处理来提高硬度和耐磨损性能），工作面进行渗碳或渗氮处理后，具有良好的表面硬度和耐磨损性能，其材料牌号一般为10 GB699或20 GB699。
工作表面的光洁程度要求非常高，粗糙度不大于0.4μm，减小摩擦阻力，提高使用寿命，同时也会加快制动反应速度。
（3）皮碗材料：轮缸总成产品选用的制动液为非石油基质的液压油，过去使用的是蓖麻油—醇型、醇醚型、硼酸脂型、硅油型和矿物油的制动液，现在使用合成制动液，由于使用不同物质的制动液，对皮碗的物理性能有不同的影响，如材料膨胀量、邵尔硬度、外部形状、机械强度、质量等。
此外，在皮碗的选材方面，还要考虑到该车的使用地区，高纬度地区（高寒地区）和低纬度地区（高热地区）的环境温度对橡胶件的物理性能。

系别 类别
材 料
邵氏硬度
内外径尺寸精度
选配制动液牌号
中系
三元乙丙
HAC60±5
±0.15
合成制动液
德系
耐油橡胶
HAC55±3
±0.1
矿物油型制动液
日系
三元乙丙
HAC60±3
±0.1
合成制动液
在70℃ 120h的试验状态下，与缸径在∮28或∮28.25相配合的皮碗在制动液中引起的根径增值为+0.1~ +5% ；邵氏硬度会降低0 ~ －10%。

（4）防尘罩材料：

（5）弹簧材料：首先看它的使用状态，在轮缸总成中它起支撑左右两个活塞的作用；在制
动器总成中它起到平衡轮缸活塞的内外压力作用，上拉簧对领蹄和从蹄的拉力促使双
活塞压紧弹簧（轮缸内弹簧），弹簧的反作用力和制动系统内存的压力（铸缸或阀体
的内存液压）保证活塞内外压力平衡，直至到调整器总成的两端槽口限位尺寸的最小
长度极限。
它使用的弹力不大，拉力只是起到平衡轮缸内的两个活塞而以，因此国内选材一般为
冷拉弹簧钢丝或普通碳素弹簧钢丝，

（6）放气螺钉材料：

（7）放气螺钉罩材料：

（三）制动蹄带拉杆总成

（四）调整器总成