制动鼓是安全部件，关系到人的生命财产安全，同时又是易损易耗部件。市场需求特别大。
目前，国内年产量约在 1000 万只以上。由于产品结构相对简单，机器造型和手工造型都很方便，全国各地几乎都有生产制动鼓的铸造厂。笔者参观过的几家大型企业都是用机械化流水线生产制动鼓，年产量约 100 万只。
我还去过一些年产值几万的小企业。河北隆尧县的一个镇也有一个工业园区，那里有一百多家铸造厂在集中生产汽车用制动鼓，整个园区的制动鼓产量应该在 100 万只以上。只是大企业生产的制动鼓一般供应国内车桥厂或出口国外，小企业生产的制动鼓大多供应零部件和售后配件市场。其产品质量和信誉很难被正规车桥厂接受。据笔者所看到和了解到的这些企业，由于产品结构不同，供应对象不同，生产工艺也不尽相同，但总的来说，质量问题 还是有很多，达不到汽车制动鼓的质量要求。因此，我认为有必要与大家一起探讨和研究制动鼓的生产工艺，相互交流经验。以下是根据我的经验和理解提出的。情况，借此机会与大家交换意见，不妥之处，敬请指正。
卡车制动鼓的质量要求
由于灰铸铁具有良好的导热性、减震性、耐磨性、优异的铸造性能和较低的制造成本，几乎所有机动车辆的制动鼓都由灰铸铁制成，其牌号为 HT200 和 HT250。
我国只有一个灰铸铁标准，即 JB/T9439-2010，没有汽车制动鼓专用灰铸铁标准。机械标准中也没有关于特种灰铸铁的说明。世界上只有美国材料试验协会 ASTMA159-83（1993 年重新审查）专门制定了汽车灰铸铁件标准。根据制动鼓的承载能力，列出了 3 个铸铁等级。同时，美国汽车工程师协会的动力机械用灰铸铁标准 SAEJ431 对制动鼓的质量要求与 ASTMA159-83 基本相同。目前，我国和国外大多参照美国制动鼓标准。出厂标准在图纸或验收标准中给出。标准的高低反映了其工艺水平和质量。只有高水平的标准才能生产出高质量的产品。
下面简要介绍上述美国标准和国外一些优秀公司对制动鼓的质量要求，并介绍以下内容供大家参考
机械性能
化学成分
Microstructure
其他要求
除了对机械性能、硬度和金相的验收外，国外制造商和国内原始设备制造商在所提供的制动鼓技术条件中还经常对紧凑性提出要求。
如果铸件中存在缩孔、缩孔气孔、气孔、夹砂或其他铸造缺陷，则说明铸件不致密。这些缺陷可通过 X 射线或解剖方法进行检查。如果缺陷低于下表中的规定，则可以接受。超过其规定的应判定为废品。当然，如果缺陷是在加工过程中暴露出来的，一般不予接受。
制动鼓的故障模式和原因
制动鼓在使用过程中出现的故障主要是开裂和磨损，但从客户投诉和索赔反映的数据统计来看，主要是前者。也就是说，大部分失效的制动鼓都是在正常磨损甚至轻微磨损的情况下，即已开裂而无法使用。以下是某工厂在 2014 年退回的报废产品。从图中可以清楚地看到，制动鼓上出现了一条至数条纵向裂纹。横向裂纹主要出现在凸缘的圆角处，也就是俗称的顶陷。
通过对失效部件的失效分析，得出失效的主要原因有三个：
我们生产制动鼓的人应该改进前两个故障原因。稳定和提高制动鼓的质量。下面我将与大家详细讨论。至于第三个故障原因，我们是无能为力的，主要还是依靠国家对违规使用超载车辆的治理。从索赔的角度看，很大一部分是由这种非法使用造成的。但是，责任一般都转嫁给了代工厂。据我所知，有几家生产制动鼓的公司声称索赔率约为 3%。每年有數以百萬計的賠償。其实，这种责任应该由车主承担。我国出口到国外的制动鼓普遍反映良好。几乎没有赔偿甚至投诉。在平原地区运输的客车和轿车的制动鼓也反映良好。只有少数山区、矿区、个别产品使用寿命低，都是由于国内严重超载、频繁紧急制动、制动过程中喷水冷却制动鼓造成的。在这种情况下，所有动能都转化为制动鼓的热负荷，测得的热负荷可达 800℃-850℃。这也可以从失效裂纹的宏观和金相检查中发现。这类铸件宏观上呈白色，光亮。从金相角度看，它是石墨+马氏体+贝氏体。这些都是高温转变后奥氏体淬火产生的。因此，制动鼓是在弯曲应力、热应力和抗机械制动力的作用下失效的，而不是传统的开裂。这可能是一种中国式失效模式。
1.制动鼓的生产过程
制动鼓的生产过程主要集中在两个方面。一是如何保证其机械性能和金相组织满足产品要求。但如何减少其铸造缺陷。尤其是关键部位的内部缺陷。在减少铸造缺陷方面，今天我主要讲如何减少其缩孔缺陷，因为缩孔缺陷是主要的废品类型，也是造成不合格的主要原因之一。
第一个方面主要是提高铁水的冶金质量。第二方面是找出适合制造商的技术手段。
目前，国内卡车制动鼓的材料均为 HT250，因此，笔者将重点介绍生产制动鼓所用 HT250 的冶炼和工艺中需要注意的几个问题。
本来，如果我们只需要满足 HT250 的机械性能和金相组织要求，是没有什么困难的。但是，用于制动鼓的 HT250 在高含碳量的情况下，必须保证机械性能、硬度和金相组织，这就给一些小厂家甚至一些大厂家带来了一定的困难。他们提出，如果产品含碳量要大于 3.40%，在不添加铬、铜、锡等合金元素的情况下，性能很难保证。但他们的实际情况是为了节约成本，一般只添加 Cr 和 Sn 来保证珠光体和抗拉强度。但如果添加量少，强度和硬度就达不到，如果添加量多，金相中就会出现过量的雪明碳酸盐。
而进退两难。最后，权衡利弊，大多采用降低含碳量的方法来满足机械性能和硬度的要求。当然，到目前为止，虽然 ASTM 标准对含碳量做出了严格的规定，但中国的工厂并没有执行。即使是一些国外客户，也没有统一要求碳含量必须大于 3. 4% 或更高。例如，我所知道的几家客户，他们对制动鼓化学成分的要求如下：
但是，提高总碳含量是有科学依据的，也是大势所趋，因为只有高碳含量才能保证大量的石墨，具有更好的导热性和抗热疲劳性。美国的强制规定必须有其科学依据。对于我们来说，也应该有能力在高含碳量的前提下，生产出合格的机械性能、硬度和金相组织。
通过国内多年来生产高碳高强铸铁的实践，应该说积累了很多成功的经验，在技术上也取得了共识。这为我国生产制动鼓奠定了良好的基础，实际情况也是如此。很多大型企业生产的制动鼓质量已经能够稳定地满足客户的要求。这些技术，归纳起来就是走合成铸铁之路。所采用的技术是在高比例添加废钢的基础上，使用再障炉增加再障，增加铁水中的硫分，做好孕育工作，使铁水温度足够高。最近，有人提出对铁水进行预处理。在这方面我已经谈了很多，也发表了很多文章。我就不再重复了。我只想结合制动鼓的具体铸造，提出几点意见，供大家参考
2.关于受孕问题
制动鼓铁液孕育的目的与生产其他高级铸铁件的目的相同。主要是确保不出现雪明碳，或铁素体和碳化物总量不超过 5%，以保证良好的石墨形状。(一般规定 A 级石墨应大于 80%。B、D、E 类石墨不应大于 20%），以保证良好的机械性能，同时提高切削性，在灰铸铁的生产实践中，其孕育度一般在 0. 2 %-0.6%.此时我要提醒大家的是，请注意肥度，控制肥度。因为在大多数现场铸造技术人员和工人的心中，最关心的是如何提高接种效果，如何增加石墨芯，如何使用高效接种剂。灰铸铁的生产也与球墨铸铁的生产一样。它采用多次接种，使用尽可能多的接种剂，忽略了接种对灰铸铁收缩性能的影响。而忘记了缩孔和气孔在制动鼓废品中占很大比例，缩孔废品与制动鼓异常失效之间没有任何联系。
我们都知道，除了各厂生产的报废制动鼓外，仓库中许多合格的铸件都存在缩孔和缩松缺陷，而大多数厂家的技术人员只是停止了解决缩孔的措施。降低浇注温度，改进浇注系统设计。我就是来告诉大家对制动鼓的孕育过程应给予更多的关注和控制。
现在很多人已经意识到，接种可以促进收缩孔隙率。在碳当量为 3.9-4.3% 的范围内，孕育铸件的尺寸总是大于未孕铸件的尺寸。未孕育铸件没有收缩气孔，但孕育铸件会产生收缩疏松。因此，在生产制动鼓时，有必要控制接种量不能过大。在保证不出现雪明碳酸盐和保证加工性能的前提下，尽量少加孕育剂，够用即可，不可过量。关键是要做好流动接种。在加工过程中，不要进行两次、三次甚至四次孕育。
3.关于模具的密封性
铸铁件的内部收缩型腔和气孔以及铸件的表面收缩在很大程度上受模具的影响。铁水浇入铸型后，型腔体积在铁水的静压力和热量作用下，会使铸型壁移动，导致铸型体积变大，铸件尺寸超出公差范围，重量增加。变形的大小取决于砂型的密实度、造型材料和砂的性能参数。国外有人做过这方面的研究。他们从模具生产线上提取制动鼓，测量其尺寸并称量其重量。结果表明，每个样品的重量波动很大。如下图所示，制动鼓的重量从 162 磅到 173 磅不等，最大相差 11 磅（1 磅等于 453 克）。测试制动鼓的成型线为冲击压力成型机。这种重量差异表明模具的质量存在波动。冲击砂软模产生了严重的鼓砂现象。而密实度好的模具，胀砂非常轻微，铸件尺寸准确。他们发现，膨胀严重的制动鼓内部有收缩，而重量正常的制动鼓质量正常。因此，他们利用这种简单的检测方法，在制动鼓运输到加工之前，通过称重来判断制动鼓的内部收缩，并认为制动鼓的收缩是由模具的移动引起的。因此，提高模具的刚性成为避免制动鼓收缩和松动的重要措施。
目前在国内推广的使用铁式覆砂制动鼓生产制动鼓，由于其特点，不存在收缩缺陷。山西一家大型企业采用这种工艺生产制动鼓。目前已建成三条半机械化铁式覆砂生产线，生产日产制动鼓 430 多个。工艺成品率达 90%，产品合格率稳定在 98%。目前正在安装第四条铁型砂涂层生产线。
河南省南阳市一家工厂使用树脂砂生产北奔重型制动鼓，采用顶注和无冒口技术，质量稳定，无收缩。
有些工厂的浇口与制动鼓之间的距离太近，只有 40 毫米。这里的成型砂很难粉碎，所以经常会产生收缩孔和气孔。将距离改为 60-80mm，收缩气孔就会轻很多。
有的小厂先整体打砂，然后用钢棒插入浇口，使整个模具更加严密，便于打砂，反映出铸件缩孔并不严重。
