ブレーキ ディスク鋳物: ねずみ鋳鉄のグレードと調達に関するバイヤーズ ガイド

実際に購入するもの — 鋳造ブレーキ ディスクと完成品ブレーキ ディスク

初めてブレーキ ディスクを購入する多くの人がつまずくのは、鋳造品と完成したブレーキ ディスクは 2 つの異なる製品であり、必ずしも同じ工場から生産されるわけではないということです。

サプライチェーンは 2 つの層で機能します。ある鋳造所はねずみ鋳鉄を流し込み、未加工の鋳物、つまり機械加工もバランス調整も表面処理も施されていない粗いディスクを出荷します。その後、別の機械工場で旋盤、フライス加工、穴あけ加工が行われ、車両にボルトで固定される部品に仕上げられます。

一部のサプライヤーは両方を行っています。多くの人はそうではありません。機械工場だけを扱っている場合は、鋳造工場レベルで何が起こっているかをまったく把握できません。そして、鋳造欠陥 (多孔性、硬い斑点、グラファイトの種類の問題) が両方の工場を通過すると、顧客の車両に付着します。 (一般的な欠陥とその原因の完全な内訳については、鋳造欠陥ガイド.)

したがって、RFQ を送信する前に、どの層から購入しているのかを把握してください。コンテナ単位で輸入している流通業者の場合、鋳造と機械加工の統合サプライヤー、または 1 つの契約に基づいて両方のステップを管理する鋳造サプライヤーを利用すると、より優れた品質管理と単一の説明責任を得ることができます。 (ブレーキ ディスクは、購入者がよく一緒に調達するいくつかのシャーシ コンポーネントのうちの 1 つです。当社の記事を参照してください)自動車シャーシ鋳造の概要.)

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材料アルファベット: HT250、G3000、および GG25 の説明

さまざまな国からブレーキ ディスクを調達したことがある場合は、本質的に同じ素材に 3 つの異なるグレード名があるのを見たことがあるでしょう。変換テーブルは次のとおりです。

3 つとも、最小引張強度が 250 MPa のパーライトねずみ鋳鉄について説明しています。しかし、その強度を実現する化学ウィンドウはグレード名よりも重要です。

乗用車のブレーキディスクの一般的な化学反応は次のとおりです。

証明書の最も重要な数字は 1 つの要素ではなく、炭素当量.

CE = C + 0.33(Si) + 0.33(P) − 0.027(Mn) + 0.4(S)

ブレーキディスクの場合、CE は次の範囲内にある必要があります。3.90%と4.15%。 3.90% 未満では、ディスクが十分に速く熱を放散できないため、熱亀裂のリスクが増加します。 4.15% を超えると、過剰なグラファイトの浮上や摩擦面にソフトスポットができる危険性があります。

一部の鋳造所では、硬度の均一性と熱安定性を向上させるために、マイクロ合金として少量のクロム (0.15 ～ 0.35%) または銅 (0.3 ～ 0.6%) を添加しています。これらは「高炭素」(HC) 配合物と呼ばれます。コストは高くなりますが、大型 SUV や商用車で使用されるディスクの場合、耐用年数が大幅に延長されます。

硬度は次の間に着地する必要があります187–241 HBS。よくある間違いは、より難しい = より良いと考えることです。 241 HBS を超えるテストを行ったブレーキ ディスクは、熱サイクル下でノイズ、不均一なパッ​​ド摩耗、および極端な場合には亀裂を発生させます。特定の箇所の硬度を高くするのではなく、フリクション リング全体で一貫した硬度が必要です。 (鋳造公差が最終部品のパフォーマンスにどのように影響するかについて詳しくは、ISO 8062 公差ガイド.)

微細構造の要件も同様に具体的です。

• グラファイトタイプ:主にタイプ A (均一なフレーク)、ISO 945 に準拠したサイズ 3 ～ 5

• マトリックス：パーライト ≥ 95%、フェライト < 5%

• 炭化物:なし - 遊離炭化物がある場合は、接種が不十分であるか急速冷却されていることを示します。

フェライト含有量が 5% を超えると、ディスク表面が柔らかくなり、摩擦係数が低くなります。そうすると、ブレーキパッドがグリップせずに曇り、停止距離が増加します。これは、ラボのレポートよりも先にお客様が気づくことです。 (これらの微細構造目標は偶然に起こるものではありません。鋳造工場が部品の形状に合わせてゲートと冷却システムを設計する必要があります。鋳造ガイドの製造性を考慮した設計.)

ブレーキ ディスクの RFQ の内容

優れたブレーキ ディスクの鋳造 RFQ には 6 つの項目が含まれます。ほとんどの RFQ には 3 つの項目が含まれています。 3 つが欠けていると、高額なやり取りが発生します。

1. アプリケーションデータ。車両メーカー、モデル、OE部品番号。純正番号が分からない場合は、最低でもディスク寸法：外径×厚み×高さ（ハブ面から摩擦面までの高さの合計）×センターボア×ボルト穴×PCD（ピッチ円直径）をお知らせください。絵の方が良いですよ。公差の注釈を付けた図面が最適です。

2. 材料規格。「GB/T 9439 あたりの HT250」または「SAE J431 あたりの G3000」または「EN 1561 あたりの EN-GJL-250」と書きます。 「ねずみ鉄」とは書かないでください。それは、「メタル」を注文して最高のものを期待するようなものです。

3. 製品の形状。未加工の鋳造ですか、それとも完全に機械加工されていますか?機械加工の場合は、摩擦面の表面仕上げ (通常 Ra 1.6 ～ 3.2 μm)、クロスドリルまたはスロット パターンが必要かどうか、および表面処理 (リン酸塩処理、電気泳動コーティング、または防錆油による裸地処理) を指定します。それぞれに個別の処理ステップとコストが追加されます。

4. 認定要件。自動車用途では、IATF 16949はベースラインの品質管理基準です。ディスクがヨーロッパで販売される場合は、次の情報を追加しますECE R90(UN 規則 No. 90) — これにより、サプライヤーは摩擦性能、熱安定性、動的耐久性の試験のために認定試験機関にサンプルを提出する必要があります。

5. ボリューム。年間推定数量と初回注文数量。これにより工具の償却が決まります。一般的なブレーキ ディスクの鋳型 (パターン プレート) は、乗用車用ディスクの場合 3,000 ～ 8,000 ドルかかります。ほとんどの鋳造工場は、工具を初年度の数量で償却します。年間生産量が 10,000 個の場合、部品あたり 0.30 ～ 0.80 ドルの追加となります。 1,000 個の場合、パーツごとに 3 ～ 8 ドル追加されます。これは意味のある違いです。

6. 品質検査計画。すべてのディスクが動的バランス調整（単一面アンバランス ≤ 500 g・cm）を受ける必要があること、化学分析が熱ごとに報告されること、および硬度が便利なコーナーの 1 つの測定値だけでなく、摩擦面の複数のポイントでテストされることを指定します。

ブレーキディスク鋳造品に特有の品質検査

ブレーキディスクは、一般的な鋳造検査では捕捉できないような形で故障します。標準的な寸法と材質のチェック以外に何を追加するかを次に示します。

動的バランシング — 100%、サンプルではありません。500 g・cm の不平衡状態で 1,500 RPM で回転するディスクは、ステアリング ホイールとブレーキ ペダルを通じて振動を引き起こします。バランスは、外側のリムから少量の材料を除去することによって行われます。すべてのディスクにこのテストが必要です。サプライヤーの見積書にそれが含まれていない場合は、後で判明したときに 1 個あたりさらに 1 ～ 2 ドルかかることが予想されます。 (自動車鋳造の品質プロトコルの詳細については、当社の自動車鋳造品質管理ガイド.)

硬度マッピング。単一の読み取り値ではありません。ハブや外縁ではなく、摩擦リングの周囲で少なくとも 4 つの測定を行ってください。最高読み取り値と最低読み取り値の間の広がりが 20 HBS を超える場合、材料の均一性は低下します。これは通常、金型内の冷却速度が一貫していないことが原因です。

金属組織検査はオプションではありません。サンプルの取り付け、研磨、エッチングには 20 分かかります。また、黒鉛の種類とパーライトの含有量を確認する唯一の方法でもあります。サプライヤーが「機械的特性は保証しているので金属組織検査は必要ありません」と言う場合は、別のサプライヤーを探してください。グラファイトが最適ではない間でも機械的特性は合格する可能性があり、ブレーキをかけるのはグラファイトです。

熱あたりの炭素当量。1 日ごとではなく、1 週間ごとではなく、ヒートごとに。 1 日に 3 回のヒートを実行する鋳造工場では、装入材料が異なる場合、3 回目のヒートまでに CE ウィンドウの外にドリフトする可能性があります。これは、最も一般的で最も見落とされているブレーキ ディスクの品質不良の 1 つです。

購入者が見逃しがちな近道:

• CEを硬さに置き換えます。低 CE ディスクは 200 HBS に達するまで硬化できますが、最初の山の下りで亀裂が発生します。

• 動的バランシングを完全にスキップします。ディスクはゲージ上では正しく見えますが、顧客がすぐに感じる振動を生み出します。

• フェライトリッチなリターンをチャージに使用し、パーライト含有量を 95% 以下に押し上げます。硬度チェックではこれにフラグが立てられません。金属組織検査のみが可能です。

欧州市場で流通する場合、サプライヤーは E-Mark 認証と認定試験所からの ECE R90 テストレポートも提供する必要があります。これは工場の自己宣言ではなく、インポートしている特定のディスク モデルに対するサードパーティのテストです。

適切なサプライヤーの選択: 鋳造工場、機械工場、または統合会社

ブレーキディスクには 3 つの調達モデルがあります。それぞれが異なる購入者プロファイルに対して機能します。

実際には、統合工場モデルと鋳造サプライヤー モデルが最も近いものになります。違い: 統合工場は両方のプロセスを所有します。鋳造サプライヤーは、資格のある鋳物工場や機械工場のネットワークを管理していますが、鋳造、機械加工、バランス調整、表面処理、輸出納品をカバーする単一の商業契約を締結しています。

サプライヤーがブレーキ ディスクに関して主張しているとおりのことを実際に行っているかどうかを確認する方法:

• IATF 16949 の範囲を確認してください。証明書には対象となるプロセスがリストされています。 「ねずみ鋳鉄鋳物の製造」と書かれていても機械加工については言及されていない場合は、総合サプライヤーではなく鋳造工場について話していることになります。

• バランシングマシンの仕様をお問い合わせください。メーカー、モデル、バランスグレードを教えてもらえない場合は、バランス調整を外注するか、スキップする可能性があります。

• サンプルの金属組織レポートをリクエストしてください。パンフレットではなく、最近の生産バッチからの顕微鏡写真付きの実際のレポートです。 1 日以内に生産できない場合は、品質ラボのリソースが不足しています。

よくある質問

1. HT250 と G3000 のブレーキディスクの違いは何ですか?

これらは機能的に同等であり、どちらも最低 250 MPa / 30,000 psi の引張強度を持つパーライトねずみ鋳鉄です。 HT250 は中国の GB/T 9439 に準拠し、G3000 は米国の SAE J431 に準拠します。化学ウィンドウはほぼ完全に重なっています。調達の目的で、ターゲット市場が認識している標準を指定します。ヨーロッパの購入者は、EN-GJL-250 (GG25) をリクエストする必要があります。

2. ブレーキ ディスク サプライヤーからの IATF 16949 認定が必要ですか?

自動車 OEM および Tier 1 供給の場合、はい、必須です。アフターマーケット流通の場合、これは法的要件ではありませんが、ファウンドリが実際の品質管理システムを運用していることを示す最も強力なシグナルです。 IATF 16949 を導入していない鋳造工場では、一貫した化学反応とバランスのためのプロセス制御が不足していることがよくあります。

3. ブレーキ ディスク鋳造工具にはいくらくらい支払えばよいですか?

乗用車のブレーキ ディスクのパターン プレートの価格は、通常 3,000 ～ 8,000 ドルです。範囲は、ディスクの直径、パターンの複雑さ (ベントかソリッドか)、およびパターンが単一キャビティかマルチキャビティかによって異なります。ほとんどの鋳造工場では、工具コストを初年度の保証数量に基づいて 1 個あたりの価格に償却します。

4. ECE R90 とは何を意味しますか?いつ必要になりますか?

ECE R90 は、アフターマーケット ブレーキ ディスクが摩擦係数、熱安定性、構造耐久性に関して OE 性能と ±15% 以内で一致することを要求する欧州の規制です。テストは認定研究所 (TÜV、IDIADA など) によって行われ、各ディスク モデルに固有のものです。これは、ECE 規制を認める EU、英国、および EU 以外の多くの国で販売されるディスクに必要です。

5. 生の鋳造品または完全に機械加工されたブレーキディスクを購入する必要がありますか?

信頼できる加工パートナーを所有している場合、または信頼できる加工パートナーがいる場合は、生鋳造を使用することで、より低い初期費用で最終製品を制御できるようになります。機械加工能力のない販売代理店の場合は、完全に機械加工されたものを購入してください。未加工の鋳物で節約した利益は、別の機械工場を探し、認定し、管理するコストに消えてしまいます。

Tiegu は、中国を拠点とする鋳造サプライヤーであり、資格のある中国の鋳物工場の精査されたネットワークを通じて海外のバイヤーにサービスを提供しています。当社は、発注から出荷まで、サプライヤーの選定、技術確認、品質検査、輸出納品を管理し、単一の商業契約に基づいて鋳物を供給します。

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