[發明專利]一種鋁基復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 200610138711.0
• 申請日: 2006-11-10
• 公開（公告）號: CN101177744A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發明（設計）人: 肖美群
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C21/00;C22C1/06
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 王鳳桐;吳德明

技術領域

本發明是關于一種復合材料的制備方法，更具體地說，是關于一種鋁基復合材料的制備方法。

背景技術

鋁基復合材料具有比強度、比模量高，耐高溫、耐磨損以及熱膨脹系數小、尺寸穩定等優異的物理性能和力學性能，在航空航天、軍事國防領域以及汽車、電子儀表等行業中有著廣泛的應用。

隨著能源緊缺及車輛速度的不斷提高，以減重節能為目的的車輛輕量化技術開發備受關注。與傳統鋼鐵材料相比，顆粒增強鋁基復合材料因為具有較高的比強度、比剛度，良好的熱穩定性和耐磨性，很適合用來制作汽車和高速列車制動系統及制動盤。制動器是車輛的關鍵部件之一，其性能的好壞直接影響整車性能的優劣，因此，制動器的設計在整車設計中顯得相當重要。作為汽車安全行駛重要保證的摩擦制動器的產生與發展始終與汽車技術相生相伴，隨著人們生活理念和汽車技術的不斷發展，摩擦制動器從結構到組成摩擦副的材料都發生了巨大的變化。制動盤所選用的材料對制動效果影響較大，制動盤的不同材質、結構、金相組織都會對摩擦副的摩擦性能產生較大的影響。目前，絕大多數的汽車制動盤(鼓)仍采用鑄鐵，其主要缺陷是密度大，這不利于減輕車重；二是導熱性差，其工作表面溫度很高且溫度梯度大，易形成熱點而產生熱烈。所以，世界各國都在對制動盤材料進行研發，如顆粒增強鋁基復合材料，以使制備得到的制動盤不僅減重節能，而且可減少剎車過程中的振動和噪音，縮短剎車距離，提高制動效果。

CN1740354A公開了一種原位顆粒增強耐高溫鋁基復合材料的制備方法，采用該方法得到的原位顆粒增強耐高溫鋁基復合材料的組分及重量百分比為：11-13％Si，0.5-1.5％Mg，0.8-1.3％Cu，0.8-1.5％Ni，1-20％TiB₂，余量為Al；該制備方法包括以下步驟：

(1)在坩鍋中加入ZL102合金和Al-Si中間合金或工業純鋁，熔化后升溫，用覆蓋劑覆蓋，覆蓋劑采用鋁合金精練無鈉覆蓋劑；

(2)將KBF₄和KTiF₆均勻混合，烘干后加入熔體中，進行機械攪拌；

(3)反應結束后，取出副產物，加入工業純Mg、Al-Ni和Al-Cu中間合金，扒去浮渣，抽真空靜置；

(4)裝配中隔板，升液管，模具，低壓成型。

CN1492066A公開了一種汽車制動盤用復合材料，其特征在于，該材料是以在鑄造凝固中原位生成的Mg₂Si增強顆粒彌散分布在含有Si、Gu的鋁合金基體中而組成，其組分重量百分比含量為：Mg₂Si15-35％、Si1-15％、Gu1-5％、Al余量。

該汽車制動盤用復合材料的制備方法包括以下工藝過程：

a)以工業純鎂、純銅、重量百分比為Al-20％Si中間合金為原料，按如下重量百分比配料后熔化：Gu1-5％、Mg9-23％、余量為Al-20％中間合金，熔化溫度為680-900℃；

b)熔化后加入占上述合金總重量百分比為1-5％的覆蓋劑；

c)調整溫度在690-720℃加入占上述合金總重量百分比為9-23％的工業純鎂至熔化并溫度均勻；

d)加入占上述合金總重量百分比為1-2％的精練劑，保溫5-10分鐘；

e)加入占上述合金總重量百分比為0.005-3％的變質劑，保溫5分鐘以上；

f)按普通鑄造工藝澆注成型。

采用上述方法制備得到的鋁基復合材料中增強相顆粒與基體材料的界面結合性不好導致得到的復合材料在壓鑄成型后得到的制品的力學性能不理想，制品的抗拉強度和彈性模量較差。

發明內容

本發明的目的是克服將由現有制備方法得到的鋁基復合材料壓鑄成型后得到制品的力學性能不理想的缺點，提供一種使壓鑄成型得到的制品具有良好力學性能的鋁基復合材料的制備方法。

本發明提供了一種鋁基復合材料的制備方法，其中，該方法包括將熔融態的鋁與KFB₄、K₂TiF₆和SiC顆粒混合均勻，然后降溫至500-600℃反應，再升溫使上述混合物至熔融狀態繼續反應，除去副產物，得到鋁基復合材料前體，使所述鋁基復合材料前體維持在熔融狀態，并將該熔融態的鋁基復合材料前體與鎂、銅混合。