[發明專利]高強韌鋁合金制動鼓及其制備方法

有效

• 申請號: 201410430786.0
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104233015A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 王連登;王沁峰;鄭金傳;劉小華;曹海平;曹海春
• 申請（專利權）人: 機械科學研究總院（將樂）半固態技術研究所有限公司
• 主分類號: C22C21/04
• 分類號: C22C21/04;C22C30/02;C22C1/03;C22C1/06;B22D18/02;C22F1/043
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 李雁翔

技術領域

本發明涉及制動鼓制備技術領域，具體涉及一種高強韌鋁合金制動鼓及其制備方法。

背景技術

汽車制動鼓就是鼓式剎車系統的一部份，剎車時，活塞對兩對半月型的剎車蹄片施加壓力，使其貼緊鼓室內壁，從而產生摩擦來停止車輪的旋轉。傳統制動鼓的材質一般為HT200-300(即灰鑄鐵)，其散熱性能較差，在汽車制動過程中會聚集大量的熱量。制動蹄片和輪鼓在高溫影響下較易發生極為復雜的變形，容易產生制動衰退和振抖現象，引起制動效率下降。特別在北方行駛的載重汽車的制動問題，由于鑄鐵制動鼓的散熱不佳，往往需要加水進行冷卻，可在冬天的北方，制動冷卻用水常由于結冰使車輛在行駛過程容易打滑，造成車輛行駛的危險。

發明內容

本發明所解決的技術問題是針對傳統制動鼓存在的不足，提供一種質量輕，散熱能性好，熱膨脹系數小，熱穩定性好，耐磨性能、耐蝕性能及高溫性能好的高強韌鋁合金制動鼓及其制備方法。

本發明所采用的技術方案是：高強韌鋁合金制動鼓，其特征在于，所述制動鼓的組分及各組分的重量百分比為：31％～35％Si，5％～6％Cu，1％～3％Mg，0.5％～1％Ti，0.9％～1.2％Mn，5％～8％Ni，0.1％～0.2％S，0.5％～2％RE，0.05％～0.1％C，余量為鋁。

所述制動鼓的組分及各組分的重量百分比優選為：33％Si，5.5％Cu，2％Mg，0.75％Ti，1％Mn，6％Ni，0.15％S，1.5％RE，0.08％C，余量為鋁。

高強韌鋁合金制動鼓的制備方法，其特征在于，按以下步驟進行：

①配料：根據所述制動鼓的組分及各組分的重量百分比，采用純鋁錠、純鎂錠、工業結晶硅、鋁銅中間合金、鋁錳中間合金、鋁鎳中間合金、鋁稀土中間合金、Al-Ti-C-RE合金和硫為原料進行配料；

②熔煉：先把部分純鋁錠加入到熔煉爐爐底，用惰性氣體或保護熔劑進行保護，防止氧化，當鋁錠熔化后，用剩余的純鋁錠將工業結晶硅壓入爐底，進行熔化，防止工業結晶硅上浮氧化，當所有的工業結晶硅熔化后，將鋁銅中間合金、鋁錳中間合金、鋁鎳中間合金、鋁稀土中間合金加入熔煉爐中，熔化后調整鋁水溫度為760～800℃，再采用鐘罩方式將純鎂錠壓入熔體中，直至完全熔化制得鋁合金液；

③變質細化處理：將熔煉完成后制得的鋁合金液倒入轉澆包，先在液體表面撒上一層覆蓋劑防止鋁合金液氧化，并控制鋁合金液溫度為800℃，再通入氮氣或氬氣進行除氣處理，除氣結束時，靜置7～10分鐘后對鋁合金液表面上氧化夾雜進行清理，再補加一層覆蓋劑；調整鋁合金液的溫度至800～850℃，添加變質細化劑Al-Ti-C-RE合金及硫的混合物，對初生硅進行變質處理，變質時間為10～15分鐘，使初生硅晶粒尺寸控制在10～30μm之間；

④擠壓鑄造：預熱模具至200～300℃，然后進行擠壓鑄造生產制動鼓鑄件，澆注溫度為810℃，壓射比壓為90～110MPa，增壓時間為70～100毫秒，擠壓速度分別為0.3～0.5米/秒，一次循環時間為120秒；

⑤激冷處理：澆注合模結束時，對未完全凝固的制動鼓鑄件進行快速激冷，冷卻速度控制在300～500℃/s，然后開模取出制動鼓鑄件；

⑥T6熱處理：對經過激冷的制動鼓鑄件進行高溫固溶熱處理，固溶溫度控制在500～550℃，保溫時間為4～5個小時；然后進行淬水處理，淬水結束后，重新進行時效處理，時效溫度為230～250℃，保溫時間15～24小時；

⑦經過機加工后制得制動鼓產品。