[實用新型]二維結構周期排列的陶瓷骨架增強輕金屬復合材料制動盤

有效

• 申請號: 201520681387.1
• 申請日: 2015-09-06
• 公開（公告）號: CN205013544U
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 房殊
• 申請（專利權）人: 房殊
• 主分類號: F16D65/12
• 分類號: F16D65/12;F16D65/847;F16D69/02;B23P15/18
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 劉磊娜

技術領域

本實用新型涉及二維結構周期排列的陶瓷骨架增強輕金屬復合材料制動盤，屬于摩擦、制動領域。

背景技術

隨著現代航天航空、高速鐵路、公路交通及風力發電等領域的快速發展，對摩擦離合及制動系統的重量、安全、振動和噪聲問題越來越關注。特別是在高速重載工況下，在不影響摩擦離合及制動性能的前提下，對摩擦離合及制動系統減重、減震、降噪、安全、舒適、耐磨的要求越來越高。一些功能與結構一體化的新型材料，因其顯著的減震、降噪、質輕及卓越的摩擦、磨損性能吸引了國內外學者的關注。

傳統的鋼鐵材料制動盤、碳碳復合材料制動盤、碳陶復合材料制動盤、陶瓷顆粒增強鋁合金復合材料制動盤、泡沫陶瓷增強鋁合金復合材料制動盤及在金屬表面涂覆耐磨層以提高耐磨性的制動盤，雖各有其優缺點，但尋求一種整體性能良好的制動盤仍然成為業內研究的熱點。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種二維結構周期排列的陶瓷骨架增強輕金屬復合材料制動盤，可滿足于包含但不局限于飛機、軌道交通車輛、公路交通車輛、船舶等運動機械設備的摩擦、制動需求。

為了實現上述目的，本實用新型采取的技術方案如下：

一種二維結構周期排列的陶瓷骨架增強輕金屬復合材料制動盤，其關鍵技術點在于，其包括金屬基體，所述金屬基體設有一個或兩個摩擦面層，所述摩擦面層為二維結構周期排列的陶瓷骨架增強輕金屬復合材料摩擦面層。

作為本實用新型進一步的改進，選自任一如下結構：

A．所述金屬基體設有一個摩擦面層，所述金屬基體包括金屬盤以及設置于所述金屬盤一側的各種已知形狀的散熱筋，所述摩擦面層和所述散熱筋分別設置在所述金屬盤兩側；

B．所述金屬基體設有兩個摩擦面層，所述金屬基體包括金屬盤，所述兩個摩擦面層分別設置在所述金屬盤兩側；

C．所述金屬基體設有兩個摩擦面層，所述金屬基體包括兩個金屬盤以及連接所述兩個金屬盤的連接體，所述兩個摩擦面層分別設置在所述金屬盤的外側，所述連接體為散熱筋或散熱柱。

上述B所述的結構即所謂通體盤結構制動盤，上述C所述的結構即所謂通分盤結構制動盤。

作為本實用新型進一步的改進，摩擦面層開設有通風槽和/或通風孔，所述通風槽沿摩擦面層的徑向方向開設，所述通風槽在徑向方向為直線或是曲線形狀，所述通風孔沿摩擦面層的軸向方向開設，所述通風孔為通孔和/或非通孔。

作為本實用新型進一步的改進，所述摩擦面層包括一塊或多塊平面布設的厚度為1~9mm的二維結構周期排列的陶瓷骨架增強輕金屬復合材料。

作為本實用新型進一步的改進，所述二維結構周期排列的陶瓷骨架增強輕金屬復合材料包括二維結構周期排列的陶瓷骨架和填充于所述二維結構周期排列的陶瓷骨架內的輕金屬，所述二維結構周期排列的陶瓷骨架是由陶瓷骨架空腔單元周期排列而成。

所述陶瓷骨架空腔單元二維xy方向選自空心三角形、四角形、五角形、六角形、多邊形、多邊異形、圓形、曲線形等形狀中的任一種或兩種以上的排列組合，所述陶瓷骨架空腔單元二維xy方向的面積為1~16mm2，陶瓷骨架空腔單元z方向為貫穿通孔，z方向的高度為1~9mm。

作為本實用新型進一步的改進，所述二維結構周期排列的陶瓷骨架占復合材料摩擦面層面積的5~60％，輕金屬占制動盤復合材料摩擦面層面積的95~40％。

作為本實用新型進一步的改進，所述二維結構周期排列的陶瓷骨架由選自碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、氧化物陶瓷和金屬陶瓷任一種或兩種以上的復相陶瓷、塞隆（Sialon）陶瓷制成。

作為本實用新型進一步的改進，所述二維結構周期排列的陶瓷骨架增強輕金屬復合材料中的輕金屬包括鈦、鎂、鋁及上述輕金屬的合金，以及添加其它材料增強的輕金屬及其合金。所述的添加其他材料增強的輕金屬選自添加石墨、納米碳管或各種陶瓷顆粒增強的輕金屬。

作為本實用新型進一步的改進，所述金屬基體的材質可以是各種黑色金屬、輕金屬鈦、鎂、鋁及其合金，以及添加其它材料增強的輕金屬及其合金。所述的添加其他材料增強的輕金屬選自添加石墨、納米碳管或各種陶瓷顆粒增強的輕金屬。

作為本實用新型進一步的改進，通過以下任一種方法制備：

方法一：將二維結構周期排列的陶瓷骨架放入模具，添加加熱后的輕金屬，經擠壓、模鍛、鑄造等工藝中之一種或多種一次成型完成；

方法二：將二維結構周期排列的陶瓷骨架和金屬網格放入模具，添加加熱后的輕金屬，經擠壓、模鍛、鑄造等工藝中之一種或多種一次成型完成；

方法三：