[發明專利]一種鋁基復合材料制動盤的制備方法

有效

• 申請號: 201710861063.X
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107598158B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 孫強;王前進;陳銳;王守泰;張希笑;王飛
• 申請（專利權）人: 山東銀光鈺源輕金屬精密成型有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F3/14;B22F5/10;F16D65/12
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

一種鋁基復合材料制動盤的制備方法，屬于金屬基復合材料領域。選用BN粉末、MoS₂粉末、以及鍍鈦的金剛石微粉作為增強體，純鋁作為基體，通過球磨先將BN粉末與Al粉進行混合，使得BN粉末均勻分布在Al粉中形成復合粉末，然后再將復合粉末與MoS₂粉末和鍍鈦的金剛石微粉按一定比例混合均勻后進行壓制預成形，壓制過程中通過控制填粉方式使得環形制動盤預成形坯內側1/4寬度為(BN+Al)復合粉末，外側為(BN+Al+MoS₂+鍍鈦金剛石)四元混合粉末，最后將壓制預成形的毛坯置于真空熱壓爐中進行熱壓燒結，最終獲得致密的鋁基復合材料制動盤。采用上述方法所制備的摩托車制動盤其質量更輕、散熱性及耐磨性能更好，可以全面提高制動盤工作的穩定性和可靠性。

技術領域

本發明屬于金屬基復合材料領域，涉及一種鋁基復合材料制動盤的制備方法。

背景技術

輕量化正成為21世紀摩托車行業的研究前沿和熱點之一，在保證安全性能和使用性能的前提下，如何降低摩托車車身的重量，提高使用壽命、降低使用成本成為目前發展的技術核心問題。有資料表明，對于燃油經濟性的提高，減輕車輪的重量比減輕摩托車其它部件的重量更為有效。除了摩托車車輪本身的輕量化外，摩托車制動盤作為摩托車車輪端部的重要部件，其輕量化也不可忽視。此外，摩托車在剎車過程中，由于摩擦力的作用使制動盤與剎車片的溫度瞬間升高，因此要求制動盤具有良好的散熱性能。目前摩托車制動盤所廣泛采用的制動盤材質為鑄鐵或鋼，二者均存在比重高的問題，另外為了增加制動盤的散熱性能，在制動盤上布置了大量的通風孔，這也研制影響了制動盤整體的力學性能。盡管目前有報道采用陶瓷摩擦盤來替代鋼制摩擦盤，但是由于成本高，很難在普通摩托車上進行推廣應用。因此研制輕質、高散熱性的制動盤來替代傳統的鋼制盤成為摩托車輕量化研究的一個重要方向。

發明內容

本發明的目的制備一種兼顧密度、導熱及摩擦性能的摩托車制動盤材料，解決目前鋼質制動盤存在的不足，從而進一步提升摩托車的綜合性能。

本發明綜合利用金屬鋁的高導熱、密度低以及陶瓷顆粒的耐磨、低密度等特性，并針對摩托車制動盤的特定工況環境，對制動盤進行一定的材料結構設計，最終制備出具有高導熱、高耐磨、低密度、高可靠性等優異綜合性能的摩托車制動盤。

一種鋁基復合材料制動盤的制備方法，其特征在于：選用BN粉末、MoS₂粉末、以及鍍鈦的金剛石微粉作為增強體，純鋁作為基體，通過球磨先將BN粉末與Al粉進行混合，使得BN粉末均勻分布在Al粉中形成復合粉末，然后再將復合粉末與MoS₂粉末和鍍鈦的金剛石微粉按一定比例混合均勻后進行壓制預成形，壓制過程中通過控制填粉方式使得環形制動盤預成形坯內側1/4寬度為(BN+Al)復合粉末，外側為(BN+Al+MoS₂+鍍鈦金剛石)四元混合粉末，最后將壓制預成形的毛坯置于真空熱壓爐中進行熱壓燒結，最終獲得致密的鋁基復合材料制動盤。

具體制備步驟如下：

1、破碎混磨：選用粒徑小于50微米的BN粉末置于球磨機中球磨破碎，球磨轉速為250-350轉/分，球料重量比10：1，球磨時間25-35分鐘，然后再將平均粒徑為50-100微米的球形鋁粉置于球磨機中繼續球磨，加入鋁粉后球磨轉速320～350轉/分，球磨時間0.5-1.5小時，此時BN粉末能夠完全嵌入到Al粉中形成復合粉末；在BN與鋁粉球磨完成后，在球磨罐中繼續加入MoS₂粉末和鍍鈦金剛石粉末，混合過程中球磨轉速為150-250轉/分，球磨時間0.5-1.5h，最終在(BN+Al)復合粉末的基礎上獲得均勻分布的(BN+Al+MoS₂+鍍鈦金剛石)四元粉末；