[發明專利]一種鋁合金/鋁合金-陶瓷組合的車用制動盤及其制備方法

在審

• 申請號: 202111153683.0
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113930645A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 鐘孝賢;卜志強
• 申請（專利權）人: 玉林師范學院
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C21/10;B22D17/00;C22C49/06;C22C49/14;C22C47/14;B22D19/08;C21D9/00;C21D1/18;C22F1/043;C22F1/053;F16D65/12;C22C101/14
• 代理公司: 廣州海心聯合專利代理事務所(普通合伙) 44295
• 代理人: 王洪娟;李哲瑜

本發明公開了一種鋁合金/鋁合金?陶瓷組合的車用制動盤，屬于汽車零件復合材料技術領域，該制動盤具有質量輕、安全性高、耐磨性好的特點；包括制動盤主體及鑲鑄于制動盤主體剎車面的耐磨層，所述的制動盤主體為鋁合金基體材料，所述的鋁合金基體材料由以下百分比的材料組成：鋁70～92％，硅0.1～8％，銅0.1～2.6％，鎂0.1～3.0％，鋅0.1～6％，錳0.1～0.5％，鉻0.1～0.5％，鎳0～0.5％，鉺0.1～0.5％，鋯0.1～0.5％，所述的耐磨層由以下百分比材料組成：鋁合金基體70～95％，陶瓷相5～30％。發明還公開了該種鋁合金/鋁合金?陶瓷組合的車用制動盤的制備方法。

技術領域

本發明涉及汽車零件復合材料的技術領域，更具體地說，尤其涉及一種鋁合金/鋁合金-陶瓷組合的車用制動盤；本發明還涉及該種制動盤的制備方法。

背景技術

軌道交通、新能源汽車已成為我國的重要高新技術產業，這些交通工具都需要使用到制動盤。目前現有的制動盤主要采用鑄鐵產品，存在重量大、浪費能源、易生銹龜裂、安全性不夠等缺點。制動盤作為新能源汽車減重節能的重要零部件，如何將輕量化不易生銹并高耐磨的鋁合金陶瓷復合材料應用到制動盤中是未來制動盤發展的新方向，日本、歐美等很多國家也正在積極的開發鋁—陶瓷復合材料的制動盤。傳統汽車也都采用鑄鐵的剎車盤，對其進行輕量化改進也同樣具有重大意義。

目前主要的技術研究方向是直接將鋁合金和陶瓷材料混合攪拌后鑄造成型，由于陶瓷與基體鋁合金之間的比重差異，造成了陶瓷顆粒很難均勻分散，陶瓷與鋁合金基體的結合強度不高，熱摩擦工況下易疲勞脫落，鋁合金陶瓷復合材料的制動盤結構強度和量產質量的可靠性不理想。面對目前世界各國對制動盤材料的研究，我國對制動盤材料輕量化迭代升級的技術研究也十分迫切。因此，亟待設計一種能將陶瓷和鋁合金更好結合的制動盤，以解決上述問題。

發明內容

本發明的前一目的在于提供一種鋁合金/鋁合金-陶瓷組合的車用制動盤，該制動盤具有質量輕、安全性高、耐磨性好的特點。本發明的后一目的在于提供該種制動盤的制備方法，利用該制備方法制備的制動盤質量穩定，生產效率高。

本發明的前一技術方案如下：

一種鋁合金/鋁合金-陶瓷組合的車用制動盤，包括制動盤主體，其中，所述制動盤主體的剎車面鑲鑄設有耐磨層，所述的制動盤主體為鋁合金基體材料，所述的鋁合金基體由以下百分比的材料組成：鋁70～92％，硅0.1～8％，銅0.1～2.6％，鎂0.1～3.0％，鋅0.1～6％，錳0.1～0.5％，鉻0.1～0.5％，鎳0～0.5％，鉺0.1～0.5％，鋯0.1～0.5％，所述的耐磨層由以下百分比材料組成：鋁合金基體70～95％，陶瓷相5～30％，總原來百分比總和為100％。

進一步的，所述的陶瓷相為六肽酸鉀晶須、碳化硅纖維和碳化硅陶瓷顆粒中的一種或者多種組合而成。

進一步的，所述的耐磨層是一體環或者多塊拼接組成的環，其厚度為5～10mm。

本發明的后一技術方案如下：

上述一種鋁合金/鋁合金-陶瓷組合的車用制動盤的制備方法，包括如下制備步驟：

(1)按比例取鋁、硅、銅、鎂、鋅、錳、鉻、鎳、鉺和鋯，并將其熔煉、精煉、氣霧化制粉后得鋁合金粉末；

(2)按比例取步驟(1)所得鋁合金粉末、陶瓷相混合得復合粉體；

(3)將步驟(2)所得復合粉體放入鋁合金包套中焊封，再進行熱真空除氣得真空粉末包套；

(4)將步驟(3)所得內真空粉末包套熱擠壓成型，切割及加工外圍尺寸后得耐磨層，將多片耐磨層按尺寸組合得耐磨環；

(5)將步驟(4)所得耐磨層嵌放入車用制動盤熱壓模具的模腔中對應的剎車面上，按比例取鋁、硅、銅、鎂、鋅、錳、鉻、鎳、鉺和鋯，混合熔煉、精煉后壓鑄入已放置了耐磨層的車用制動盤熱壓模具的模腔中，鑄模得壓鑄盤；