[发明专利]用于汽车制动钳的铝基复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及用于汽车制动钳的铝基复合材料 及其制备方法。

背景技术

复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法 组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使 复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体 材料分为金属和非金属两大类，其中以金属铝为基体的铝合金(MMC)由于密度 小、强度高、塑性好等特性，在国民经济和航空航天、国防军工等高新技术领 域有非常广泛的应用。

汽车工业的材料发展日新月异，汽车轻量化是主要趋势，因此，质量轻且 性能不输金属合金的材料倍受青睐。本发明旨在提供一种颗粒增强和短纤维增 强的铝基复合材料，由于质量轻、比强度高、弹性模量高、热膨胀系数低和耐 磨性好等优点，适用于汽车制动钳。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种用于汽车制动钳的铝基复合材料及其制备方 法，该复合材料比强度高、弹性模量高、耐热性和耐磨性好，适用于汽车制动 钳。

本发明采用的技术方案如下：

用于汽车制动钳的铝基复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：铝 40-60份、硅5-10份、碳化硅纤维8-20份、锰3-7份、镁1-4份、氧化铝3-8 份、二硫化钼1-5份、二氧化钛1-4份、氮化硼1-3份、石墨2-5份。

以上所述的用于汽车制动钳的铝基复合材料，包括按照质量份数计的如下 原料：铝50份、硅8份、碳化硅纤维15份、锰5份、镁3份、氧化铝6份、 二硫化钼3份、二氧化钛2份、氮化硼2份、石墨4份。

进一步的，所述碳化硅纤维为碳化硅晶须，呈粉末状。

以上所述的用于汽车制动钳的铝基复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)按照质量配比称取硅、碳化硅纤维、氧化铝、二硫化钼、二氧化钛、 氮化硼和石墨，用机械球磨混料机研磨至400目，并混合均匀；

(2)将步骤(1)所得混合物与铝、锰和镁继续混合，于350-450MPa下压 制；

(3)在氮气氛围中，于1000-1100℃下烧结10-20min，然后降温至500℃， 保持1-2h，继续自然冷却，即得所述用于汽车制动钳的铝基复合材料。

进一步的，所述步骤(2)中压制压强为400MPa。

进一步的，所述步骤(3)中烧结条件为于1050℃下烧结15min。

本发明的有益效果为：

第一，本发明的复合材料为颗粒增强和短纤维增强的铝基复合材料，具有 质量轻、比强度高、弹性模量高、热膨胀系数低和耐磨性好等优点，适用于汽 车制动钳，使用寿命长；

第二，本发明的复合材料适用于不同的加工方法，如挤压、锻造、轧制成 各种型材；

第三，本发明的制备方法能使增强材料与基体充分结合，效果更佳。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，本发明中使用的原料若无 特别说明，均可通过市购获得。

实施例1

用于汽车制动钳的铝基复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：铝40 份、硅5份、碳化硅纤维8份、锰3份、镁1份、氧化铝3份、二硫化钼1份、 二氧化钛1份、氮化硼1份、石墨2份，其中所述碳化硅纤维为碳化硅晶须， 呈粉末状。

上述用于汽车制动钳的铝基复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)按照质量配比称取硅、碳化硅纤维、氧化铝、二硫化钼、二氧化钛、 氮化硼和石墨，用机械球磨混料机研磨至400目，并混合均匀；

(2)将步骤(1)所得混合物与铝、锰和镁继续混合，于350MPa下压制；

(3)在氮气氛围中，于1000℃下烧结20min，然后降温至500℃，保持2h， 继续自然冷却，即得所述用于汽车制动钳的铝基复合材料。

实施例2

用于汽车制动钳的铝基复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：铝45 份、硅6份、碳化硅纤维12份、锰4份、镁2份、氧化铝5份、二硫化钼2份、 二氧化钛2份、氮化硼2份、石墨3份，其中所述碳化硅纤维为碳化硅晶须， 呈粉末状。

上述用于汽车制动钳的铝基复合材料的制备方法，包括如下步骤：