[发明专利]一种梯度复合材料刹车盘的制作方法

说明书

一种梯度复合材料刹车盘的制作方法，通过组装低压铸造装置、放置增强相预制块、升液、强混、充型、保压、卸压、取件等工序制造出梯度复合材料刹车盘。该方法在梯度复合材料、刹车盘制作领域都是一种新颖、独特的方法，简便、高效，能确保刹车盘外圆周的制动功能，内圆周的连接功能，便于提高生产率，降低成本，刹车盘性能可靠性高。

技术领域

本发明涉及梯度复合材料技术领域，尤其涉及梯度复合材料刹车盘制作的技术领域。

背景技术

梯度复合材料是指采用先进的材料复合技术、通过控制构成材料的要素（组成、结构等）由一侧向另一侧呈连续梯度变化的非均质材料，性质和功能相应于组成和结构的变化而呈现梯度变化，可减小和克服结合部位的性能不匹配因素。梯度复合材料制备方法有相分布控制和粒子排列技术两大类，包括物理真空镀膜、化学气相沉 积、粒子排列烧结、等离子喷镀、薄膜叠层和自蔓延高温合成法等，该种材料在核能、电子、光学、化学、电磁学、生物医学以至日常生活领都有着较大的潜在应用前景。

刹车盘是汽车制动系统的重要组成部分，制动性能的好坏直接关系到车辆能否安全、高速行驶。踩刹车时制动卡钳夹住刹车盘起到减速或者停车的作用。汽车产业的迅猛发展，环境保护要求的提高，对汽车用材料轻量化的要求，迫使人们寻求更轻的材料，替代目前广泛使用的铸铁刹车盘。由于铝合金更小的密度，可以显著减轻车重，而铝合金更好的导热性能，由此带来制动过程的能量消耗显著降低。为了满足刹车盘外圈的耐磨功能需要，以及内圈连接作用需要，梯度复合材料能有效解决上述问题。目前铝合金复合材料刹车盘的主要制备方法是粉末冶金，其不仅有成本过高问题，更有内圈连接部分的功能过剩。由此，一个简单有效的梯度功能复合材料制备方法，具有显著的实践意义。

发明内容

发明目的：鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明旨在提供一种高效的梯度复合材料刹车盘制作方法。

技术方案：一种梯度复合材料刹车盘的制作方法，包括以下步骤：

a、组装低压铸造装置，此低压铸造装置自上而下按功能依次是成型模具、强混装置和保温炉；所述强混装置水平方向自外而内依次是固定盘、电磁搅拌器和贴补芯；所述保温炉包括炉盖、升液管和基体熔体；所述固定盘与所述炉盖相连接；所述贴补芯与所述升液管形成熔体充型通道；

b、放置增强相预制块，将增强相预制块放置于所述贴补芯内部；

c、升液，根据设定压力曲线将压缩气体通入所述保温炉，所述基体熔体经升液管上升，进入贴补芯，熔体液位漫过增强相预制块；

d、强混，所述电磁搅拌器通入交流电，借助电磁感应作用令基体熔体与增强相预制块强烈混合，确保增强相在所述贴补芯范围内的基体熔体内均匀分布；

e、充型，继续加压，所述贴补芯区域以及相邻升液管区域的熔体先后顺序进入所述成型模具模腔，混有增强相的熔体进入所述成型模具模腔外部轮缘区域，不含增强相的熔体进入所述成型模具模腔中心区域；

f、保压，熔体充满所述成型模具模腔后，模腔内熔体在冷却条件下快速凝固；

g、卸压，待模腔内熔体完全凝固后，压力下降，所述升液管内熔体高度低于贴补芯或更低的设定位置；

h、取件，将模腔内刹车盘成型件取出，待模腔内表面检验确认后，重新开始新的铸造充型过程。

优选项，为保证所述贴补芯区域且仅限此区域的基体熔体与增强相均匀混合，不会对贴补芯下方的升液管内基体熔体产生搅拌作用，在所述步骤a中，所述电磁搅拌器以所述贴补芯为中心，均布于所述贴补芯四周；所述电磁搅拌器的结构及搅拌参数可根据贴补芯的大小而进行调整，所述电磁搅拌器还具有冷却介质，确保电磁搅拌器的稳定性。

优选项，为保证含增强相的熔体优先进入模腔外缘，在所述步骤a中，所述成型模具相对于所述强混装置作圆周运动。