[发明专利]碳化硅泡沫陶瓷/铝合金复合材料制动盘及制备方法

摘要

本发明公开了一种公路车辆用碳化硅泡沫陶瓷/铝合金复合材料制动盘及制备方法。本碳化硅泡沫陶瓷骨架增强铝合金制动盘的盘体采用铝合金或纳米陶瓷颗粒或纳米碳管等强化的铝合金材料；制动盘两对称摩擦面上一体铸有碳化硅泡沫陶瓷骨架，可铸或不铸有散热槽、通风孔。非摩擦面圆周方向上铸有若干散热筋，盘体有安装孔。本制造方法为碳化硅泡沫陶瓷骨架制备→骨架预处理→制动盘铸造模具的设计与制作→制动盘的低压铸造→制动盘热处理→制动盘精密加工→成品入库。本发明制动盘的制作工艺简单、质量轻、摩擦系数高而稳定、导热性好、寿命长，适用于现有公路车辆。

主权项

一种碳化硅泡沫陶瓷/铝合金复合材料制动盘，其特征在于：所述制动盘（1）包括摩擦层（2）以及散热筋（4）；所述摩擦层（2）与制动块抵触的摩擦面上一体铸有碳化硅泡沫陶瓷骨架（3）；所述碳化硅泡沫陶瓷骨架（3）占碳化硅泡沫陶瓷/铝合金复合摩擦层材料的体积百分比为10~50 %；所述制动盘（1）中铸入的碳化硅泡沫陶瓷骨架（3）的厚度为5~15 mm；所述制动盘（1）非摩擦面的圆周方向上一体铸有若干散热筋（4）；所述散热筋（4）的形状为圆柱状、椭圆柱状、板条状、T字形、工字形中的一种或几种的组合；所述制动盘（1）的盘体有安装孔（7）；所述的碳化硅泡沫陶瓷/铝合金复合材料制动盘的制备方法，包括如下步骤：1）碳化硅泡沫陶瓷骨架（3）的制备，2）步骤1）所制得的碳化硅泡沫陶瓷骨架的预处理，3）制动盘铸造模具的制作，4）低压铸造，5）热处理，6）精密加工；所述步骤4）中的低压铸造具体为： Al/SiCfoam制动盘在钢模具温度为200~500℃，铝合金熔液温度为630~780℃时，将碳化硅泡沫陶瓷骨架（3）和砂芯放入钢模具的型腔中固定，然后开始低压铸造；升液阶段，加压时间0.5~12s；充型阶段，金属液面上升速度0.5~10 mm/s，铝合金熔液充型的速度为0.5~10 kg/s，充型时间1~20s，充型增压速度为0.004~0.030 MPa/s；增压阶段，在充型增压值基础上再增压0.010~0.035 MPa，保压时间3~60s；保压凝固阶段，时间为20~300s。