[发明专利]一种汽车制动毂及其制备方法

权利要求书

1.一种汽车制动毂，包括圆筒状的制动毂本体，其特征在于所述的制动毂本体为铝合金制动毂本体，所述的铝合金制动毂本体的内壁复合有圆环状的陶瓷增强材料耐磨层，所述的陶瓷增强材料耐磨层通过挤压铸造工艺与所述的铝合金制动毂本体冶金结合；所述的陶瓷增强材料的组成包括体积比为(5～30)：(1～25)的陶瓷骨架材料和陶瓷颗粒材料；所述的陶瓷骨架材料为氧化铝短纤维和/或硅酸铝短纤维，所述的陶瓷颗粒材料为粉煤灰颗粒和/或碳化硅颗粒，所述的氧化铝短纤维的直径为5～15μm、长度为0.8～2.8mm，所述的硅酸铝短纤维的直径为5～15μm、长度为0.8～2.8mm，所述的粉煤灰颗粒的粒度为10～100μm，所述的碳化硅颗粒的粒度为10～100μm。

2.根据权利要求1所述的一种汽车制动毂，其特征在于所述的陶瓷增强材料耐磨层的厚度为5～30mm。

3.根据权利要求1所述的一种汽车制动毂，其特征在于所述的陶瓷骨架材料为氧化铝短纤维，所述的陶瓷颗粒材料为粉煤灰颗粒。

4.权利要求1或3所述的一种汽车制动毂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)陶瓷增强材料的制作原料准备：按体积分数计，称取准备干燥的5～30％的陶瓷骨架材料、1～25％的陶瓷颗粒材料以及20～40％的低温粘合剂和20～60％的高温粘合剂，所述的低温粘合剂是浓度为3～20％的羧甲基纤维素水溶液，所述的高温粘合剂是浓度为10～60％的硅溶胶溶液；

2)陶瓷预制件的制作：将准备好的陶瓷骨架材料、陶瓷颗粒材料与低温粘合剂和高温粘合剂混合均匀，再定量浇入预制件模具中，经加压、去水、压制成圆环状的陶瓷预制件半成品，最后对该预制件半成品进行烘干处理和烧结处理，得到多孔的陶瓷预制件成品，备用；

3)铝合金液的准备：选用铸造铝合金或变形铝合金，配料，在熔炼炉中进行铝合金的熔炼，除渣后静置10～20分钟，并在650～730℃温度下保温，待浇注；

4)陶瓷预制件与铝合金的挤压铸造复合：首先准备好挤压铸造模具，该挤压铸造模具包括上模和下模，所述的上模的下端设置有冲头，所述的冲头的外径与所述的陶瓷预制件成品的内径相适配，所述的下模设有上部开口的圆柱形型腔，所述的圆柱形型腔的深度大于所述的冲头的高度，所述的圆柱形型腔的直径与所述的制动毂本体的外径相适配；然后将所述的上模和所述的下模预热至100～150℃，再在所述的冲头和所述的圆柱形型腔内壁喷涂脱模剂，之后将步骤2)中制作的多孔陶瓷预制件成品套在所述的冲头上并固定，并将步骤3)中准备的铝合金液以650～730℃的浇注温度定量浇注到所述的圆柱形型腔内；最后将所述的上模和所述的下模合模，所述的上模和所述的下模合模后，所述的冲头的底面与所述的圆柱形型腔的底面之间具有间隙，所述的上模、所述的下模和所述的陶瓷预制件成品围成的空腔与所述的制动毂本体的形状相适配，合模后进行挤压铸造，控制挤压铸造的挤压压力为50～150MPa，上模和下模温度为100～250℃，使陶瓷预制件成品与铝合金复合，令铝合金液渗入多孔的陶瓷预制件成品内并填充所述的上模、所述的下模和所述的陶瓷预制件成品围成的空腔，保压10～60秒后开模取件，得到汽车制动毂毛坯；

5)汽车制动毂毛坯的热处理：对步骤4)中得到的汽车制动毂毛坯固溶处理480～535℃，保温5～7小时，然后在水温60℃以上的水中进行淬火处理，最后时效处理150～180℃，保温4～8小时，得到汽车制动毂半成品；

6)汽车制动毂半成品的机械加工：按图纸要求对汽车制动毂半成品进行机械加工后，制成汽车制动毂成品。

5.根据权利要求4所述的一种汽车制动毂的制备方法，其特征在于步骤2)中加压至20～30MPa；步骤2)中对预制件半成品的烘干温度为150～200℃，烘干时间为10～20h，对预制件半成品的烧结温度为700～1000℃，烧结时间为2.5～4h。

6.根据权利要求4所述的一种汽车制动毂的制备方法，其特征在于步骤2)中加压之前先将预制件模具抽真空至1×10^-2Pa，再加压、去水、压制成圆环状的陶瓷预制件半成品。

7.根据权利要求4所述的一种汽车制动毂的制备方法，其特征在于步骤4)中所用挤压铸造模具中，所述的下模的底壁开设有进料孔，所述的下模的底部连接有料缸，所述的料缸内设有料腔，所述的料腔的直径与所述的进料孔的孔径相同，所述的料腔经所述的进料孔与所述的圆柱形型腔相连通，所述的料腔内设置有可上下移动的推杆，所述的推杆的外径与所述的料腔的直径相适配。