[发明专利]一种微弧氧化增强的铝铁硅碳复合刹车盘的制备方法

说明书

本发明涉及一种微弧氧化增强的铝铁硅碳复合刹车盘的制备方法，属于刹车盘材料技术领域。该工艺通过制备得到的铝铁硅碳复合复合陶瓷颗粒作为刹车盘的表层材料，再将表面金属/陶瓷复合材料与内部填充材料复合的技术，提高了表层铝铁硅碳复合材料与填充材料的结合强度，再通过表面微弧氧化处理技术使复合陶瓷材料形成氧化铝‑氧化硅复合陶瓷层，提高了材料的耐磨性能。

技术领域

本发明涉及一种微弧氧化增强的铝铁硅碳复合刹车盘的制备方法，属于刹车盘材料技术领域。

背景技术

刹车盘具有较佳的反应性及稳定性，散热性较佳，更换简便等优点；鼓式刹车具有成本较低、绝对制动力更高的优点。CN105671353A公开一种无机粒子增强的铝基刹车盘材料的制备方法，属于刹车盘技术领域。步骤：将硫酸钡粉体、氧化硅粉体、水混合均匀，再加入锌盐和铝酸钠，然后加热反应，再把混合液加入高压反应釜中，熟化反应，过滤后将颗粒物烘干，得到无机化合物包覆的粉体；将无机化合物包覆的粉体与铝粉混合均匀，在真空下压块，制备铝基块体；将镁粉进行熔炼，制备铝合金，其中需要调节铝合金中镁、锌、锰、镍含量，得铝合金；将铝合金与铝基块体进行熔炼，压压铸成型，得到本发明的刹车盘材料。

但是上述的材料主要采用铝基材料，当刹车盘使用温度较高时，由于铝材料的韧性，导致其耐磨性不好，因此需要对铝基材料刹车盘进行改进。

发明内容

本发明的目的是：克服铝基复合刹车盘材料存在的表面耐磨性不好的问题，提出了一种多层复合铝铁硅碳复合刹车盘的制备工艺，该工艺通过制备得到的铝铁硅碳复合复合陶瓷颗粒作为刹车盘的表层材料，再将表面金属/陶瓷复合材料与内部填充材料复合的技术，提高了表层铝铁硅碳复合材料与填充材料的结合强度，再通过表面微弧氧化处理技术使复合陶瓷材料形成氧化铝-氧化硅复合陶瓷层，提高了材料的耐磨性能。

具体的技术方案是：

一种微弧氧化增强的铝铁硅碳复合刹车盘的制备方法，包括如下步骤：

第1步，铝铁硅碳复合陶瓷颗粒的制备：将聚二茂铁基硅烷溶解于由有机溶剂与水混合而成的混合溶剂中，再加入表面活性剂，搅拌均匀，得到第一溶液；再配制含有8～12wt%聚乙烯醇和10～15wt%硝酸铝的水溶液，作为第二溶液；按第一溶液：第二溶液的体积比1：40～50，将第一溶液滴加入第二溶液中，然后用稀氨水调节pH至10～12之间，静置反应，然后将生成的沉淀滤出，依次用乙醇和去离子水清洗之后，置于管式炉中在还原性气氛下烧结，得铝铁硅碳复合陶瓷颗粒；

第2步，表层涂层材料的制备：将铝铁硅碳复合陶瓷颗粒与粘合剂、溶剂按照重量比10：1～2：2～3混合均匀后，进行球磨，得到表层涂层材料；

第3步，内层填料的制备：将碳化硅与粘合剂、溶剂按照重量比10：2～4：3～5混合均匀后，进行球磨，得到内层填料；

第4步，铸型材料填充：将表层涂层材料铺设于刹车盘铸型腔内，再将内层填料铺设于表层涂层材料的内壁上，再将熔化铸铁并进行石墨球化孕育处理而获得的球墨铸铁液浇入上述的铸型腔内；

第5步，烧成程序：等球墨铸铁液凝固后，将刹车盘铸型腔进行烧结处理，将刹车盘取出，再对表面进行微弧氧化处理，即可。

所述的第1步中，聚二茂铁基硅烷在混合溶剂中的质量百分比是20～35%，有机溶剂选自二甲苯、乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯中的一种或者几种的混合；有机溶剂与水的体积比范围是2～4：1；表面活性剂的加入重量是混合溶剂重量的1～10%。

所述的表面活性剂是非离子表面活性剂，例如：脱水山梨糖醇酯类，如SPAN 40。

所述的第1步中，将第一溶液滴加入第二溶液中时，需要控制第二溶液的温度在60～70℃。