[发明专利]一种固液复合挤压铸造铝-钢铁复合制动盘的方法

说明书

一种固液复合挤压铸造铝‑钢铁复合制动盘的方法，本发明涉及车辆制动盘制造领域，具体涉及一种固液复合挤压铸造铝‑钢铁复合制动盘的方法。本发明是要解决现有制动盘整体结构刚度偏低，制备工艺复杂，制备成本很高，难以实现产业化生产的问题。方法：一、制造盘芯；二、熔炼铝合金及浇注盘体；三、制动结构热处理；四、制动结构机械加工。本发明用于制备铝‑钢铁复合制动盘，既能保证制动盘的整体结构刚度又可以轻量化设计，盘体与车轮主轴之间通过螺杆连接，增加了制动效果，该方法制备工艺简单、成本低、易实现产业化生产，具有显著的经济和社会效益。

技术领域

本发明涉及车辆制动盘制造领域，具体涉及一种固液复合挤压铸造铝-钢铁复合制动盘的方法。

背景技术

在交通制造领域，制动盘对于车辆的有效制动极为关键，即使在高铁等交通工具主要依靠电力制动已经成为主要技术手段，但是机械制动在电力失效的条件下也必须保证有效制动，可见机械制动技术依旧十分重要。目前国内外的制动盘主要材料为HT20-40、HT30-54、铸铁盘、锻钢盘以及Gr-Mo铸铁等。然而，轻量化的要求不仅仅在航空航天上十分重要，而随着新能源汽车等行业的快速发展这方面的矛盾也越来越凸显。因此，目前制动盘的结构也越来越趋向于轻量化设计。

发明专利(CN106812837A)提供了一种铝基复合材料刹车制动盘及制备方法，该方法采用铝基复合材料替代钢铁，可使重量减少40～60％，但是通过该方法制备的制动盘中，铝基复合材料和铝之间的结合强度不高；此外，该刹车盘为铝和铝基复合材料结构，虽然轻量化效果很优异，但是整体结构刚度偏低。

发明专利(CN107100949A)提供了一种组合式复合材料制动盘及制备方法和应用，该方法提供了一种梯度复合材料与碳陶瓷基复合材料互配后用做制动盘的方法，虽然该方法的制动盘结构和材料较为先进，轻量化效果明显，但是通过该方法制备制动盘，制备工艺复杂，制备成本很高，难以实现产业化生产。

因此，实现轻量化刹车盘结构，保证结构刚度，并且能够实现产业化的制备方法对于目前交通汽车轻量化是十分必要的。

发明内容

本发明是要解决现有制动盘整体结构刚度偏低，制备工艺复杂，制备成本很高，难以实现产业化生产的问题，而提供一种固液复合挤压铸造铝-钢铁复合制动盘的方法。

本发明一种固液复合挤压铸造铝-钢铁复合制动盘的方法是按以下步骤进行：

一、制造盘芯：按设计需要通过铸造及机械加工制造制动盘所需的摩擦面钢铁盘芯结构部件，清洗处理，清洁表面备用，得到固态钢铁盘芯；

二、熔炼铝合金及铸造盘体：通过熔炼得到铝合金熔体，将固态钢铁盘芯放入挤压铸造模具中，将铝合金熔体注入挤压铸造模具中，通过设备对挤压铸造模具施加挤压力，直到铝熔液与固态钢铁盘芯冷却凝固成型，取出备用，得到制动盘；

三、制动结构热处理：按照制动盘所选铝合金种类采取相应方式对制动盘进行热处理，得到热处理后的制动盘；

四、制动结构机械加工：对热处理后的制动盘进行外边面的机械加工，加工至所需尺寸，并保证表面粗糙度，加工完毕后即得到铝-钢铁复合制动盘。

本发明的有益效果是：

本方明中采用了铝-钢铁复合结构作为制动盘的制造方法，该结构中钢铁材料保证了制动盘原摩擦工作要求，保证了制动效果，挤压铸造形成的铝合金基体材料，达到强度要求，保证了制动盘的使用机械性能要求；扩大了该制动盘的应用范围，包括轨道车辆制动系统。

本发明中采用了铝-钢铁复合结构，有效的降低了制动盘的整体质量，具有优异的轻量化效果。

本发明中采用了铝-钢铁液固压力复合方法，保证了铝合金基体与钢铁预制摩擦盘芯的结合强度和紧密度，保证使用效果。