[发明专利]一种铝-陶瓷复合制动盘的制造方法

说明书

一种铝‑陶瓷复合制动盘的制造方法，本发明涉及车辆制动盘制造领域，具体涉及一种铝‑陶瓷复合制动盘的制造方法。本发明是要提供一种铝‑陶瓷制动盘轻量化结构，保证结构刚度和耐磨性，且低成本的制造方法。主要步骤包括：一、盘芯熔态热合；二、铝合金熔炼及铸造盘体；三、退火；四、制动盘热处理；五、机械加工。本发明采用了带有孔隙率的发泡陶瓷或者泡沫陶瓷与铝合金通过固‑液复合制造而成，陶瓷盘芯采用熔态热合的技术实现有效连接，且铝液浸渗至陶瓷内部后实现了陶瓷和铝界面的连续界面。本发明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。

技术领域

本发明涉及车辆制动盘制造领域，具体涉及一种复合制动盘的制造方法。

背景技术

在交通制造领域，虽然电力制动已经发展的极为成熟，但是机械制动的作用依旧占据重要地位，在电力制动失效时必须发挥有效的制动作用，保证人员和车辆的安全。目前，复合制动盘综合性能优异，且材质更轻，易实现轻量化制造。

发明专利(2018113412493)公开了一种固液复合挤压铸造铝-钢铁复合制动盘的方法，该复合制动盘包括由钢铁制造的盘芯和铝合金铸造的盘体组成，并通过固液复合挤压铸造方法制备，通过该设计制动盘不但具备了优异的耐磨性，而且具有明显的轻量化效果。然而该方法中钢铝的界面结合属于机械结合，结合强度较弱，在使用的过程中可能存在两者结合面开裂的风险，同时，由于盘芯的材质依旧为钢铁，减重效果有限。

发明专利(CN108331863A)公开了一种混合轻质制动盘及其制造方法。混合轻质制动盘具有制动室和具有至少一个圆形的外摩擦表面的摩擦环。制动室由铝锻造合金的材料构成，且通过使用激光沉积焊接工艺或3D打印工艺在制动室的边缘区域上构建由快速凝固的铝合金组成的摩擦环。该发明可以有效的降低制动盘的整体重量，实现轻量化的目的，但是该方法制备工艺复杂，且全铝合金材质并不能保证足够的耐磨性。

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，实现制动盘轻量化结构、保证结构刚度和耐磨性等综合性能、且能实现低成本产业化制造是目前轻量化制动盘制造的首要目标。

发明内容

本发明的目的是实现制动盘的轻量化设计，保证制动盘的结构刚度和足够的耐磨性，且可采用简单工艺流程实现制备，并可实现工业化生产，进而提供一种铝-陶瓷复合制动盘的制造方法。

本发明一种铝-陶瓷复合制动盘的制造方法是按以下步骤进行：

一、陶瓷骨架盘芯预制：根据左右制动盘摩擦面的实际需要，制造带孔隙的陶瓷骨架作为左盘、右盘和连接柱的料坯，采用熔态热合将左盘、右盘和连接柱组合成盘芯，冷却后得到盘芯组；

二、铝合金熔炼及铸造盘坯体：采用熔炼炉熔炼铝合金，得到熔融铝液；将步骤一中得到的盘芯组放入挤压铸造模具中，将熔融铝液注入挤压铸造模具，通过加压设备施加压力并保压，完成熔融铝液浸渗至盘芯组中，冷却凝固成型；

三、制动盘坯体热处理：根据熔炼的铝合金种类进行相应的分级升温，当分级升温到该铝合金的固溶温度时进行T6热处理过程，得到制动盘盘坯；

四、机械加工：对步骤三中所得到的制动盘盘坯进行车、钻孔、加工螺纹及研磨的机械加工过程，加工完毕后即得到铝-陶复合制动盘。

本发明的有益效果是：