專利名稱：機動車用高硅鋁合金剎車盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機動車部件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輕質(zhì)、高強耐磨的機動車用高硅鋁合金剎車盤。
背景技術(shù)：
機動車在剎車過程中，剎車盤在摩擦作用下快速減速，機動車的巨大動能需要在短時間內(nèi)耗散，而這種的耗散基本體現(xiàn)在剎車盤的摩擦熱上，局部熱點可達(dá)500°C，剎車盤承受著較強烈的摩擦作用和熱疲勞沖擊，導(dǎo)致在剎車過程中剎車盤迅速發(fā)熱，因此在剎車盤材料的選擇方面對于機動車行駛過程的制動非常重要，其材質(zhì)應(yīng)具備較好的耐磨和抗疲勞性能，確保剎車盤較長的使用壽命。一般的機動車剎車盤要求質(zhì)輕、耐磨，制動噪音小、溫升低，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，并要求其有很高的熱容量以利于制動能儲存，同時具有良好的導(dǎo)熱性以降低溫度梯度，減少熱斑形成。同時，機動車剎車盤還要求具有:①穩(wěn)定的摩擦性能:摩擦系數(shù)不隨壓力、溫度、速度和濕度的變化而變化；②良好的耐疲勞性能:摩擦表面的急冷急熱造成相當(dāng)高的熱應(yīng)力，這要求材料具有極好的抗熱裂紋擴展能力；③較高的耐磨損性能:摩擦中形成的第三相與基體有良好的粘附性，保證材料有相當(dāng)?shù)偷哪p率。傳統(tǒng)的機動車剎車盤一般是采用鑄鐵、鑄鋼或鍛鋼制造，在緊張或突發(fā)情況下的大制動功率下存在熱容量不足、導(dǎo)熱性差、易產(chǎn)生熱龜裂等缺點而易報廢，特別在長距離剎車時，剎車盤產(chǎn)生的高溫高熱，會使剎車強度發(fā)生變化，使剎車強度發(fā)生變化，使剎車不可靠，相當(dāng)危險；此外，鐵基或鋼基的剎車盤的密度大，增加車身重量，增加發(fā)動機的負(fù)荷，影響汽車的加速性能，不符合目前機動車減重的趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種重量輕、導(dǎo)熱系數(shù)高，且具有良好的耐疲勞性能和耐磨損性能的機動車用高硅鋁合金剎車盤。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:機動車用高硅鋁合金剎車盤，由鋁合金原料鑄造而成，所述鋁合金原料的組分及各組分的重量百分含量為:硅17 35%，銅廣3%、鎂0.3 2%、鎳或鉻1 2%，余量為招。所述機動車用高硅鋁合金剎車盤采用半固態(tài)成形方法鑄造而成。所述機動車用高硅鋁合金剎車盤的表面采用微弧氧化處理。本發(fā)明中所述半固態(tài)成形方法是指使用含有非枝晶的高硅鋁合金的漿體通過充填、鍛壓和擠壓等工藝制造剎車盤的方法。通過控制高硅鋁合金的半固態(tài)漿體的固相分?jǐn)?shù)，使半固態(tài)漿體具有高的粘度和低的凝固收縮率，從而防止成型時卷氣形成氣孔和凝固時形成縮孔；同時所制備的半固態(tài)漿體又具有良了的流動性可滿足各種形狀的高硅鋁合金剎車盤的要求；另外，該半固態(tài)成形方法可以大幅度降低高硅鋁合金因含銅元素而產(chǎn)生的成型熱裂傾向，使所述的高硅鋁合金可直接且高效地成型，從而降低所述高硅鋁合金的制作成本。
本發(fā)明中高硅鋁合金剎車盤的表面采用微弧氧化處理，使剎車盤的表面形成一層陶瓷層，以提高高硅鋁合金剎車盤表面的耐摩擦系數(shù)以及耐磨性。所述的表面微弧氧化是指在普通陽極氧化的基礎(chǔ)上，利用弧光放電增強并激活在陽極上的發(fā)生的反應(yīng)，從而在所述的高硅鋁合金剎車盤表面上形成優(yōu)質(zhì)的陶瓷層的方法。其主要原理是通過特定的策弧氧化電源對高娃招合金剎車盤的表面施加高的電壓，使其表面的金屬與電解液相互作用，并在剎車盤表面產(chǎn)生微弧放電；在微弧放電過程中，剎車盤表面的瞬時溫度可達(dá)到1500°C以上，這樣的處理過的剎車盤表面的金屬材料在高溫、電場等因素的作用下會原位生長致密的、結(jié)合牢固的陶瓷層。該陶瓷層可以大幅度提高高硅鋁合金的表面硬度，從而相應(yīng)大幅度提高剎車盤表面的抗磨損性能，同時該陶瓷層也會提高剎車盤的抗腐蝕性能；這樣采用適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)，對半固態(tài)成型技術(shù)制備的剎車盤表面進行的微弧氧化處理可以滿足高硅鋁合金在抗磨損以及散熱方面等使用環(huán)境要求。本發(fā)明的有益效果是:應(yīng)用本發(fā)明的高硅鋁合金剎車盤可減輕機動車上制動系零件的重量，與傳統(tǒng)的鑄鐵的剎車盤相比減輕50飛0%，起到節(jié)能效果；且所述高硅鋁合金剎車盤的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)高于目前常用的鑄鋼或鑄鐵的剎車盤的導(dǎo)熱系數(shù)，由于導(dǎo)熱系數(shù)的提高，在剎車過程中產(chǎn)生的大量熱量能夠更快地傳導(dǎo)出去，使抗熱震性提高，由此可降低制動溫升，因而在剎車過程中，可有效減少因制動過程產(chǎn)生的摩擦熱量累積，同時縮短剎車距離，延長剎車盤壽命，提高剎車效果以及機動車的行駛安全性。本發(fā)明的高硅鋁合金剎車盤具有良好的耐疲勞性能和耐磨損性能，剎車效果好、使用壽命長，可應(yīng)用于各種機動車輛。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。實施例1:
機動車用高硅鋁合金剎車盤，由鋁合金原料采用半固態(tài)成形方法鑄造而成，所述鋁合金原料的組分及各組分的重量百分含量為:硅17%，銅3%、鎂0.3%、鎳2%、鋁77.7%。所述機動車用高硅鋁合金剎車盤的表面采用微弧氧化處理。實施例2:
機動車用高硅鋁合金剎車盤，由鋁合金原料采用半固態(tài)成形方法鑄造而成，所述鋁合金原料的組分及各組分的重量百分含量為:硅35%，銅1%、鎂2%、鎳1%，、鋁61%。所述機動車用高硅鋁合金剎車盤的表面采用微弧氧化處理。實施例3:
機動車用高硅鋁合金剎車盤，由鋁合金原料采用半固態(tài)成形方法鑄造而成，所述鋁合金原料的組分及各組分的重量百分含量為:硅25%、銅2%、鎂2%、鉻1%、鋁70%。所述機動車用高硅鋁合金剎車盤的表面采用微弧氧化處理。實施例4:
機動車用高硅鋁合金剎車盤，由鋁合金原料采用半固態(tài)成形方法鑄造而成，所述鋁合金原料的組分及各組分的重量百分含量為:硅27%，銅1.8%、鎂1.2%、鉻2%，、鋁68%。所述機動車用高硅鋁合金剎車盤的表面采用微弧氧化處理。
權(quán)利要求
1.機動車用高硅鋁合金剎車盤，由鋁合金原料鑄造而成，其特征在于，所述鋁合金原料的組分及各組分的重量百分含量為:硅17 35%，銅f 3%、鎂0.3 2%、鎳或鉻f 2%，余量為鋁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機動車用高硅鋁合金剎車盤，其特征在于:所述機動車用高硅鋁合金剎車盤采用半固態(tài)成形方法鑄造而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機動車用高硅鋁合金剎車盤，其特征在于:所述機動車用高硅鋁合金剎車盤的表面采用微弧氧化處理。
全文摘要
機動車用高硅鋁合金剎車盤，由鋁合金原料鑄造而成，所述鋁合金原料的組分及各組分的重量百分含量為硅17~35%、銅1~3%、鎂0.3~2%、鎳或鉻1~2%，余量為鋁。本發(fā)明的高硅鋁合金剎車盤與傳統(tǒng)的鑄鐵的剎車盤相比減輕50~60%，且所述高硅鋁合金剎車盤的導(dǎo)熱系數(shù)高，在剎車過程中，可有效減少因制動過程產(chǎn)生的摩擦熱量累積，同時縮短剎車距離，延長剎車盤壽命，提高剎車效果以及機動車的行駛安全性。本發(fā)明的高硅鋁合金剎車盤具有良好的耐疲勞性能和耐磨損性能，剎車效果好、使用壽命長，可應(yīng)用于各種機動車輛。
文檔編號F16D69/02GK103115098SQ20131005838
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月25日
發(fā)明者曹海平, 王連登, 陳亮 申請人:福建省瑞奧麥特輕金屬有限責(zé)任公司