一种无机粒子增强的铝基刹车盘材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及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，得到本发明专利技术的刹车盘材料。本发明专利技术通过无机粒子对铝合金材料进行改进，使刹车盘存在的抗拉强度、耐久度、耐磨性能得到了明显的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及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

技术介绍
刹车盘在汽车的制动系统中发挥着至关重要的作用，性能优良的刹车盘是汽车安全行驶的前提条件之一。虽然经过多年的应用与发展，但是从早期的石棉刹车盘到目前广泛使用的铸铁刹车盘，在环保、质量等方面都存在一些缺陷，并不能完全满足市场需求。汽车产业的迅猛发展，汽车产量的大幅度增加，降低能源消耗、加强环境保护对汽车用材料轻量化的要求，迫使人们不停地开展对汽车刹车盘的研究。刹车盘材料可以粗略分为钢铁材料、合金材料、复合材料等三大类别，与钢制汽车刹车盘相比，铝合金汽车刹车盘具有如下优点：1、重量轻，可比钢制车刹车盘重量减轻30%-40%，通常使用1kg铝合金，汽车自重要下降2.25kg。美国目前每辆轿车用铝合金至少100kg，可减重225kg，按一辆轿车使用10年、行驶400km计算，可节约6.3t汽油，效益可观。铝合金汽车刹车盘有明显的减重效果；2、减震性能好，吸收冲击能量强，从而可以改善车辆的行驶性能，提高安全性；3、导热性好，热导率约为钢的3倍，可以降低轮胎的工作温度，提高轮胎的使用寿命；4、外形美观，采用不同工艺生产铝合金轮毂的结构可以多样化，可以很好地满足各类使用者的审美要求。但是，铝合金作刹车盘材料也具有不足之处，主要体现在：1）抗腐蚀性能方面不如复合材料；2）铝合金材质的刹车盘在强度、硬度、耐磨性、抗疲劳等方面仍有待提高；现有技<br>术中，对提高铝合金的抗腐蚀性能方面，以加入某些抗腐蚀的元素为主，但这些元素的加入，会影响铝合金强度、抗疲劳等多方面性能的提高。CN103115098A公开一种机动车用高硅铝合金刹车盘，由铝合金原料铸造而成，铝合金原料的组分及各组分的重量百分含量为：硅17～35%、铜1～3%、镁0.3～2%、镍或铬1～2%，余量为铝，该专利技术的铝合金刹车盘与传统的铸铁的刹车盘相比减轻50～60%，且所述高硅铝合金刹车盘的导热系数高。CN104315043A公开一种轿车用刹车盘，涉及汽车配件加工生产
，包括高锰钢粉末21%、铝合金33%、防老剂11%、硅油12%、橡胶9%、氧化钙7%、防老剂7%。上述的刹车盘材料存在着抗拉强度不高、耐久度不好、耐磨性能不好的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是：解决刹车盘存在的抗拉强度不高、耐久度不好、耐磨性能不好的问题，通过加入包覆材料的无机粒子的方式进行改进。技术方案是：一种无机粒子增强的铝基刹车盘材料的制备方法，包括如下步骤：第1步，按重量份计，将硫酸钡粉体10～20份、氧化硅粉体10～15份、水100～160份混合均匀，再加入锌盐4～6份和铝酸钠3～5份，然后在50℃～100℃下加热反应，再把混合液加入高压反应釜中，在140～160℃下熟化反应，过滤后将颗粒物烘干，得到无机化合物包覆的粉体；第2步，按重量份计，将无机化合物包覆的粉体10～20份与铝粉80～120份混合均匀，在真空下压块，制备铝基块体；第3步，将镁粉进行熔炼，制备铝合金，其中需要调节铝合金中镁含量在8～12%、锌含量0.1～0.2%、锰含量在0.05～0.1%、镍含量在0.03～0.08%，得铝合金；第4步，按重量份量计，将铝合金80～100份与铝基块体10～15份进行熔炼，压压铸成型，得到本专利技术的刹车盘材料。所述的第1步中，加热反应的时间是1～3小时，熟化反应的时间是6～10小时，熟化反应的压力是0.5～0.6MPa。所述的第1步中，锌盐为硫酸锌、乙酸锌、硝酸锌或无水氯化锌。所述的第2步中，压块所需要的真空度要求气体压力不超过0.01Pa，压块所需要的压力为6～8×103Kg/m2；制得的压块的尺寸为1×1×1cm3～4×4×4cm3。所述的第4步中，熔炼的温度是690～710℃。所述的第4步中，熔炼过程中采用无接触式电磁搅拌。有益效果本专利技术通过无机粒子对铝合金材料进行改进，使刹车盘存在的抗拉强度、耐久度、耐磨性能得到了明显的提高。具体实施方式实施例1第1步，按重量份计，将硫酸钡粉体10份、氧化硅粉体10份、水100份混合均匀，再加入硝酸锌4份和铝酸钠3份，然后在50℃下加热反应1小时，再把混合液加入高压反应釜中，在140℃下熟化反应6小时，熟化反应的压力是0.5MPa，过滤后将颗粒物烘干，得到无机化合物包覆的粉体；第2步，按重量份计，将无机化合物包覆的粉体10份与铝粉80份混合均匀，在真空下压块，制备铝基块体，压块所需要的真空度要求气体压力0.005Pa，压块所需要的压力为6×103Kg/m2；制得的压块的尺寸为1×1×1cm3；第3步，将镁粉进行熔炼，制备铝合金，其中需要调节铝合金中镁含量在8%、锌含量0.1%、锰含量在0.05%、镍含量在0.03%，得铝合金；第4步，按重量份量计，将铝合金80份与铝基块体10份690℃下进行熔炼，熔炼过程中采用无接触式电磁搅拌，压压铸成型，得到本专利技术的刹车盘材料。实施例2第1步，按重量份计，将硫酸钡粉体20份、氧化硅粉体15份、水160份混合均匀，再加入硫酸锌6份和铝酸钠5份，然后在100℃下加热反应3小时，再把混合液加入高压反应釜中，在160℃下熟化反应10小时，熟化反应的压力是0.6MPa，过滤后将颗粒物烘干，得到无机化合物包覆的粉体；第2步，按重量份计，将无机化合物包覆的粉体20份与铝粉120份混合均匀，在真空下压块，制备铝基块体，压块所需要的真空度要求气体压力不超过0.005Pa，压块所需要的压力为8×103Kg/m2；制得的压块的尺寸为4×4×4cm3，第3步，将镁粉进行熔炼，制备铝合金，其中需要调节铝合金中镁含量在12%、锌含量0.2%、锰含量在0.1%、镍含量在0.07%，得铝合金；第4步，按重量份量计，将铝合金90份与铝基块体12份700℃下进行熔炼，熔炼过程中采用无接触式电磁搅拌，压压铸成型，得到本专利技术的刹车盘材料。实施例3第1步，按重量份计，将硫酸钡粉体15份、氧化硅粉体12份、水120份混合均匀，再加入无水氯化锌5份和铝酸钠4份，然后在80℃下加热反应2小时，再把混合液加入高压反应釜中，在150℃下熟化反应8小时，熟化反应的压力是0.55MPa，过滤后将颗粒物烘干，得到无机化合物包覆的粉体；第2步，按重量份计，将无机化合物包覆的粉体15份与铝粉100份混合均匀，在真空下压块，制备铝基块体，压块所需要的真空度要求气体压力不超过0.005Pa，压块所需要的压力为7×103K本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无机粒子增强的铝基刹车盘材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：第1步，按重量份计，将硫酸钡粉体10～20份、氧化硅粉体10～15份、水100～160份混合均匀，再加入锌盐4～6份和铝酸钠3～5份，然后在50℃～100℃下加热反应，再把混合液加入高压反应釜中，在140～160℃下熟化反应，过滤后将颗粒物烘干，得到无机化合物包覆的粉体；第2步，按重量份计，将无机化合物包覆的粉体10～20份与铝粉80～120份混合均匀，在真空下压块，制备铝基块体；第3步，将镁粉进行熔炼，制备铝合金，其中需要调节铝合金中镁含量在8～12%、锌含量0. 1～0.2%、锰含量在0.05～0.1%、镍含量在0.03～0.08%，得铝合金；第4步，按重量份量计，将铝合金80～100份与铝基块体10～15份进行熔炼，压压铸成型，得到本专利技术的刹车盘材料。

【技术特征摘要】
1.一种无机粒子增强的铝基刹车盘材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：第1
步，按重量份计，将硫酸钡粉体10～20份、氧化硅粉体10～15份、水100～160份混合均匀，再
加入锌盐4～6份和铝酸钠3～5份，然后在50℃～100℃下加热反应，再把混合液加入高压反
应釜中，在140～160℃下熟化反应，过滤后将颗粒物烘干，得到无机化合物包覆的粉体；第2
步，按重量份计，将无机化合物包覆的粉体10～20份与铝粉80～120份混合均匀，在真空下
压块，制备铝基块体；第3步，将镁粉进行熔炼，制备铝合金，其中需要调节铝合金中镁含量
在8～12%、锌含量0.1～0.2%、锰含量在0.05～0.1%、镍含量在0.03～0.08%，得铝合金；第4
步，按重量份量计，将铝合金80～100份与铝基块体10～15份进行熔炼，压压铸成型，得到本
发明的刹车盘材料。
2.根据权利要求1所述的无机粒子增强的铝基刹车盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：商好峰，李广全，宋立伟，
申请(专利权)人：山东正诺集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37