本发明专利技术公开了一种铝合金刹车盘金属液及由其铸造刹车盘的工艺。所述铝合金刹车盘金属液包括将碳化硅颗粒依次在强碱水溶液和氟锆酸钾水溶液中进行第一浸渍和第二浸渍，所述第二浸渍结束后，取出干燥，得到干燥料，再将所述干燥料与液态铝混合，制得金属液。所述工艺包括如下步骤：制备铝合金刹车盘的金属型铸型；将所述金属液浇注进所述金属型铸型的型腔内，冷却结束后，取出，制得所述铝合金刹车盘。通过上述金属液和工艺制得的铝合金刹车盘中组分分布均匀，铝合金刹车盘性能一致性好以及耐磨性好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铸造
，具体涉及一种铝合金刹车盘金属液及由其铸造刹车盘的工艺。
技术介绍
刹车盘是汽车制动系统的重要组成部分，其制动性能的好坏直接关系到行车的安全性。目前广泛采用的铸铁刹车盘热导率低、易热裂、耐磨性差。为了避免铸铁刹车盘的上述缺陷，采用重量轻、性能优良的金属基复合材料刹车盘代替铸铁刹车盘是汽车刹车盘今后的主要发展方向。现有技术中的金属基复合材料又以铝基复合材料最为常见，由铝基复合材料制得的铝合金刹车盘代替铸铁刹车盘可以减轻其50-60％的重量，大大减轻了汽车转动部分重量和刹车惯性力。现有技术中制备铝合金刹车盘的工艺一般采用金属型重力铸造或者金属型低压铸造，金属型重力铸造是利用重力将液态金属浇入金属材质的铸型中,并在重力的作用下结晶凝固而形成铸件的一种方法。金属型低压铸造是指金属液在其它外力(不含重力)作用下注入铸型的工艺。采用重力金属型铸造工艺生产的铝合金刹车盘成型条件好，铸件较致密，适合批量化生产。如中国专利文献CN104550742A公开了刹车盘铸造生产方法。该方法先制备金属型刹车盘铸型，再将金属型刹车盘铸型预加热至300℃，并于其内表面涂膜覆膜砂，最后将铸件金属液沿刹车盘铸型的浇注口注入型腔，控制浇注温度、浇铸速度以及铸件的保温时间，取出并清理铸件，即可制得刹车盘。采用该方法制得的刹车盘铸件致密，无气孔缩孔、缩松等缺陷，有效保证了铸件质量。上述技术利用铸件金属液自身重力直接将其沿刹车盘铸型的浇注口注入型腔，并在重力的作用下结晶凝固形成铸件。当金属液为复合材料的复合液时，如铝合金时，各材料的流动性以及浸润性存在差别，导致金属液中各材料在浇注过程中不能在铸件中均匀分布，造成铸件性能一致性差，同时，上述缺陷也会影响铸件的力学性能，如耐磨性等。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的是金属型重力铸造工艺所制得的铝合金刹车盘存在组分分布不均匀、铸件性能一致性差以及耐磨性差的缺陷，进而提供了一种组分分布均匀，铸件性能一致性好以及耐磨性好的一种铝合金刹车盘金属液及由其铸造刹车盘的工艺。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术所提供的铝合金刹车盘金属液包括，将碳化硅颗粒依次在强碱水溶液和氟锆酸钾水溶液中进行第一浸渍和第二浸渍，所述第二浸渍结束后，取出干燥，得到干燥料，再将所述干燥料与液态铝混合，制得金属液；优选地，所述第一浸渍的温度为80-100℃。优选地，所述第二浸渍的温度为70-80℃。优选地，所述干燥的温度为1100-1150℃。优选地，所述干燥料与所述液态铝的质量比为(11-24):100；所述混合的温度为720-735℃。优选地，所述强碱水溶液为NaOH水溶液，所述NaOH水溶液的质量分数为53.4％-54.5％；所述氟锆酸钾水溶液的质量分数为20.7％-21.3％。本专利技术还提供了一种铝合金刹车盘的铸造工艺，包括如下步骤：制备铝合金刹车盘的金属型铸型；上述方法制备的铝合金刹车盘金属液；将所述铝合金刹车盘金属液浇注进所述金属型铸型的型腔内，冷却结束后，取出，制得所述铝合金刹车盘。优选地，所述浇注的温度为715-725℃；所述浇注的速度为0.60-0.70kg/s。优选地，还包括于515-550℃下热处理所述铝合金刹车盘，再于155-165℃下保温15-20h的步骤。优选地，还包括预热所述金属型铸型至其温度为170-200℃，再在所述金属型铸型的型腔内壁和砂芯表面涂覆耐热涂料的步骤；在涂覆所述耐热涂料之后，所述浇注之前，还包括预热所述金属型铸型至200-300℃的步骤。优选地，所述耐热涂料包括如下质量份数的组分：进一步地，所述耐热涂料还包括0.15-0.20份的助剂，用于提高所述耐热涂料的悬浮性，所述助剂为消泡剂、流平剂或防沉淀剂中的至少一种。优选地，在取出所述铝合金刹车盘之后，还包括对所述铝合金刹车盘进行切割，并将切割下来的多余金属炉料熔化回用与所述干燥料混合的步骤；还包括将所述金属型铸型中的落芯砂经砂处理后，得到再生砂，并将所述再生砂回用来制备所述金属型铸型中砂芯。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术实施例所提供的铝合金刹车盘金属液，通过将碳化硅颗粒依次在强碱水溶液和氟锆酸钾水溶液中进行第一浸渍和第二浸渍，所述第二浸渍结束后，取出干燥，得到干燥料，再将所述干燥料与液态铝混合，制得金属液，经过上述处理后，使SiC表面粗糙化，粗糙化后的SiC对液态铝有较强的“钉扎”作用，该作用使金属液在金属型铸型的型腔内流动时，能保持SiC在金属液中的均匀分布状态，最后冷却得到的铸件性能一致性好；再者，经过上述处理后，SiC表面会析出K2ZrF6薄膜，该薄膜能避免液态铝与碳化硅颗粒接触面形成Al2O3薄膜，改善了液态铝与碳化硅彼此间的浸润性，使两者之间有效结合，起到了强化作用，提高了铝合金刹车盘的耐磨性；最后，通过干燥，去除金属液中的水汽，避免其影响铝合金刹车盘的力学性能。(2)本专利技术实施例所提供的铝合金刹车盘金属液，通过限定第一浸渍的温度、第二浸渍的温度、干燥的温度和混合的温度，在实现SiC表面粗糙化的同时，有效消除液态铝与碳化硅颗粒接触面的Al2O3薄膜，增强了液态铝与碳化硅彼此间的浸润性。通过限定干燥料与液态铝的质量比，均衡了铝合金刹车盘的抗拉强度和耐磨性能。(3)本专利技术实施例所提供的铝合金刹车盘的铸造工艺，通过对铝合金刹车盘进行热处理和保温处理，保证了其金相组织的分布均匀性，提高了其力学性能；通过在金属型铸型的型腔内壁和砂芯表面涂覆耐热涂料，避免高温浇注对金属型铸型的破坏，同时，铸件表面不粘砂，提高了铸件表面的光洁度，金属型铸型也更容易清理。(4)本专利技术实施例所提供的铝合金刹车盘的铸造工艺，通过在金属型铸型的型腔内壁和砂芯表面涂覆耐热涂料，并且限定该耐热涂料的组成和比例，该耐热涂料很容易干燥，提高了铝合金刹车盘的生产效率，同时，避免了高温浇注对金属型铸型的破坏，稳定了铝合金刹车盘的产品质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中铝合金刹车盘的铸造工艺流程图。具体实施方式为了更好地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术做进一步描述。本专利技术可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本专利技术的构思充分传达给本领域技术人员，本专利技术将仅由权利要求来限定。实施例1本实施例提供了一种铝合金刹车盘的铸造工艺，包括如下步骤：(1)制备铝合金刹车盘的金属型铸型：分别制备砂芯和金属型型腔，通过新砂来制芯以制得砂芯，再将砂芯下芯至金属型型腔内，进行合型，制得金属型铸型；(2)将平均粒度为10μm的碳化硅颗粒浸渍于质量分数为54％的NaOH水溶液中，控制浸渍的温度为90℃，浸渍的时间为30min；取出后，再将其浸渍于质量分数为21％的氟锆酸钾水溶液，控制浸渍的温度为75℃，浸渍的时间为120min；取出后，再将其于1125℃下干燥，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铝合金刹车盘金属液的制备方法，其特征在于，包括，将碳化硅颗粒依次在强碱水溶液和氟锆酸钾水溶液中进行第一浸渍和第二浸渍，所述第二浸渍结束后，取出干燥，得到干燥料，再将所述干燥料与液态铝混合，制得金属液。
【技术特征摘要】
1.一种铝合金刹车盘金属液的制备方法，其特征在于，包括，将碳化硅颗粒依次在强碱水溶液和氟锆酸钾水溶液中进行第一浸渍和第二浸渍，所述第二浸渍结束后，取出干燥，得到干燥料，再将所述干燥料与液态铝混合，制得金属液。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一浸渍的温度为80-100℃。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述第二浸渍的温度为70-80℃。4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为1100-1150℃。5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述干燥料与所述液态铝的质量比为(11-24):100；所述混合的温度为720-735℃。6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述强碱水溶液为NaOH水溶液，所述NaOH水溶液的质量分数为53.4％-54.5％；所述氟锆酸钾水溶液的质量分数为20.7％-21.3％。7.一种铝合金刹车盘的铸造工艺，包括如下步骤：制备铝合金刹车盘的金属型铸型；根据权利要求1-6中任一所述的方法制备的铝合金刹车盘金属液；将所述铝合金刹车盘金属...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴佩芳，崔新亮，
申请(专利权)人：北京天宜上佳新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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