通风式制动盘的制备方法技术

本申请涉及通风式制动盘的制备方法，该方法将第一盘坯与第二盘坯叠合，使对应凹槽围合形成通风通道后进行热压烧结，然后在通风通道中置入支撑套管后进行致密化，通过选择在钢棒外套设铝管作为支撑套管，铝管和钢棒之间涂抹高温润滑油，再根据烧结后通风通道的内径及致密化处理后非通风通道处的压缩量和通风通道处的压缩量计算出支撑套管的外径，可以使得钢管在致密化处理后很容易脱出，铝管则可视情况机加去除或保留在通风通道中，从而实现粉末冶金法制备具有横向通风通道的制动盘。金法制备具有横向通风通道的制动盘。金法制备具有横向通风通道的制动盘。

【技术实现步骤摘要】
通风式制动盘的制备方法


[0001]本专利技术涉及制动盘
，特别是涉及通风式制动盘的制备方法。

技术介绍

[0002]随着双碳目标的提出，交通装备的轻量化势在必行。制动盘作为车辆的簧下部件，比簧上部件的轻量化效果更为显著，因此成为乘用车的重点轻量化方向。陶瓷增强铝基复合材料由于耐磨性好、硬度高、密度低、导热快等优点，成为乘用车轻量化制动盘的首选材料之一。
[0003]目前制备铝基复合材料制动盘的工业化生产方法主要有搅拌铸造法和粉末冶金法。其中搅拌铸造法受工艺限制，陶瓷增强体的体积含量难以突破20％，制备出的铝基复合材料制动盘性能受限；粉末冶金法虽然具有材料可设计性强，制备温度低，可大幅提高铝基复合材料力学性能和耐磨耐温特性，可实现盘帽等结构的近净成形等优点，但粉末冶金法只能在竖向成孔，无法制备出横向通风通道，限制了陶瓷增强铝基复合材料制动盘的通风散热能力，使得陶瓷增强铝基复合材料制动盘需要面对更严苛的高温工况，同时，无法制备出横向通风通道也降低了制动盘的轻量化效果，影响了陶瓷增强铝基复合材料制动盘的推广应用。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对陶瓷增强铝基复合材料制动盘采用传统粉末冶金法无法制备出横向通风通道的问题，提供一种具有横向通风通道的通风式制动盘的制备方法。
[0005]一种通风式制动盘的制备方法，包括以下步骤：
[0006]提供具有内圆周和外圆周的第一盘坯，所述第一盘坯的一侧表面具有多个沿周向分隔开且由所述内圆周延伸至外圆周的凹槽；
[0007]提供具有外部环形区域的第二盘坯，所述外部环形区域的一侧表面具有与所述第一盘坯相同的凹槽；
[0008]将所述第一盘坯与所述第二盘坯叠合，以使对应的凹槽围合形成通风通道，得到组合体；
[0009]在保护性气体氛围中，将所述组合体热压烧结，以使所述第一盘坯和第二盘坯接触的部分冶金结合，得到具有横向通风通道的烧结体；
[0010]在所述烧结体的通风通道中置入支撑套管后进行致密化，所述支撑套管包括钢棒和套设在钢棒上的铝管，所述钢棒和铝管之间涂抹有高温润滑油，所述支撑套管的外径D根据以下公式计算：
[0011][0012]其中为组合体中通风通道的内径，A为通风通道处盘体的烧结收缩率，H为致密化处理后通风通道处盘体的厚度，ρ1为热压烧结后通风通道处盘体的密度，ρ2为致密化处理后通风通道处盘体的密度；
[0013]脱出所述钢管，得到通风式制动盘。
[0014]在其中一个实施例中，所述第一盘坯与所述第二盘坯外部环形区域的材料均为摩擦材料，所述摩擦材料由30％～70％体积含量的陶瓷增强相和余量的铝合金基体组成。
[0015]在其中一个实施例中，所述第一盘坯具有凹槽的部分与所述第二盘坯外部环形区域具有凹槽的部分均为结构材料层，其余部分均为摩擦材料层，所述结构材料由0～30％体积含量的陶瓷增强相和余量的铝合金基体组成，所述摩擦材料由30％～70％体积含量的陶瓷增强相和余量的铝合金基体组成，所述摩擦材料层的厚度为3mm～5mm。
[0016]在其中一个实施例中，所述第二盘坯还具有内部圆形区域；进行所述致密化步骤的同时还包括对所述第二盘坯内部圆形区域进行整形得到盘帽的步骤；所述内部圆形区域的材料为结构材料，所述结构材料由0～30％体积含量的陶瓷增强相和余量的铝合金基体组成。
[0017]在其中一个实施例中，所述铝管的厚度为0.5～1mm。
[0018]在其中一个实施例中，在脱出所述钢棒的步骤之后还包括对所述铝管进行机加去除的步骤。
[0019]在其中一个实施例中，所述凹槽的深度为该凹槽所在盘坯厚度的1/3～1/2。
[0020]在其中一个实施例中，所述铝合金基体为二系或六系铝合金。
[0021]在其中一个实施例中，所述二系铝合金为Al
‑
Cu
‑
Mg系合金或Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Si系合金；所述六系铝合金为Al
‑
Mg
‑
Si系合金。
[0022]在其中一个实施例中，所述热压烧结的的压力为0.02MPa～0.05MPa，温度为580℃～640℃。
[0023]在其中一个实施例中，所述致密化的压力为150MPa～250MPa，温度为500℃～550℃。
[0024]上述通风式制动盘的制备方法，将第一盘坯和第二盘坯叠合，使对应凹槽围合形成通风通道后进行热压烧结，然后在烧结体的通风通道中置入支撑套管后进行致密化，通过选择在钢棒外套设铝管作为支撑套管，铝管和钢棒之间涂抹高温润滑油，再根据计算公式计算出支撑套管的外径，可以使得钢棒在致密化处理后很容易脱出，铝管则可视情况机加去除或保留在通风通道中，从而实现粉末冶金法制备具有横向通风通道的通风式制动盘。
附图说明
[0025]图1为一实施方式的组合体的结构示意图；
[0026]图2为另一实施方式的组合体的结构示意图；
[0027]图3为一实施方式的通风式制动盘的结构示意图；
[0028]图4为另一实施方式的通风式制动盘的结构示意图。
具体实施方式
[0029]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，并给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0030]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0031]此外需要说明的是，本文所使用的“竖向”指的是与制动盘旋转轴平行的方向，“横向”指的是与制动盘旋转轴垂直的方向，“径向”指的是制动盘端面圆的半径或直径方向。
[0032]一实施方式的通风式制动盘的制备方法，包括以下步骤S110～S150：
[0033]S110、提供第一盘坯和第二盘坯。
[0034]其中，用于制备第一盘坯的模具具有环形模腔，该环形模腔内具有多个沿周向分隔开且由内环延伸至外环的凸棱，将盘体材料铺设到该环形模腔中，压制成形，脱模，即可得到第一盘坯，该第一盘坯的一侧表面具有多个沿周向分隔开且由内圆周延伸至外圆周的凹槽。
[0035]在本实施方式中，第一盘坯的一侧表面具有多个沿周向分隔开且沿径向延伸的凹槽。
[0036]可以理解，盘体材料可以全部是摩擦材料，也可以先铺一层结构材料再铺一层摩擦材料。
[0037]在本实施方式中，用于制备第二盘坯的模具模腔包括内部圆形模腔和外部环形模腔，其中外部环形模腔与上述用于制备第一盘坯的环形模腔相同，将盘体材料铺设到该外部环形模腔中，将盘帽材料铺设到内部圆形模腔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通风式制动盘的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供具有内圆周和外圆周的第一盘坯，所述第一盘坯的一侧表面具有多个沿周向分隔开且由所述内圆周延伸至外圆周的凹槽；提供具有外部环形区域的第二盘坯，所述外部环形区域的一侧表面具有与所述第一盘坯相同的凹槽；将所述第一盘坯与所述第二盘坯叠合，以使对应的凹槽围合形成通风通道，得到组合体；在保护性气体氛围中，将所述组合体热压烧结，以使所述第一盘坯和第二盘坯接触的部分冶金结合，得到具有横向通风通道的烧结体；在所述烧结体的通风通道中置入支撑套管后进行致密化，所述支撑套管包括钢棒和套设在钢棒上的铝管，所述钢棒和铝管之间涂抹有高温润滑油，所述支撑套管的外径D根据以下公式计算：其中为组合体中通风通道的内径，A为通风通道处盘体的烧结收缩率，H为致密化处理后通风通道处盘体的厚度，ρ1为热压烧结后通风通道处盘体的密度，ρ2为致密化处理后通风通道处盘体的密度；脱出所述钢管，得到通风式制动盘。2.根据权利要求1所述的通风式制动盘的制备方法，其特征在于，所述第一盘坯与所述第二盘坯外部环形区域的材料均为摩擦材料，所述摩擦材料由30％～70％体积含量的陶瓷增强相和余量的铝合金基体组成。3.根据权利要求1所述的通风式制动盘的制备方法，其特征在于，所述第一盘坯具有凹槽的部分与所述第二盘坯外部环形区域具有凹槽的部分均为结构材料层，其余部分均为摩擦材料层，所述结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹柳絮，霍树海，邱振宇，吴云，刘春轩，蒋兆汝，罗任，钟探秋，苏新，
申请(专利权)人：湖南金天铝业高科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：