【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铝合金材料，具体涉及一种汽车卡钳用高强度铝合金材料及其生产工艺。
技术介绍
1、制动器卡钳是汽车上的重要安全构件，起到刹车制动作用，随着汽车轻量化的发展，高性能汽车追求极致的轻量化，轻质材料铝的利用率越来越高，铝合金制动器卡钳已占据主导地位，传统制动器卡钳主要采用铝合金金属型重力铸造成型，存在强度低、重量大等问题，低压铸造能够解决传统重力铸造中金属液平稳充型与凝固补缩之间的矛盾，具有强力补缩功能，使铝合金制动器卡钳组织致密、力学性能良好、强度高。
2、公开号为cn117845108a的专利申请公开了一种高强韧铝合金制动器卡钳及其挤压铸造方法，通过配制铝合金液、除渣除氢处理、挤压铸造成型、固溶和时效处理，细化α-al晶粒和共晶si相，提高铝合金液的纯净度，消除氢气孔，提高铝合金制动器卡钳的强度和塑性。
3、公开号为cn108048710a的专利申请公开了一种挤压铸造高强韧铝合金及其挤压铸造方法，通过熔炼铝合金液、精炼除气除渣、挤压铸造成形和固溶时效处理，细化α-al晶粒，变质富fe相和共晶si相，提高挤压铸造铝合金的强度和塑性。
4、上述两种方案通过在铝合金中增加硅元素提升铝合金的机械性能和耐磨性能，但是大量的硅元素添加会导致铝合金的导热能力下降，由于汽车的卡钳在紧急刹车和长下坡长时间刹车的情况下会使卡钳产生150-300℃的高温，高温会导致铝合金卡钳产生形变，严重可能会导致刹车盘抱死，使车辆失去控制，造成严重的交通事故，因此还需要使卡钳用铝合金材料具有耐高温能力和良好的导热能力，
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决汽车卡钳用铝合金机械性能和耐高温性能不平衡的问题，而提供一种汽车卡钳用高强度铝合金材料及其生产工艺。
2、本专利技术通过将纳米二氧化硅、cu-mof、石墨烯纳米片和硼化钛粉末复合制得复合强化粉末，利用石墨烯对铝合金材料中硅相的细化作用减弱高硅含量对铝合金耐热性能的影响，利用硼化钛粉末细化铝合金材料的铝相晶粒并提高铝合金材料的耐热性能，制得机械性能和耐高温性能优异的汽车卡钳用铝合金材料。
3、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
4、一种汽车卡钳用高强度铝合金材料，按质量份百分比计，包含如下组分：
5、si 10.36-11.58%、fe 1.23-2.14%、cu 1.05-1.17%、re 0.32-0.35%、sr 0.18-0.21%、复合强化粉末3.55-3.85%、余量为纯铝；
6、si、fe和cu分别以中间合金al-20si合金、al-20fe合金和al-50cu合金的方式与纯铝混合；
7、re和sr分别以变质合金al-10re合金和al-10sr合金的方式与纯铝混合；
8、re为稀土元素la和ce混合。
9、进一步地，复合强化粉末由下述步骤制得：
10、反应釜中将cu-mof/石墨烯纳米片和溴化1-乙基-3-甲基咪唑超声分散在去离子水中，向反应釜中加入改性二氧化硅，超声分散后升温至90-100℃搅拌至溶液蒸发，然后将沉淀置于管式炉中在氮气保护下250-280℃煅烧20-30min，得到复合强化粉末。
11、进一步地，cu-mof/石墨烯纳米片、溴化1-乙基-3-甲基咪唑、去离子水和改性二氧化硅的用量比为2-4g：1.2-1.5g：100-200ml：4-5g。
12、进一步地，cu-mof/石墨烯纳米片由下述步骤制得：
13、在反应釜中将硼化钛粉末超声分散在一次乙醇溶剂中后加入巯基乙酸，震荡改性20-24h，离心收集沉淀，用乙醇洗涤后重新在反应釜中分散到二次乙醇溶剂中，加入氢氧化铜石墨烯纳米片超声分散，然后将对苯二甲酸溶于70wt%的乙醇溶液加入反应釜中，升温至100-120℃密闭反应12-16h，过滤后用乙醇和去离子水洗涤沉淀，60-70℃真空干燥得到cu-mof/石墨烯纳米片；一次乙醇溶剂和二次乙醇溶剂均为无水乙醇。
14、进一步地，硼化钛粉末、一次乙醇溶剂、巯基乙酸、二次乙醇溶剂、氢氧化铜石墨烯纳米片、对苯二甲酸和70wt%的乙醇溶液的用量比为3-4g：100-200ml：10-12ml：100-200ml：4-5g：8-10g：150-200ml。
15、进一步地，氢氧化铜石墨烯纳米片由下述步骤制得：
16、在反应釜中将三水合硝酸铜和石墨烯纳米片分散在乙醇中，磁力搅拌下将的2m氢氧化钠乙醇溶液逐滴滴加在反应釜中，搅拌反应1-2h后抽滤，用去离子水洗涤沉淀后60-70℃真空干燥10-12h得到氢氧化铜石墨烯纳米片。
17、进一步地，三水合硝酸铜、石墨烯纳米片、乙醇和氢氧化钠乙醇溶液的用量比为4-5g：2-3g：50-80ml：30-40ml。
18、进一步地，改性二氧化硅由下述步骤制得：
19、将纳米二氧化硅微球浸泡在1m的盐酸溶液中活化2-3h后离心分离沉淀，用去离子水洗涤沉淀后将沉淀超声分散在0.1wt%的十二烷基苯磺酸钠水溶液中搅拌4-5h改性，经离心后用去离子水洗涤沉淀，70-80℃真空干燥10-12h，得到改性二氧化硅。
20、一种汽车卡钳用高强度铝合金材料的生产工艺，包括如下步骤：
21、将纯铝和中间合金放入180-200℃的干燥箱中干燥30-40min，在电阻炉中将纯铝在720-740℃熔炼，加入中间合金和复合强化粉末，搅拌2-5min，保温20-30min后加入变质合金，搅拌2-5min后保温10-20min，降温至680-720℃后，将精炼剂和除渣剂混合后加入电阻炉中除渣2-5min，扒渣后静置5-8min，在金属模具中浇注，经人工时效处理后得到汽车卡钳用高强度铝合金材料。
22、进一步地，精炼剂和除渣剂添加量均为铝合金总质量的0.5-0.6%，精炼剂型号为yt-j-1，除渣剂型号为yt-d-4。
23、本专利技术的有益效果：
24、本专利技术制得的汽车卡钳用高强度铝合金材料机械性能好，强度高，同时具有优异的耐高温性能和良好的导热能力，通过在铝合金材料的配方中加入复合强化粉末，利用复合强化粉末中的硼化钛细化铝合金材料的晶粒，利用石墨烯纳米片对铝合金材料中硅相晶粒的细化，减小高硅含量对铝合金材料的影响，提升铝合金材料的机械强度和耐高温性能。
25、本专利技术的生产工艺制得的汽车卡钳用高强度铝合金材料中晶粒小，机械强度高，通过在石墨烯纳米片表面合成cu-mof，利用铜和铝键合促进石墨烯纳米片的分散，同时利用cu-mof将石墨烯纳米片结合在硼化钛粉末上，进一步提升了硼化钛的分散性，最后将纳米二氧化硅粘合在cu-mof/石墨烯纳米片上，减少铝合金炉渣的产生量，提高铝合金材料的物理性能。
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1.一种汽车卡钳用高强度铝合金材料，其特征在于，按质量份百分比计，包含如下组分：
2.根据权利要求1所述的一种汽车卡钳用高强度铝合金材料，其特征在于，所述Cu-MOF/石墨烯纳米片、溴化1-乙基-3-甲基咪唑、去离子水和改性二氧化硅的用量比为2-4g：1.2-1.5g：100-200mL：4-5g。
3.根据权利要求1所述的一种汽车卡钳用高强度铝合金材料，其特征在于，所述Cu-MOF/石墨烯纳米片由下述步骤制得：
4.根据权利要求3所述的一种汽车卡钳用高强度铝合金材料，其特征在于，所述硼化钛粉末、一次乙醇溶剂、巯基乙酸、二次乙醇溶剂、氢氧化铜石墨烯纳米片、对苯二甲酸和70wt%的乙醇溶液的用量比为3-4g：100-200mL：10-12mL：100-200mL：4-5g：8-10g：150-200mL；一次乙醇溶剂和二次乙醇溶剂均为无水乙醇。
5.根据权利要求3所述的一种汽车卡钳用高强度铝合金材料，其特征在于，所述氢氧化铜石墨烯纳米片由下述步骤制得：
6.根据权利要求5所述的一种汽车卡钳用高强度铝合金材料，其特征在于，所
7.根据权利要求1所述的一种汽车卡钳用高强度铝合金材料，其特征在于，所述改性二氧化硅由下述步骤制得：
8.根据权利要求1所述的一种汽车卡钳用高强度铝合金材料的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种汽车卡钳用高强度铝合金材料的生产工艺，其特征在于，所述精炼剂和除渣剂添加量均为铝合金总质量的0.5-0.6%，精炼剂型号为YT-J-1，除渣剂型号为YT-D-4。
...【技术特征摘要】
1.一种汽车卡钳用高强度铝合金材料，其特征在于，按质量份百分比计，包含如下组分：
2.根据权利要求1所述的一种汽车卡钳用高强度铝合金材料，其特征在于，所述cu-mof/石墨烯纳米片、溴化1-乙基-3-甲基咪唑、去离子水和改性二氧化硅的用量比为2-4g：1.2-1.5g：100-200ml：4-5g。
3.根据权利要求1所述的一种汽车卡钳用高强度铝合金材料，其特征在于，所述cu-mof/石墨烯纳米片由下述步骤制得：
4.根据权利要求3所述的一种汽车卡钳用高强度铝合金材料，其特征在于，所述硼化钛粉末、一次乙醇溶剂、巯基乙酸、二次乙醇溶剂、氢氧化铜石墨烯纳米片、对苯二甲酸和70wt%的乙醇溶液的用量比为3-4g：100-200ml：10-12ml：100-200ml：4-5g：8-10g：150-200ml；一次乙醇溶剂和二次...
【专利技术属性】
技术研发人员：张明权，黄诚，陈炀蓉，陈良，侯荣，王磊，陈改新，徐芳明，沈宏林，黄志学，余朝阳，盛军贵，李丹平，
申请(专利权)人：宁波科达精工科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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