汽车制动盘及其制备方法技术

本申请涉及一种汽车制动盘及其制备方法，该汽车制动盘包括冶金结合的环形盘体和若干摩擦块，上述若干摩擦块沿轴向贯穿环形盘体且沿环形盘体的周向均匀分布，上述若干摩擦块与环形盘体平行的表面分别在环形盘体的两侧形成摩擦面。上述汽车制动盘，摩擦块与环形盘体界面结合牢固、散热效果好，能有效防止盘体热量积聚而产生热裂纹等安全隐患，可满足传统汽车制动盘在摩擦制动过程中所需的摩擦磨损、耐疲劳等制动性能要求。疲劳等制动性能要求。疲劳等制动性能要求。

Automobile brake disc and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
汽车制动盘及其制备方法


[0001]本专利技术涉及制动盘
，特别是涉及汽车制动盘及其制备方法。

技术介绍

[0002]制动盘是以端平面为摩擦工作面的圆盘形运动部件，其与闸片组成制动摩擦副，在车辆制动系统中起着至关重要的作用。传统的汽车制动盘在制动过程中，盘体两侧直接与闸片接触摩擦，在盘体表面产生大量热能，这些热能只有一小部分通过盘体材料自身的热传导性能传递至其他部位，大量的热量还是积聚在盘体表面，这使得制动盘在反复制动过程中容易产生热疲劳，从而产生热裂纹，严重影响行车安全。
[0003]CN108386465A公开了一种具有仿生表面的汽车的汽车制动盘，包括制动盘基体，多个棱柱体在制动盘基体表面形成圆环状结构，且多个棱柱体均匀设置在制动盘基体表面。
[0004]CN11336200A公开了一种断续摩擦面制动盘，包括连接法兰、连接安装孔、轮毂、加强带和工作面，通过设置加强带和工作面，使得在制动时，产生的热量大部分被工作面上的柱状物之间流动的空气带走，只有少量会传递到中间的加强带，加强带因不受制动时的冲击力，降低了加强带的热疲劳，延长了寿命。
[0005]CN212202913U公开了一种双风道散热的制动盘，包括盘本体，盘本体为圆盘状结构，盘本体的两端面是摩擦面，盘本体的摩擦面上规律布局散热风道，风道与风道形成网状结构；风道间为柱形凸台，柱形凸台形成摩擦面。
[0006]上述制动盘利用柱状物形成摩擦面，柱状物之间形成空气流道，从而增加制动盘的散热效果，防止盘体表面积聚大量热量而产生热裂纹，但是上述制动盘柱状物都设置在了盘体表面，在反复制动过程中柱状物容易从盘体表面脱落，严重影响行车安全。

技术实现思路

[0007]基于此，有必要提供一种摩擦块与盘体界面结合牢固、散热效果好，能有效防止盘体热量积聚而产生热裂纹等安全隐患的汽车制动盘。
[0008]一种汽车制动盘，包括冶金结合的环形盘体和若干摩擦块，所述若干摩擦块沿轴向贯穿所述环形盘体且沿所述环形盘体的周向均匀分布，所述若干摩擦块与所述环形盘体平行的表面分别在所述环形盘体的两侧形成摩擦面；所述环形盘体由第一铝基材料制成，所述若干摩擦块由第二铝基材料制成；所述第一铝基材料由0～30％体积含量的陶瓷增强相和余量的铝合金基体组成，所述第二铝基材料由30％～70％体积含量的陶瓷增强相和余量的铝合金基体组成，且所述第一铝基材料中铝合金基体的合金元素含量≤所述第二铝基材料中铝合金基体的合金元素含量；其中，第一铝基材料中铝合金基体的合金元素含量＝第二铝基材料中铝合金基体的合金元素含量时，第一铝基材料和第二铝基材料中陶瓷增强相的体积含量不相等。
[0009]在其中一个实施例中，所述第一铝基材料中的陶瓷增强相为陶瓷增强颗粒或陶瓷
增强纤维；当所述第一铝基材料中的陶瓷增强相为陶瓷增强颗粒时，所述第一铝基材料中陶瓷增强颗粒的粒径为10μm～50μm；当所述第一铝基材料中陶瓷增强相为陶瓷增强纤维时，所述第一铝基材料中陶瓷增强纤维的长径比为5～10，且所述陶瓷增强纤维的直径≤50μm。
[0010]在其中一个实施例中，所述第二铝基材料中的陶瓷增强相为陶瓷增强颗粒，所述第二铝基材料中陶瓷增强颗粒的粒径为10μm～100μm。
[0011]在其中一个实施例中，所述铝合金基体为2XXX系、6XXX系或7XXX系铝合金。
[0012]在其中一个实施例中，所述2XXX系铝合金为2A16牌号铝合金或2324牌号铝合金；所述6XXX系铝合金为6063牌号铝合金；所述7XXX系铝合金为7005牌号铝合金。
[0013]在其中一个实施例中，所述陶瓷增强相选自碳化物、氮化物、氧化物、硅化物及硼化物中的至少一种。
[0014]在其中一个实施例中，每块所述摩擦块的轴向厚度为所述环形盘体轴向厚度的1.4～1.6倍。
[0015]在其中一个实施例中，每块所述摩擦块的边角处设有圆倒角。
[0016]在其中一个实施例中，每侧所述摩擦面的面积为所述环形盘体与所述摩擦面平行的一侧表面面积的60％以上。
[0017]在其中一个实施例中，所述环形盘体包括同轴设置的两个以上的实心盘，相邻所述实心盘之间通过所述摩擦块连接。
[0018]此外，本申请还提供上述任一项所述的汽车制动盘的制备方法，包括以下步骤：
[0019]提供所述第一铝基材料和第二铝基材料；
[0020]将所述第一铝基材料和第二铝基材料分别预压成形，得到环形盘体预压坯和若干摩擦块预压坯；
[0021]将所述环形盘体预压坯和若干摩擦块预压坯组装好之后进行加压烧结，得到所述汽车制动盘。
[0022]在其中一个实施例中，所述第一铝基材料预压成形的压力为175MPa～225MPa，所述第二铝基材料预压成形的压力为275MPa～325MPa。
[0023]在其中一个实施例中，所述加压烧结在保护性气体氛围或真空状态下进行；所述加压烧结的压力为0.5MPa～5MPa，温度为560℃～600℃，保温时间为15～30分钟。
[0024]上述汽车制动盘，通过将由第一铝基材料制成的摩擦块贯穿设置在由第二铝基材料制成的环形盘体上，通过控制第一铝基材料中铝合金基体的合金元素含量≤第二铝基材料中铝合金基体的合金元素含量，且同时控制第一铝基材料中铝合金基体的合金元素含量＝第二铝基材料中铝合金基体的合金元素含量时，第一铝基材料和第二铝基材料中陶瓷增强相的体积含量不相等，以使上述两种材料在冶金结合时的烧结收缩率相匹配，制备过程中不发生开裂等缺陷，从而使得盘体和摩擦块界面结合牢固，可大大提高行车制动的安全性，且相邻摩擦块之间还能形成散热通道，可提高散热效率，降低制动盘在多次反复制动过程中的极限温度，同时，摩擦块与环形盘体平行的表面形成摩擦面，与闸片摩擦制动时，闸片无需接触盘体，可有效防止盘体热量积聚产生热裂纹而影响行车安全。
[0025]此外，环形盘体采用由0～30％体积含量的陶瓷增强相和余量的铝合金基体组成的第一铝基材料制成，在具备高强度的同时，具有良好的可加工性，避免了采用高体分陶瓷
增强铝基复合材料所带来的成形难的问题。摩擦块采用由30％～70％体积含量的陶瓷增强相和余量的铝合金基体组成的第二铝基材料制成，具备良好的耐磨性和耐热性，可满足传统汽车制动盘在摩擦制动过程中所需的摩擦磨损、耐疲劳等制动性能要求。
附图说明
[0026]图1为一实施方式的汽车制动盘的结构图；
[0027]图2为另一实施方式的汽车制动盘的结构图；
[0028]图3为又一实施方式的汽车制动盘的结构图。
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]需要说明的是，本文所使用的“轴向”是指与制动盘旋转中心轴平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车制动盘，其特征在于，包括冶金结合的环形盘体和若干摩擦块，所述若干摩擦块沿轴向贯穿所述环形盘体且沿所述环形盘体的周向均匀分布，所述若干摩擦块与所述环形盘体平行的表面分别在所述环形盘体的两侧形成摩擦面；所述环形盘体由第一铝基材料制成，所述若干摩擦块由第二铝基材料制成；所述第一铝基材料由0～30％体积含量的陶瓷增强相和余量的铝合金基体组成；所述第二铝基材料由30％～70％体积含量的陶瓷增强相和余量的铝合金基体组成，且所述第一铝基材料中铝合金基体的合金元素含量≤所述第二铝基材料中铝合金基体的合金元素含量；其中，第一铝基材料中铝合金基体的合金元素含量＝第二铝基材料中铝合金基体的合金元素含量时，第一铝基材料和第二铝基材料中陶瓷增强相的体积含量不相等。2.根据权利要求1所述的汽车制动盘，其特征在于，所述第一铝基材料中的陶瓷增强相为陶瓷增强颗粒或陶瓷增强纤维；当所述第一铝基材料中的陶瓷增强相为陶瓷增强颗粒时，所述第一铝基材料中陶瓷增强颗粒的粒径为10μm～50μm；当所述第一铝基材料中陶瓷增强相为陶瓷增强纤维时，所述第一铝基材料中陶瓷增强纤维的长径比为5～10，且所述陶瓷增强纤维的直径≤50μm。3.根据权利要求1所述的汽车制动盘，其特征在于，所述第二铝基材料中陶瓷增强相为陶瓷增强颗粒，所述第二铝基材料中陶瓷增强颗粒的粒径为10μm～100μm。4.根据权利要求1所述的汽车制动盘，其特征在于，所述铝合金基体为...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱振宇，曹柳絮，霍树海，罗任，吴云，蒋兆汝，刘春轩，苏新，陈浩宇，向威，
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：