【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及粉末冶金，特别是涉及陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体的热压整形方法。
技术介绍
1、制动盘是盘式制动器的摩擦偶件，其盘体表面与刹车片摩擦会产生大量热量，这就要求盘体表面需要承受较高的温度，否则在高温下容易发生软化导致摩擦系数急剧降低后被异常磨损，从而引起制动盘失效。陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体，一般通过增加陶瓷颗粒含量来提高耐温性，但随着陶瓷颗粒含量的增加，势必会影响增强相与基体之间的结合，从而影响盘体的力学性能。因此，亟待解决陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体耐温性和结构强度无法兼顾的问题。
2、传统的解决方法大多采用“三明治”结构的陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体，即外部陶瓷含量高，芯部陶瓷含量低的设计模式，但由于陶瓷含量差异较大，两种材料间的热膨胀系数差异也较大，容易出现梯度不连续，生产过程中界面难以结合，使用过程中经多次冷热冲击后界面开裂等问题。
3、本申请专利技术人经过大量研究发现，通过调节陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体中能够形成低熔点共晶点成分的合金元素(本申请中简称低熔点合金元素)的含量，使盘体芯部到外部的低熔点合金元素含量呈现梯度递减的模式，可使盘体表面具有良好耐温性的同时，芯部高强高韧，满足制动盘的制动要求。因此，如何实现盘体中低熔点合金元素含量从芯部到外部呈现梯度递减成为人们研究的重点。
技术实现思路
1、基于此，有必要提供一种陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体的热压整形方法，该方法可实现盘体中低熔点合金元素含量从芯部到外部呈梯度递减
2、一种陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体的热压整形方法，包括以下步骤：
3、提供待热压整形的陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体；
4、提供热压整形模具，所述热压整形模具包括上模、下模和阴模，合模后所述上模和下模围合在所述阴模内形成整形腔，所述整形腔包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第三部分的形状与所述待热压整形的陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体相对应，所述第二部分包括对称设置在所述第三部分上下两侧、且沿径向等距间隔的多个第二环形区，所述第一部分包括对称设置在所述第二部分相对两侧、且沿径向等距间隔的多个第一环形区，每侧的所述第一环形区分别通过各自所在侧的第二环形区与所述第三部分连通；
5、将所述待热压整形的陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体置于所述热压整形模具的第三部分，合模后进行热压整形即可。
6、在其中一个实施例中，每侧的所述第二环形区在径向方向上以10mm～20mm的距离等距间隔；每个所述第二环形区的环宽从远离所述第三部分的方向向靠近所述第三部分的方向逐渐缩小；每个所述第二环形区的平均环宽为5um～10um；每个所述第二环形区的轴向高度为3mm～5mm。
7、在其中一个实施例中，每侧的所述第一环形区在径向方向上以10mm～20mm的距离等距间隔；每个所述第一环形区的环宽从远离所述第三部分的方向向靠近所述第三部分的方向逐渐缩小；每个所述第一环形区的平均环宽为3mm～5mm；每个所述第一环形区的轴向高度为3mm～5mm。
8、在其中一个实施例中，每侧的所述第一环形区有4～8个。
9、在其中一个实施例中，所述待热压整形的陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体由以下方法制备：
10、提供陶瓷增强铝基复合材料；
11、将所述陶瓷增强铝基复合材料压制成形后，烧结，即可。
12、在其中一个实施例中，以质量百分含量计，所述陶瓷增强铝基复合材料由40％～60％的陶瓷颗粒和余量的铝合金组成。
13、在其中一个实施例中，以质量百分含量计，所述铝合金由1％～4％的铜、1％～4％的镁和余量的铝组成。
14、在其中一个实施例中，所述热压整形的温度为所述铝合金的固相线和液相线之间，压力为150mpa～300mpa。
15、在其中一个实施例中，所述压制成形的压力为150mpa～300mpa，保压时间为10s～30s。
16、在其中一个实施例中，所述烧结的温度为580℃～640℃，时间为1～1.5小时，升温速率为5℃/min～10℃/min。
17、上述陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体的热压整形方法，通过将待热压整形的陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体置于热压整形模具的第三部分，合模后进行热压整形，盘体中低熔点合金元素在到达共晶点后形成液相，经由两侧的第二环形区流入第一环形区中，随着第一环形区逐渐被填满，液相流出的速度和量都会逐渐变小，从而实现低熔点合金元素含量在盘体中呈现从芯部到外部逐渐递减的梯度结构，进而既可以保证盘体表面的耐温性，又可以保证盘体的结构强度。
18、上述方法制备的制动盘，制备和使用过程中不易开裂，能够满足制动盘的制动要求。
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1.一种陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体的热压整形方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体的热压整形方法，其特征在于，每侧的所述第二环形区在径向方向上以10mm～20mm的距离等距间隔；每个所述第二环形区的环宽从远离所述第三部分的方向向靠近所述第三部分的方向逐渐缩小；每个所述第二环形区的平均环宽为5μm～10μm；每个所述第二环形区的轴向高度为3mm～5mm。
3.根据权利要求1所述的陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体的热压整形方法，其特征在于，每侧的所述第一环形区在径向方向上以10mm～20mm的距离等距间隔；每个所述第一环形区的环宽从远离所述第三部分的方向向靠近所述第三部分的方向逐渐缩小；每个所述第一环形区的平均环宽为3mm～5mm；每个所述第一环形区的轴向高度为3mm～5mm。
4.根据权利要求1所述的陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体的热压整形方法，其特征在于，每侧的所述第一环形区有4～8个。
5.根据权利要求1～4任一项所述的陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体的热压整形方法，其特征在于，所
6.根据权利要求5所述的陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体的热压整形方法，其特征在于，以质量百分含量计，所述陶瓷增强铝基复合材料由40％～60％的陶瓷颗粒和余量的铝合金组成。
7.根据权利要求6所述的陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体的热压整形方法，其特征在于，以质量百分含量计，所述铝合金由1％～4％的铜、1％～4％的镁和余量的铝组成。
8.根据权利要求7所述的制动盘盘体的热压整形方法，其特征在于，所述热压整形的温度介于所述铝合金的固相线和液相线之间，压力为150MPa～300MPa。
9.根据权利要求5所述的陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体的热压整形方法，其特征在于，所述压制成形的压力为150MPa～300MPa，保压时间为10s～30s。
10.根据权利要求5所述的陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体的热压整形方法，其特征在于，所述烧结的温度为580℃～640℃，时间为1～1.5小时，升温速率为5℃/min～10℃/min。
...【技术特征摘要】
1.一种陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体的热压整形方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体的热压整形方法，其特征在于，每侧的所述第二环形区在径向方向上以10mm～20mm的距离等距间隔；每个所述第二环形区的环宽从远离所述第三部分的方向向靠近所述第三部分的方向逐渐缩小；每个所述第二环形区的平均环宽为5μm～10μm；每个所述第二环形区的轴向高度为3mm～5mm。
3.根据权利要求1所述的陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体的热压整形方法，其特征在于，每侧的所述第一环形区在径向方向上以10mm～20mm的距离等距间隔；每个所述第一环形区的环宽从远离所述第三部分的方向向靠近所述第三部分的方向逐渐缩小；每个所述第一环形区的平均环宽为3mm～5mm；每个所述第一环形区的轴向高度为3mm～5mm。
4.根据权利要求1所述的陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体的热压整形方法，其特征在于，每侧的所述第一环形区有4～8个。
5.根据权利要求1～4任一项所述的陶瓷增强铝基复合材料制动盘盘体的热压...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹柳絮，霍树海，邱振宇，吴云，蒋兆汝，刘春轩，戴青松，周俊杰，石安红，
申请(专利权)人：湖南湘投轻材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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