-Al汽車剎車盤材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明公開一種Ti3SiC2-Al汽車剎車盤材料的制備方法，屬于剎車盤材料技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，汽車需求量也不斷提高。汽車工業(yè)現(xiàn)已發(fā)展成 為國(guó)民支柱產(chǎn)業(yè)。剎車盤作為汽車制動(dòng)系統(tǒng)中主要磨損部件，需求量也非常大。剎車盤作 為汽車盤剎的一個(gè)制動(dòng)元件，決定了汽車剎車效果的好壞。剎車盤在汽車行駛過(guò)程中也是 轉(zhuǎn)動(dòng)的，剎車時(shí)，制動(dòng)卡鉗夾住剎車盤而產(chǎn)生制動(dòng)力。使相對(duì)旋轉(zhuǎn)的剎車盤固定從而起到減 速或者停車作用。
[0003] 近十多年來(lái)，用金屬基復(fù)合材料制造汽車剎車盤的報(bào)道很多。在材料方面，從1986 年開始用真空攪拌混合專利技術(shù)生產(chǎn)可重熔的顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料鑄錠，鑄錠重熔后， 采用砂型、金屬型、熔模、消失模、壓鑄、擠壓鑄造等工藝生產(chǎn)形狀復(fù)雜、表面光潔、尺寸精確 的高質(zhì)量鑄件。比如，用10%~20%A1 203顆粒增強(qiáng)的A12024復(fù)合材料剎車盤，與鑄鐵剎車 盤相比，重量減輕40%~60%，散熱迅速且噪音小。研宄表明，含25%SiC的鋁基復(fù)合材料，其 模量、強(qiáng)度、導(dǎo)熱性都明顯優(yōu)于HT200,而重量減輕50%~60%。SiC顆粒能明顯提高基體的 耐磨性能。
[0004] 但是上述的SiC顆粒增強(qiáng)的鋁基剎車盤材料存在著導(dǎo)熱性能不好的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是：解決SiC顆粒增強(qiáng)的鋁基剎車盤材料存在著導(dǎo)熱性能不好的問(wèn) 題，通過(guò)Ti 3SiC^顆粒的引入以及在顆粒表面鍍銅的方法提高剎車盤材料的導(dǎo)熱性能。
[0006] 技術(shù)方案： 一種Ti3SiC2-Al汽車剎車盤材料的制備方法，包括如下步驟： 第1步、按重量份計(jì)，取Ti3SiC2顆粒5~8份，加入60~80份的硝酸溶液中，煮沸，過(guò) 濾，再用水洗滌顆粒物至中性，得到預(yù)處理的Ti3SiC2顆粒； 第2步、將Ti3SiC2顆粒采用化學(xué)鍍銅，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌顆粒至中性，再在乙醇中 煮沸，過(guò)濾后烘干，得到鍍銅的Ti3SiC2顆粒； 第3步、在坩堝內(nèi)放入鋁合金，加熱至700~720°C，再加入預(yù)熱至200~240°C的鍍銅 的Ti3SiC2顆粒，進(jìn)行攪拌，結(jié)束后澆筑為試樣，即得摩擦材料。
[0007] 所述的第1步中，硝酸溶液的質(zhì)量濃度是30~40%。
[0008] 所述的第2步中，Ti3SiC2顆粒與化學(xué)鍍液的重量比是4 :80~100。
[0009] 所述的第2步中，化學(xué)鍍銅的化學(xué)鍍液的組成為：CuSO4.5H20 15~20g/L、HCHO 15 ~20 ml/L、NaOH 5 ~10g/L、Na2EDTA 20 ~30g/L、2, 2' -聯(lián)吡啶 0· 01 ~0· 05 g/L。
[0010] 所述的第2步中，化學(xué)鍍的反應(yīng)為45~55°C。
[0011] 所述的第3步中，攪拌時(shí)間是1~3小時(shí)。
[0012] 所述的第3步中，所述的鋁合金是指合金代號(hào)為ZL102的鋁合金。
[0013] 所述的第3步中，鍍銅的Ti3SiC2顆粒與鋁合金的重量比是1 :8~12。
[0014] 有益效果 本發(fā)明采用Ti3SiC2顆粒引入鋁合金中制備得到Ti 3SiC2-Al剎車盤材料，可以有效地 提高導(dǎo)熱系數(shù)，并且通過(guò)Ti3SiC2顆粒表面鍍銅處理，可以有效地提高顆粒與鋁合金的相容 性，提尚了耐磨性能。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 實(shí)施例1 第1步、按重量份計(jì)，取Ti3SiC2顆粒5份，加入60份的30wt%硝酸溶液中，煮沸，過(guò)濾， 再用水洗滌顆粒物至中性，得到預(yù)處理的Ti3SiC2顆粒； 第2步、將Ti3SiC2顆粒采用化學(xué)鍍銅，Ti 3SiC2顆粒與化學(xué)鍍液的重量比是4 :80,化學(xué) 鍍銅的化學(xué)鍍液的組成為：CuSO4.5H20 15g/L、HCHO 15 ml/L、NaOH 5g/L、Na2EDTA 20g/L、 2, 2' -聯(lián)吡啶0. 01 g/L，化學(xué)鍍的反應(yīng)為45°C，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌顆粒至中性，再在乙 醇中煮沸，過(guò)濾后烘干，得到鍍銅的Ti3SiC 2顆粒； 第3步、在坩堝內(nèi)放入ZL102鋁合金，加熱至700 °C，再加入預(yù)熱至200 °C的鍍銅的 Ti3SiC2顆粒，鍍銅的Ti 3SiC2顆粒與鋁合金的重量比是1 :8,進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間是1小時(shí)， 結(jié)束后澆筑為試樣，即得摩擦材料。
[0016] 實(shí)施例2 第1步、按重量份計(jì)，取Ti3SiC2顆粒8份，加入80份的40wt%硝酸溶液中，煮沸，過(guò)濾， 再用水洗滌顆粒物至中性，得到預(yù)處理的Ti3SiC2顆粒； 第2步、將Ti3SiC2顆粒采用化學(xué)鍍銅，Ti 3SiC2顆粒與化學(xué)鍍液的重量比是4 :100,化 學(xué)鍍銅的化學(xué)鍍液的組成為：CuS04.5H20 20g/L、HCHO 20 ml/L、NaOH 10g/L、Na2EDTA30g/ L、2, 2' -聯(lián)吡啶0. 05 g/L，化學(xué)鍍的反應(yīng)為55°C，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌顆粒至中性，再在 乙醇中煮沸，過(guò)濾后烘干，得到鍍銅的Ti3SiC 2顆粒； 第3步、在坩堝內(nèi)放入ZL102鋁合金，加熱至720 °C，再加入預(yù)熱至240 °C的鍍銅的 Ti3SiC2顆粒，鍍銅的Ti 3SiC2顆粒與鋁合金的重量比是1 : 12,進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間是3小 時(shí)，結(jié)束后澆筑為試樣，即得摩擦材料。
[0017] 實(shí)施例3 第1步、按重量份計(jì)，取Ti3SiC2顆粒7份，加入70份的35wt%硝酸溶液中，煮沸，過(guò)濾， 再用水洗滌顆粒物至中性，得到預(yù)處理的Ti3SiC2顆粒； 第2步、將Ti3SiC2顆粒采用化學(xué)鍍銅，Ti 3SiC2顆粒與化學(xué)鍍液的重量比是4 :90,化學(xué) 鍍銅的化學(xué)鍍液的組成為：CuSO4.5H20 18g/L、HCHO 18 ml/L、NaOH 8g/L、Na2EDTA 25g/L、 2, 2' -聯(lián)吡啶0. 03 g/L，化學(xué)鍍的反應(yīng)為50°C，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌顆粒至中性，再在乙 醇中煮沸，過(guò)濾后烘干，得到鍍銅的Ti3SiC 2顆粒； 第3步、在坩堝內(nèi)放入ZL102鋁合金，加熱至710 °C，再加入預(yù)熱至220 °C的鍍銅的 Ti3SiC2顆粒，鍍銅的Ti 3SiC2顆粒與鋁合金的重量比是1 :10,進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間是2小時(shí)， 結(jié)束后澆筑為試樣，即得摩擦材料。
[0018] 對(duì)照例1 與實(shí)施例3的區(qū)別在于：未對(duì)Ti3SiC2顆粒進(jìn)行鍍銅處理。
[0019] 第1步、按重量份計(jì)，取Ti3SiC2顆粒7份，加入70份的35wt%硝酸溶液中，煮沸， 過(guò)濾，再用水洗滌顆粒物至中性，得到預(yù)處理的Ti 3SiC2顆粒； 第2步、在坩堝內(nèi)放入ZL102鋁合金，加熱至710°C，再加入預(yù)熱至220°C的預(yù)處理的 Ti3SiC2顆粒，鍍銅的Ti 3SiC2顆粒與鋁合金的重量比是1 :10,進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間是2小時(shí)， 結(jié)束后澆筑為試樣，即得摩擦材料。
[0020] 對(duì)照例2 與實(shí)施例3的區(qū)別在于：采用的是傳統(tǒng)的SiC顆粒引入鋁合金中。
[0021] 在坩堝內(nèi)放入ZL102鋁合金，加熱至710°C，再加入預(yù)熱至220°C的SiC顆粒，SiC 顆粒與鋁合金的重量比是1 :10,進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間是2小時(shí)，結(jié)束后澆筑為試樣，即得摩 擦材料。
[0022] 將剎車材料按照GB228測(cè)試其室溫拉伸性能，采用導(dǎo)熱率測(cè)試儀測(cè)定其導(dǎo)熱率 (200。。下)。
[00231
從表中可以看出，本發(fā)明提供的汽車剎車材料具有較好的強(qiáng)度參數(shù)和導(dǎo)熱率，其中，對(duì) 照例1與實(shí)施例3相比可以看出，通過(guò)將Ti3SiC2顆粒的表面鍍銅之后，可以有效地提高導(dǎo) 熱率，并且由于銅的引入可以提高顆粒與鋁的相容性，耐磨性能也得到了提高；對(duì)照例2中 采用的是傳統(tǒng)的SiC顆粒，其對(duì)導(dǎo)熱率和耐磨性能的提高程度低于Ti 3SiC2顆粒。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種Ti 3SiC2-Al汽車剎車盤材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 第1步、按重量份計(jì)，取Ti3SiC2顆粒5~8份，加入60~80份的硝酸溶液中，煮沸，過(guò) 濾，再用水洗滌顆粒物至中性，得到預(yù)處理的Ti3SiC2顆粒； 第2步、將Ti3SiC2顆粒采用化學(xué)鍍銅，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌顆粒至中性，再在乙醇中 煮沸，過(guò)濾后烘干，得到鍍銅的Ti3SiC2顆粒； 第3步、在坩堝內(nèi)放入鋁合金，加熱至700~720°C，再加入預(yù)熱至200~240°C的鍍銅 的Ti3SiC2顆粒，進(jìn)行攪拌，結(jié)束后澆筑為試樣，即得摩擦材料。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ti 3SiC2-Al汽車剎車盤材料的制備方法，其特征在于：所述 的第1步中，硝酸溶液的質(zhì)量濃度是30~40%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ti 3SiC2-Al汽車剎車盤材料的制備方法，其特征在于：所述 的第2步中，Ti 3SiC2顆粒與化學(xué)鍍液的重量比是4 :80~100。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ti 3SiC2-Al汽車剎車盤材料的制備方法，其特征在于：所述 的第2步中，化學(xué)鍍銅的化學(xué)鍍液的組成為：CuSO 4.5H20 15~20g/L、HCHO 15~20 ml/ L、NaOH 5 ~10g/L、Na2EDTA 20 ~30g/L、2, 2' -聯(lián)吡啶 0? 01 ~0? 05 g/L。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ti 3SiC2-Al汽車剎車盤材料的制備方法，其特征在于：所述 的第2步中，化學(xué)鍍的反應(yīng)為45~55°C。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ti 3SiC2-Al汽車剎車盤材料的制備方法，其特征在于：所述 的第3步中，攪拌時(shí)間是1~3小時(shí)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ti 3SiC2-Al汽車剎車盤材料的制備方法，其特征在于：所述 的第3步中，所述的鋁合金是指合金代號(hào)為ZL102的鋁合金。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ti 3SiC2-Al汽車剎車盤材料的制備方法，其特征在于：所述 的第3步中，鍍銅的Ti 3SiC2顆粒與鋁合金的重量比是1 :8~12。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種Ti3SiC2-Al汽車剎車盤材料的制備方法，屬于剎車盤材料技術(shù)領(lǐng)域。步驟：取Ti3SiC2顆粒，加入硝酸溶液中，煮沸，過(guò)濾，再用水洗滌顆粒物至中性，得到預(yù)處理的Ti3SiC2顆粒；將Ti3SiC2顆粒采用化學(xué)鍍銅，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌顆粒至中性，再在乙醇中煮沸，過(guò)濾后烘干，得到鍍銅的Ti3SiC2顆粒；在坩堝內(nèi)放入鋁合金，加熱，再加入預(yù)熱的鍍銅的Ti3SiC2顆粒，進(jìn)行攪拌，結(jié)束后澆筑為試樣，即得摩擦材料。Ti3SiC2顆粒引入鋁合金中制備得到Ti3SiC2-Al剎車盤材料，可以有效提高導(dǎo)熱系數(shù)，并且通過(guò)Ti3SiC2顆粒表面鍍銅，可以提高顆粒與鋁合金的相容性，提高耐磨性能。
【IPC分類】C22C1/10, C22C21/00, C22C32/00, C23C18/38
【公開號(hào)】CN104946922
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510303885
【發(fā)明人】商好峰, 李廣全, 宋立偉
【申請(qǐng)人】山東正諾集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年6月5日