一種汽車制動轂及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種汽車制動轂及其制備方法，該制動轂包括圓筒狀的制動轂本體，制動轂本體為鋁合金制動轂本體，鋁合金制動轂本體的內壁復合有圓環狀的陶瓷增強材料耐磨層，陶瓷增強材料耐磨層通過擠壓鑄造工藝與鋁合金制動轂本體冶金結合。本發明專利技術可實現制動轂的輕量化，從而可增加汽車有效載荷，降低油耗，導熱性好的鋁合金有利于提高制動轂的散熱性，延長汽車制動轂的使用壽命，減少制動轂的維護成本，改善車輛的通過性能并縮短剎車距離，提高汽車的安全性；本發明專利技術制動轂的制備方法通過選擇性的局部強化，采用擠壓鑄造工藝，在鋁合金制動轂本體的內壁復合圓環狀的耐磨層，可確保制動轂工作面的耐磨性，降低制動轂的原料成本和加工成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種汽車制動系統的關鍵零部件，具體是。
技術介紹
制動轂又稱剎車轂，是汽車上關鍵的安全部件。制動轂通過與剎車片之間的摩擦力，將汽車輪子剎住，在中型和重型車輛上均需配備制動轂。在行車過程中，制動轂能否安全可靠地制動非常重要，若緊急情況下發生剎車失靈，將會造成安全事故，甚至造成車毀人亡大事故。因此，對制動轂各項要求非常嚴格。歷來，國內外的汽車制動轂都是用鑄鐵整體鑄造而成，其耐磨性和力學性能好，鑄造工藝成熟，可成形大型復雜鑄件，價格較低，適合大批量生產。但是鑄鐵制動轂有下列不足處；1、鑄鐵密度高，密度達7.3g/cm3左右，一般的卡車需要4只制動轂，而一只Φ 480 X 230mm的卡車制動轂重達60Kg(相當于180~300Kg的簧載重量)，因此其非簧載重量較大，無疑會明顯增加車輛油耗，降低車輛機動性能，此外，相關部件拆裝、維修較困難；2、鑄鐵的導熱性較差，剎車時磨擦產生的熱量散發慢，易造成剎車系統因溫升過高而工作失靈。3、鑄鐵制動轂一般用型砂鑄造，鑄件尺寸精度、表面光潔度差，內部縮松氣孔不易控制，且鑄造生產的勞動強度高，對環境污染較大。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是:針對現有技術的不足，提供一種輕量化、耐磨性和導熱性好、使用壽命長的汽車制動轂及其制備方法。本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種汽車制動轂，包括圓筒狀的制動轂本體，所述的制動轂本體為鋁合金制動轂本體，所述的鋁合金制動轂本體的內壁復合有圓環狀的陶瓷增強材料耐磨層，所述的陶瓷增強材料耐磨層通過擠壓鑄造工藝與所述的招合金制動轂本體冶金結合。本專利技術制動轂，其制動轂本體由鋁合金制成，鋁合金密度低，可大幅減輕制動轂的重量，與同等尺寸型號的傳統鑄鐵制動轂相比，本專利技術制動轂可減重50%以上，從而可增加汽車有效載荷，降低油耗；本專利技術制動轂通過選擇性的局部強化，在鋁合金制動轂本體的內壁復合圓環狀的陶瓷增強材料耐磨層，其耐磨性優于鑄鐵，尺寸精度易于控制，有利于延長汽車制動轂的使用壽命，可確保制動轂的工作面的耐磨性，其耐磨性可達傳統鑄鐵制動轂的4倍以上，并降低制動轂的原料成本和加工成本，同時鋁合金的導熱性也明顯優于鑄鐵，因此本專利技術制動轂的耐磨性和散熱性好，可有效延長汽車制動轂的使用壽命，減少制動轂的維護成本，改善車輛的通過性能并縮短剎車距離，提高汽車的安全性。作為優選，所述的陶瓷增強材料耐磨層的厚度為5?30mm。選擇適宜厚度的陶瓷增強材料耐磨層，在保證制動鼓整體的導熱性、耐磨性及使用壽命前提下，可降低成本。作為優選，所述的陶瓷增強材料的組成包括體積比為(5?30):(1?25)的陶瓷骨架材料和陶瓷顆粒材料。作為優選，所述的陶瓷骨架材料為氧化鋁短纖維和/或硅酸鋁短纖維，所述的陶瓷顆粒材料為粉煤灰顆粒和/或碳化硅顆粒，所述的氧化鋁短纖維的直徑為5?15 μπκ長度為0.8?2.8mm，所述的娃酸招短纖維的直徑為5?15 μπκ長度為0.8?2.8mm，所述的粉煤灰顆粒的粒度為10?100 μ m，所述的碳化硅顆粒的粒度為10?100 μ m。作為優選，所述的陶瓷骨架材料為氧化鋁短纖維，所述的陶瓷顆粒材料為粉煤灰顆粒。上述汽車制動轂的制備方法，包括以下步驟: O陶瓷增強材料的制作原料準備:按體積分數計，稱取準備干燥的5?30%的陶瓷骨架材料、I?25%的陶瓷顆粒材料以及20?40%的低溫粘合劑和20?60%的高溫粘合劑，所述的低溫粘合劑是濃度為3?20%的羧甲基纖維素水溶液，所述的高溫粘合劑是濃度為10?60%的硅溶膠溶液； 2)陶瓷預制件的制作:將準備好的陶瓷骨架材料、陶瓷顆粒材料與低溫粘合劑和高溫粘合劑混合均勻，再定量澆入預制件模具中，經加壓、去水、壓制成圓環狀的陶瓷預制件半成品，最后對該預制件半成品進行烘干處理和燒結處理，得到多孔的陶瓷預制件成品，備用； 3)鋁合金液的準備:選用鑄造鋁合金或變形鋁合金，配料，在熔煉爐中進行鋁合金的熔煉，除渣后靜置10?20分鐘，并在650?730°C溫度下保溫，待澆注； 4)陶瓷預制件與鋁合金的擠壓鑄造復合:首先準備好擠壓鑄造模具，該擠壓鑄造模具包括上模和下模，所述的上模的下端設置有沖頭，所述的沖頭的外徑與所述的陶瓷預制件成品的內徑相適配，所述的下模設有上部開口的圓柱形型腔，所述的圓柱形型腔的深度大于所述的沖頭的高度，所述的圓柱形型腔的直徑與所述的制動轂本體的外徑相適配；然后將所述的上模和所述的下模預熱至100?150°C，再在所述的沖頭和所述的圓柱形型腔內壁噴涂脫模劑，之后將步驟2)中制作的多孔陶瓷預制件成品套在所述的沖頭上并固定，并將步驟3)中準備的鋁合金液以650?730°C的澆注溫度定量澆注到所述的圓柱形型腔內；最后將所述的上模和所述的下模合模，所述的上模和所述的下模合模后，所述的沖頭的底面與所述的圓柱形型腔的底面之間具有間隙，所述的上模、所述的下模和所述的陶瓷預制件成品圍成的空腔與所述的制動轂本體的形狀相適配，合模后進行擠壓鑄造，控制擠壓鑄造的擠壓壓力為50?150MPa，上模和下模溫度為100?250°C，使陶瓷預制件成品與鋁合金復合，令鋁合金液滲入多孔的陶瓷預制件成品內并填充所述的上模、所述的下模和所述的陶瓷預制件成品圍成的空腔，保壓10?60秒后開模取件，得到汽車制動轂毛坯； 5)汽車制動轂毛坯的熱處理:對步驟4)中得到的汽車制動轂毛坯固溶處理480?535°C，保溫5?7小時，然后在水溫60°C以上的水中進行淬火處理，最后時效處理150?180°C，保溫4?8小時，得到汽車制動轂半成品； 6)汽車制動轂半成品的機械加工:按圖紙要求對汽車制動轂半成品進行機械加工后，制成汽車制動轂成品。作為優選，步驟2)中加壓至20?30MPa ;步驟2)中對預制件半成品的烘干溫度為150?200°C，烘干時間為10?20h，對預制件半成品的燒結溫度為700?1000°C，燒結時間為2.5?4ho作為優選，步驟2)中加壓之前先將預制件模具抽真空至I X 12Pa,再加壓、去水、壓制成圓環狀的陶瓷預制件半成品。作為優選，步驟4)中所用擠壓鑄造模具中，所述的下模的底壁開設有進料孔，所述的下模的底部連接有料缸，所述的料缸內設有料腔，所述的料腔的直徑與所述的進料孔的孔徑相同，所述的料腔經所述的進料孔與所述的圓柱形型腔相連通，所述的料腔內設置有可上下移動的推桿，所述的推桿的外徑與所述的料腔的直徑相適配。與現有技術相比，本專利技術的優點在于:本專利技術公開的汽車制動轂，其制動轂本體由鋁合金制成，鋁合金密度低，可大幅減輕制動轂的重量，實現制動轂的輕量化，與同等尺寸型號的傳統鑄鐵制動轂相比，本專利技術制動轂可減重50%以上，從而可增加汽車有效載荷，降低油耗；鋁合金的導熱性也明顯優于鑄鐵，有利于提高制動轂的散熱性；本專利技術制動轂的制備方法通過選擇性的局部強化，采用擠壓鑄造工藝，在鋁合金制動轂本體的內壁復合圓環狀的耐磨層，將陶瓷增強材料耐磨層與鋁合金制動轂本體冶金結合，可確保制動轂的工作面的耐磨性，其耐磨性可達傳統鑄鐵制動轂的4倍以上，降低制動轂的原料成本和加工成本。因此，本專利技術制動轂重量輕，耐磨性和散熱性好，使用壽命長，維護成本低，可改善車輛的通過性能并縮短剎車距離，提高汽車的安全性。本專利技術的采用本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種汽車制動轂，包括圓筒狀的制動轂本體，其特征在于所述的制動轂本體為鋁合金制動轂本體，所述的鋁合金制動轂本體的內壁復合有圓環狀的陶瓷增強材料耐磨層，所述的陶瓷增強材料耐磨層通過擠壓鑄造工藝與所述的鋁合金制動轂本體冶金結合。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：齊霖，齊丕驤，
申請(專利權)人：余姚市海博機械有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33