-Al汽车刹车盘材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明公开一种Ti3SiC2-Al汽车刹车盘材料的制备方法，属于刹车盘材料技术领 域。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着汽车工业的飞速发展，汽车需求量也不断提高。汽车工业现已发展成 为国民支柱产业。刹车盘作为汽车制动系统中主要磨损部件，需求量也非常大。刹车盘作 为汽车盘刹的一个制动元件，决定了汽车刹车效果的好坏。刹车盘在汽车行驶过程中也是 转动的，刹车时，制动卡钳夹住刹车盘而产生制动力。使相对旋转的刹车盘固定从而起到减 速或者停车作用。
[0003] 近十多年来，用金属基复合材料制造汽车刹车盘的报道很多。在材料方面，从1986 年开始用真空搅拌混合专利技术生产可重熔的颗粒增强铝基复合材料铸锭，铸锭重熔后， 采用砂型、金属型、熔模、消失模、压铸、挤压铸造等工艺生产形状复杂、表面光洁、尺寸精确 的高质量铸件。比如，用10%~20%A1 203颗粒增强的A12024复合材料刹车盘，与铸铁刹车 盘相比，重量减轻40%~60%，散热迅速且噪音小。研宄表明，含25%SiC的铝基复合材料，其 模量、强度、导热性都明显优于HT200,而重量减轻50%~60%。SiC颗粒能明显提高基体的 耐磨性能。
[0004] 但是上述的SiC颗粒增强的铝基刹车盘材料存在着导热性能不好的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是：解决SiC颗粒增强的铝基刹车盘材料存在着导热性能不好的问 题，通过Ti 3SiC^颗粒的引入以及在颗粒表面镀铜的方法提高刹车盘材料的导热性能。
[0006] 技术方案： 一种Ti3SiC2-Al汽车刹车盘材料的制备方法，包括如下步骤： 第1步、按重量份计，取Ti3SiC2颗粒5~8份，加入60~80份的硝酸溶液中，煮沸，过 滤，再用水洗涤颗粒物至中性，得到预处理的Ti3SiC2颗粒； 第2步、将Ti3SiC2颗粒采用化学镀铜，反应结束后，用水洗涤颗粒至中性，再在乙醇中 煮沸，过滤后烘干，得到镀铜的Ti3SiC2颗粒； 第3步、在坩埚内放入铝合金，加热至700~720°C，再加入预热至200~240°C的镀铜 的Ti3SiC2颗粒，进行搅拌，结束后浇筑为试样，即得摩擦材料。
[0007] 所述的第1步中，硝酸溶液的质量浓度是30~40%。
[0008] 所述的第2步中，Ti3SiC2颗粒与化学镀液的重量比是4 :80~100。
[0009] 所述的第2步中，化学镀铜的化学镀液的组成为：CuSO4.5H20 15~20g/L、HCHO 15 ~20 ml/L、NaOH 5 ~10g/L、Na2EDTA 20 ~30g/L、2, 2' -联吡啶 0· 01 ~0· 05 g/L。
[0010] 所述的第2步中，化学镀的反应为45~55°C。
[0011] 所述的第3步中，搅拌时间是1~3小时。
[0012] 所述的第3步中，所述的铝合金是指合金代号为ZL102的铝合金。
[0013] 所述的第3步中，镀铜的Ti3SiC2颗粒与铝合金的重量比是1 :8~12。
[0014] 有益效果 本发明采用Ti3SiC2颗粒引入铝合金中制备得到Ti 3SiC2-Al刹车盘材料，可以有效地 提高导热系数，并且通过Ti3SiC2颗粒表面镀铜处理，可以有效地提高颗粒与铝合金的相容 性，提尚了耐磨性能。
【具体实施方式】
[0015] 实施例1 第1步、按重量份计，取Ti3SiC2颗粒5份，加入60份的30wt%硝酸溶液中，煮沸，过滤， 再用水洗涤颗粒物至中性，得到预处理的Ti3SiC2颗粒； 第2步、将Ti3SiC2颗粒采用化学镀铜，Ti 3SiC2颗粒与化学镀液的重量比是4 :80,化学 镀铜的化学镀液的组成为：CuSO4.5H20 15g/L、HCHO 15 ml/L、NaOH 5g/L、Na2EDTA 20g/L、 2, 2' -联吡啶0. 01 g/L，化学镀的反应为45°C，反应结束后，用水洗涤颗粒至中性，再在乙 醇中煮沸，过滤后烘干，得到镀铜的Ti3SiC 2颗粒； 第3步、在坩埚内放入ZL102铝合金，加热至700 °C，再加入预热至200 °C的镀铜的 Ti3SiC2颗粒，镀铜的Ti 3SiC2颗粒与铝合金的重量比是1 :8,进行搅拌，搅拌时间是1小时， 结束后浇筑为试样，即得摩擦材料。
[0016] 实施例2 第1步、按重量份计，取Ti3SiC2颗粒8份，加入80份的40wt%硝酸溶液中，煮沸，过滤， 再用水洗涤颗粒物至中性，得到预处理的Ti3SiC2颗粒； 第2步、将Ti3SiC2颗粒采用化学镀铜，Ti 3SiC2颗粒与化学镀液的重量比是4 :100,化 学镀铜的化学镀液的组成为：CuS04.5H20 20g/L、HCHO 20 ml/L、NaOH 10g/L、Na2EDTA30g/ L、2, 2' -联吡啶0. 05 g/L，化学镀的反应为55°C，反应结束后，用水洗涤颗粒至中性，再在 乙醇中煮沸，过滤后烘干，得到镀铜的Ti3SiC 2颗粒； 第3步、在坩埚内放入ZL102铝合金，加热至720 °C，再加入预热至240 °C的镀铜的 Ti3SiC2颗粒，镀铜的Ti 3SiC2颗粒与铝合金的重量比是1 : 12,进行搅拌，搅拌时间是3小 时，结束后浇筑为试样，即得摩擦材料。
[0017] 实施例3 第1步、按重量份计，取Ti3SiC2颗粒7份，加入70份的35wt%硝酸溶液中，煮沸，过滤， 再用水洗涤颗粒物至中性，得到预处理的Ti3SiC2颗粒； 第2步、将Ti3SiC2颗粒采用化学镀铜，Ti 3SiC2颗粒与化学镀液的重量比是4 :90,化学 镀铜的化学镀液的组成为：CuSO4.5H20 18g/L、HCHO 18 ml/L、NaOH 8g/L、Na2EDTA 25g/L、 2, 2' -联吡啶0. 03 g/L，化学镀的反应为50°C，反应结束后，用水洗涤颗粒至中性，再在乙 醇中煮沸，过滤后烘干，得到镀铜的Ti3SiC 2颗粒； 第3步、在坩埚内放入ZL102铝合金，加热至710 °C，再加入预热至220 °C的镀铜的 Ti3SiC2颗粒，镀铜的Ti 3SiC2颗粒与铝合金的重量比是1 :10,进行搅拌，搅拌时间是2小时， 结束后浇筑为试样，即得摩擦材料。
[0018] 对照例1 与实施例3的区别在于：未对Ti3SiC2颗粒进行镀铜处理。
[0019] 第1步、按重量份计，取Ti3SiC2颗粒7份，加入70份的35wt%硝酸溶液中，煮沸， 过滤，再用水洗涤颗粒物至中性，得到预处理的Ti 3SiC2颗粒； 第2步、在坩埚内放入ZL102铝合金，加热至710°C，再加入预热至220°C的预处理的 Ti3SiC2颗粒，镀铜的Ti 3SiC2颗粒与铝合金的重量比是1 :10,进行搅拌，搅拌时间是2小时， 结束后浇筑为试样，即得摩擦材料。
[0020] 对照例2 与实施例3的区别在于：采用的是传统的SiC颗粒引入铝合金中。
[0021] 在坩埚内放入ZL102铝合金，加热至710°C，再加入预热至220°C的SiC颗粒，SiC 颗粒与铝合金的重量比是1 :10,进行搅拌，搅拌时间是2小时，结束后浇筑为试样，即得摩 擦材料。
[0022] 将刹车材料按照GB228测试其室温拉伸性能，采用导热率测试仪测定其导热率 (200。。下)。
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从表中可以看出，本发明提供的汽车刹车材料具有较好的强度参数和导热率，其中，对 照例1与实施例3相比可以看出，通过将Ti3SiC2颗粒的表面镀铜之后，可以有效地提高导 热率，并且由于铜的引入可以提高颗粒与铝的相容性，耐磨性能也得到了提高；对照例2中 采用的是传统的SiC颗粒，其对导热率和耐磨性能的提高程度低于Ti 3SiC2颗粒。
【主权项】
1. 一种Ti 3SiC2-Al汽车刹车盘材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 第1步、按重量份计，取Ti3SiC2颗粒5~8份，加入60~80份的硝酸溶液中，煮沸，过 滤，再用水洗涤颗粒物至中性，得到预处理的Ti3SiC2颗粒； 第2步、将Ti3SiC2颗粒采用化学镀铜，反应结束后，用水洗涤颗粒至中性，再在乙醇中 煮沸，过滤后烘干，得到镀铜的Ti3SiC2颗粒； 第3步、在坩埚内放入铝合金，加热至700~720°C，再加入预热至200~240°C的镀铜 的Ti3SiC2颗粒，进行搅拌，结束后浇筑为试样，即得摩擦材料。2. 根据权利要求1所述的Ti 3SiC2-Al汽车刹车盘材料的制备方法，其特征在于：所述 的第1步中，硝酸溶液的质量浓度是30~40%。3. 根据权利要求1所述的Ti 3SiC2-Al汽车刹车盘材料的制备方法，其特征在于：所述 的第2步中，Ti 3SiC2颗粒与化学镀液的重量比是4 :80~100。4. 根据权利要求1所述的Ti 3SiC2-Al汽车刹车盘材料的制备方法，其特征在于：所述 的第2步中，化学镀铜的化学镀液的组成为：CuSO 4.5H20 15~20g/L、HCHO 15~20 ml/ L、NaOH 5 ~10g/L、Na2EDTA 20 ~30g/L、2, 2' -联吡啶 0? 01 ~0? 05 g/L。5. 根据权利要求1所述的Ti 3SiC2-Al汽车刹车盘材料的制备方法，其特征在于：所述 的第2步中，化学镀的反应为45~55°C。6. 根据权利要求1所述的Ti 3SiC2-Al汽车刹车盘材料的制备方法，其特征在于：所述 的第3步中，搅拌时间是1~3小时。7. 根据权利要求1所述的Ti 3SiC2-Al汽车刹车盘材料的制备方法，其特征在于：所述 的第3步中，所述的铝合金是指合金代号为ZL102的铝合金。8. 根据权利要求1所述的Ti 3SiC2-Al汽车刹车盘材料的制备方法，其特征在于：所述 的第3步中，镀铜的Ti 3SiC2颗粒与铝合金的重量比是1 :8~12。
【专利摘要】本发明公开一种Ti3SiC2-Al汽车刹车盘材料的制备方法，属于刹车盘材料技术领域。步骤：取Ti3SiC2颗粒，加入硝酸溶液中，煮沸，过滤，再用水洗涤颗粒物至中性，得到预处理的Ti3SiC2颗粒；将Ti3SiC2颗粒采用化学镀铜，反应结束后，用水洗涤颗粒至中性，再在乙醇中煮沸，过滤后烘干，得到镀铜的Ti3SiC2颗粒；在坩埚内放入铝合金，加热，再加入预热的镀铜的Ti3SiC2颗粒，进行搅拌，结束后浇筑为试样，即得摩擦材料。Ti3SiC2颗粒引入铝合金中制备得到Ti3SiC2-Al刹车盘材料，可以有效提高导热系数，并且通过Ti3SiC2颗粒表面镀铜，可以提高颗粒与铝合金的相容性，提高耐磨性能。
【IPC分类】C22C1/10, C22C21/00, C22C32/00, C23C18/38
【公开号】CN104946922
【申请号】CN201510303885
【发明人】商好峰, 李广全, 宋立伟
【申请人】山东正诺集团有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月5日