本发明属于刹车制动盘制造领域，具体是一种铝基制动盘成型工艺。
背景技术：
制动盘是汽车制动器的重要零件之一，也是汽车行驶安全的重要保证。随着汽车行业的迅猛发展，如今制动鼓有被制动盘取代的趋势，同时对制动盘也提出了更高的要求，制动盘向着高强度、高耐磨性、高耐热疲劳性等方向发展。目前国内外用于制动盘的材料主要是ht300、低合金灰铸铁和钒钛灰铸铁，但其普遍具有强度低、耐热疲劳性差等特点，在使用中常出现热裂现象。低合金灰铸铁生产中常常加入cr、ni和mo，虽然抗拉强度、耐磨性能、耐热疲劳性能有所改善，但是ni和mo等贵金属的加入，使其生产成本较高。
如今，汽车轻量化的发展进行的如火如荼，铝基复合材料作为生产汽车制动盘，在汽车轻量化和降低生产成本具有重要作用，但在提升耐磨性能、耐热疲劳性能以及导热性上尚显不足。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种提升汽车制动盘耐磨性能、耐热疲劳性能以及导热性，使用寿命长的铝基制动盘成型工艺。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种铝基制动盘成型工艺，包括以下步骤：
s1、铝合金混合熔液的制备：
取硅质量分数为5％～15％和镁质量分数为1％～5％的硅镁铝合金在750℃～900℃(氧化渣多)的温度环境以及真空环境下加热充分熔化，得到硅镁铝合金熔液，而后向所述硅镁铝合金熔液中加入碳化硅颗粒，所述碳化硅颗粒在所述硅镁铝合金熔液中占据的体积百分比为5％～20％；将加入所述碳化硅颗粒的所述硅镁铝合金熔液降温至600℃～650℃并保温，并通过沸腾式电磁搅拌使所述碳化硅颗粒在所述硅镁铝合金熔液半固态条件下均匀分散并与所述硅镁铝合金熔液进行融合反应，从而得到铝合金混合熔液；
s2、铝基制动盘毛坯的成型：
取所述铝合金混合熔液注入预热至450℃～550℃的制动盘模具内，同时向所述制动盘模具内通入惰性气体为所述制动盘模具内提供0.1mpa～2mpa的压力，并保持所述制动盘模具在450℃～550℃的温度条件下对所述铝合金混合熔液进行30min～90min的去应力时效处理，得到铝基制动盘毛坯；
s3、铝基制动盘成品的成型：
去应力时效处理后排气降压打开所述制动盘模具取出所述制动盘毛坯，而后对所述制动盘毛坯进行t4或t6的热处理，得到铝基制动盘铸坯，对所述铝基制动盘铸坯依次进行粗加工和精加工后，得到铝基制动盘成品。
本发明的有益效果是：
1、本成型工艺采用硅镁铝合金结合作为增强相的碳化硅经过沸腾式电磁搅拌融合反应、低压浇注工艺和时效处理制得的铝基制动盘，具有高且稳定的摩擦性能，其摩擦系数不随温度、压力、速度和湿度等参数显著变化，以保证良好的制动性能；耐磨性能是灰铸铁制动盘的1.5-2.5倍；可以良好抵抗热疲劳裂纹的萌生和扩展，保证急速冷热循环条件的循环使用寿命,是灰铸铁制动盘的10倍以上；保证制动过程中转化的热能高效储存和扩散，降低制动盘工作温度和温度梯度，是灰铸铁制动盘的3-4倍；使用寿命大大延长。
2、在750℃～900℃的温度环境以及真空环境下熔炼，降低了所述硅镁铝合金熔液的氧化度，减少氧化渣的产生，降低氧化渣对铝基制动盘强度稳定性造成的影响。
3、在惰性气体条件下进行低压浇注工艺，隔绝空气中氧气的干扰，降低内部缺陷的产生，提升材料的致密性，提升产品力学性能；
进一步，s1中，所述硅镁铝合金在真空熔炼仓内进行加热熔化。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：确保所述硅镁铝合金熔化环境稳定可靠。
进一步，s1中，所述碳化硅颗粒在加入所述硅镁铝合金熔液前，取50～100目粒度在1000℃～1500℃的温度环境下预热氧化2h以上，冷却后再加入所述硅镁铝合金熔液。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：所述碳化硅颗粒经过上述预处理后使其中的碳化硅进行预氧化并对碳化硅进行干燥，去除水分，便于其与铝液的结合，增强润湿性。
进一步，s1中，所述沸腾式电磁搅拌在电磁频率20hz～80hz、负载电压比10％～30％的条件下进行10min～30min。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：确保所述碳化硅颗粒在所述硅镁铝合金熔液半固态条件下均匀分散并与所述硅镁铝合金熔液进行充分的融合反应。
进一步，s2中，所述制动盘模具采用与制造灰铸铁制动盘的模具形状尺寸一致的模具。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：在现有制动器在不做任何调整的情况下可以直接将原有铸铁制动盘替换为本发明制成的铝基制动盘，降低制动器总成的重量，提升乘车舒适性，降低燃油车的尾气排放，从而降低旧车轻量化改造成本，利于旧车轻量化改造推广应用，同时，也适用于新车轻量化，不必重新设计新车的制动器。
进一步，所述制动盘模具由耐磨钢制成。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：提升所述制动盘模具的结构可靠性。
进一步，s2中，所述惰性气体为氮气。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：确保所述惰性气体隔绝空气中氧气的干扰的可靠性。
具体实施方式
下面将对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种铝基制动盘成型工艺，包括以下步骤：
s1、铝合金混合熔液的制备：
取硅质量分数为5％和镁质量分数为1％的硅镁铝合金在真空熔炼仓内加热至750℃的温度环境以及真空环境下充分熔化，得到硅镁铝合金熔液，而后向所述硅镁铝合金熔液中加入碳化硅颗粒，所述碳化硅颗粒在所述硅镁铝合金熔液中占据的体积百分比为5％；将加入所述碳化硅颗粒的所述硅镁铝合金熔液降温至600℃并保温，并通过沸腾式电磁搅拌使所述碳化硅颗粒在所述硅镁铝合金熔液半固态条件下均匀分散并与所述硅镁铝合金熔液进行融合反应，从而得到铝合金混合熔液；
s2、铝基制动盘毛坯的成型：
打开真空熔炼仓的舱门，在重力作用下铝合金混合熔液进入预热至450℃的制动盘模具内，同时向所述制动盘模具内通入氮气为所述制动盘模具内提供0.1mpa的压力，并保持所述制动盘模具在450℃的温度条件下对所述铝合金混合熔液进行30min的去应力时效处理，得到铝基制动盘毛坯；
s3、铝基制动盘成品的成型：
去应力时效处理后排气降压打开所述制动盘模具取出所述制动盘毛坯，而后对所述制动盘毛坯进行t4的热处理，得到铝基制动盘铸坯，对所述铝基制动盘铸坯依次进行粗加工和精加工，得到铝基制动盘成品。
优选地，s1中，所述碳化硅颗粒在加入所述硅镁铝合金熔液前，取50-100目粒度在1000℃的温度环境下预热氧化3h，冷却后再加入所述硅镁铝合金熔液。
优选地，s1中，所述沸腾式电磁搅拌在电磁频率20hz、负载电压比10％的条件下进行30min。
实施例2
一种铝基制动盘成型工艺，包括以下步骤：
s1、铝合金混合熔液的制备：
取硅质量分数为10％和镁质量分数为3％的硅镁铝合金在真空熔炼仓内加热至800℃的温度环境以及真空环境下充分熔化，得到硅镁铝合金熔液，而后向所述硅镁铝合金熔液中加入碳化硅颗粒，所述碳化硅颗粒在所述硅镁铝合金熔液中占据的体积百分比为10％；将加入所述碳化硅颗粒的所述硅镁铝合金熔液降温至630℃并保温，并通过沸腾式电磁搅拌使所述碳化硅颗粒在所述硅镁铝合金熔液半固态条件下均匀分散并与所述硅镁铝合金熔液进行融合反应，从而得到铝合金混合熔液；
s2、铝基制动盘毛坯的成型：
打开真空熔炼仓的舱门，在重力作用下铝合金混合熔液进入预热至500℃的制动盘模具内，同时向所述制动盘模具内通入氮气为所述制动盘模具内提供1mpa的压力，并保持所述制动盘模具在500℃的温度条件下对所述铝合金混合熔液进行60min的去应力时效处理，得到铝基制动盘毛坯；
s3、铝基制动盘成品的成型：
去应力时效处理后排气降压打开所述制动盘模具取出所述制动盘毛坯，而后对所述制动盘毛坯进行t4的热处理，得到铝基制动盘铸坯，对所述铝基制动盘铸坯依次进行粗加工和精加工，得到铝基制动盘成品。
优选地，s1中，所述碳化硅颗粒在加入所述硅镁铝合金熔液前，取50-100目粒度在1200℃的温度环境下预热氧化3h，冷却后再加入所述硅镁铝合金熔液。
优选地，s1中，所述沸腾式电磁搅拌在电磁频率50hz、负载电压比20％的条件下进行20min。
实施例3
一种铝基制动盘成型工艺，包括以下步骤：
s1、铝合金混合熔液的制备：
取硅质量分数为15％和镁质量分数为5％的硅镁铝合金在真空熔炼仓内加热至900℃的温度环境以及真空环境下充分熔化，得到硅镁铝合金熔液，而后向所述硅镁铝合金熔液中加入碳化硅颗粒，所述碳化硅颗粒在所述硅镁铝合金熔液中占据的体积百分比为20％；将加入所述碳化硅颗粒的所述硅镁铝合金熔液降温至650℃并保温，并通过沸腾式电磁搅拌使所述碳化硅颗粒在所述硅镁铝合金熔液半固态条件下均匀分散并与所述硅镁铝合金熔液进行融合反应，从而得到铝合金混合熔液；
s2、铝基制动盘毛坯的成型：
打开真空熔炼仓的舱门，在重力作用下铝合金混合熔液进入预热至550℃的制动盘模具内，同时向所述制动盘模具内通入氮气为所述制动盘模具内提供2mpa的压力，并保持所述制动盘模具在550℃的温度条件下对所述铝合金混合熔液进行30min的去应力时效处理，得到铝基制动盘毛坯；
s3、铝基制动盘成品的成型：
去应力时效处理后排气降压打开所述制动盘模具取出所述制动盘毛坯，而后对所述制动盘毛坯进行t6的热处理，得到铝基制动盘铸坯，对所述铝基制动盘铸坯依次进行粗加工和精加工，得到铝基制动盘成品。
优选地，s1中，所述碳化硅颗粒在加入所述硅镁铝合金熔液前，取50-100目粒度在1500℃的温度环境下预热氧化2h，冷却后再加入所述硅镁铝合金熔液。
优选地，s1中，所述沸腾式电磁搅拌在电磁频率80hz、负载电压比30％的条件下进行10min。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。