一种高强度汽车制动盘及其制备方法与流程

本发明涉及汽车制动盘制备，具体涉及一种高强度汽车制动盘及其制备方法。

背景技术：

1、随着人们生活水平的提高，汽车已经成为了人们必不可少的交通工具，但同时也带来了大气污染等问题。为了有效缓解汽车带来的能源与污染的问题，实现汽车轻量化成为了一个重要的措施。

2、目前汽车制动盘材料大多采用铸铁材料，然而铸铁材料比重较大，导致汽车重量较大，耗能多。为了实现汽车轻量化，一般采用铝基等轻质材料来代替较重的铸铁材料，然而铝基材料作为制动盘材料，其强度较低，且耐磨性较差。为了提升铝基制动盘的强度和耐磨性，现有技术一般采用在铝基制动盘的表面覆盖一层耐磨层，但对强度和耐磨性的提升仍然有限。

技术实现思路

1、为了克服现有铝基制动盘表面耐磨层对制动盘强度和耐磨性提升有限的缺陷，从而提供一种高强度汽车制动盘及其制备方法。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种高强度汽车制动盘的制备方法，包括如下步骤：

4、1)在制动盘基体表面电镀铝膜层，得到镀覆铝膜后的制动盘基体；

5、2)将丙酸锆、硫酸钛、二茂铁二甲酸、冰醋酸和溶剂混合，然后进行水热反应，反应结束后，离心，洗涤，干燥，得到喷涂料；

6、3)将喷涂料采用等离子喷涂工艺在制动盘基体的铝膜表面形成耐磨涂层；

7、4)对制动盘基体的耐磨涂层进行热处理，得到热处理后的制动盘基体；

8、5)将制动盘基体的铝膜层和耐磨涂层浸渍于酸性电解液中进行电解，电解结束后将制动盘基体取出用水洗涤，干燥，得到电解后的制动盘基体；

9、6)对电解后的制动盘基体的耐磨涂层进行二次热处理，得到所述高强度汽车制动盘。

10、优选的，步骤2)中丙酸锆、硫酸钛、二茂铁二甲酸和冰醋酸的质量比为(8-15)：(8-15)：(5-10)：(20-50)。

11、优选的，所述铝膜层的厚度为10-20μm。

12、优选的，所述冰醋酸和溶剂的质量比为(0.2-1):1；

13、所述水热反应温度为100-140℃，水热反应时间为8-15h。

14、优选的，步骤2)中所述溶剂为二氯甲烷；

15、所述洗涤步骤采用二氯甲烷进行洗涤。

16、优选的，步骤3)中所述耐磨涂层的厚度为500-700μm；

17、所述等离子喷涂工艺中喷涂电流300-350a，喷涂电压40v，送粉速率3.5-4.0g/min，氩气流量120-130scfh，氢气流量20-25scfh，送粉方向90°，喷涂距离500-600mm，喷涂速度20-30mm/s。

18、优选的，步骤4)中热处理温度为580-640℃，热处理时间为1-3h；

19、步骤5)中酸性电解液中溶质为硫酸和氯化钠，其中硫酸浓度为5-15g/l，氯化钠浓度为25-35g/l；

20、电解步骤中电流密度为0.02-0.04a·cm-2，电解时间为20-40min。

21、优选的，步骤6)中二次热处理温度为460-520℃，二次热处理时间为1-3h。

22、优选的，

23、步骤1)中在制动盘基体表面电镀铝膜层之前还包括对制动盘基体表面进行打磨、喷砂的步骤；

24、所述制动盘基体为铝合金制动盘基体；所述铝合金制动盘基体，以质量分数计，包括如下组分：si 6.2-6.9％,mg 0.3-0.4％,fe0.2-0.3％,cu0.1-0.2％,余量为al。

25、本发明还提供一种高强度汽车制动盘的制备方法，由上述所述的制备方法制备得到。

26、本发明的有益效果：

27、本发明提供的高强度汽车制动盘的制备方法，首先在制动盘的基体表面形成一层铝膜，利用特定方法获得的喷涂料采用等离子喷涂工艺在制动盘基体的铝膜表面形成耐磨涂层，然后经一次热处理、电解和二次热处理获得高强度汽车制动盘；本发明通过将丙酸锆、硫酸钛和二茂铁二甲酸进行水热反应，通过二茂铁二甲酸与金属锆、金属钛的配位作用形成一个交联的网状结构，金属锆、金属钛和二茂铁均匀的分布在网状结构中，然后通过等离子喷涂工艺在铝膜表面形成耐磨涂层，通过第一次热处理，金属锆、金属钛形成相应的氧化物，同时与其相连的二茂铁蒸发，在耐磨涂层中形成孔隙，然后通过电解处理，铝膜中的铝离子会迁移到该孔隙中并经过二次热处理形成氧化铝，通过本发明的工艺获得的耐磨涂层不仅强度高，而且涂层与基体的结合性好，耐磨性佳。

技术特征：

1.一种高强度汽车制动盘的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的高强度汽车制动盘的制备方法，其特征在于，步骤2)中丙酸锆、硫酸钛、二茂铁二甲酸和冰醋酸的质量比为(8-15)：(8-15)：(5-10)：

3.根据权利要求1所述的高强度汽车制动盘的制备方法，其特征在于，所述铝膜层的厚度为10-20μm。

4.根据权利要求1所述的高强度汽车制动盘的制备方法，其特征在于，所述冰醋酸和溶剂的质量比为(0.2-1):1；

5.根据权利要求1所述的高强度汽车制动盘的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述溶剂为二氯甲烷；

6.根据权利要求1所述的高强度汽车制动盘的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述耐磨涂层的厚度为500-700μm；

7.根据权利要求1所述的高强度汽车制动盘的制备方法，其特征在于，步骤4)中热处理温度为580-640℃，热处理时间为1-3h；

8.根据权利要求1所述的高强度汽车制动盘的制备方法，其特征在于，步骤6)中二次热处理温度为460-520℃，二次热处理时间为1-3h。

9.根据权利要求1所述的高强度汽车制动盘的制备方法，其特征在于，

10.一种高强度汽车制动盘的制备方法，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到。

技术总结
本发明涉及汽车制动盘制备技术领域，具体涉及一种高强度汽车制动盘及其制备方法。本发明提供的高强度汽车制动盘的制备方法，包括如下步骤：在制动盘基体表面电镀铝膜层；将丙酸锆、硫酸钛、二茂铁二甲酸、冰醋酸和溶剂混合，然后进行水热反应，得到喷涂料；将喷涂料采用等离子喷涂工艺在制动盘基体的铝膜表面形成耐磨涂层；对制动盘基体的耐磨涂层进行热处理、电解、二次热处理，得到所述高强度汽车制动盘。通过本发明的工艺获得的耐磨涂层不仅强度高，而且涂层与基体的结合性好，耐磨性佳。

技术研发人员：汪飞,丛滋玲,马广友,赵东辉,曹铁利,王宏原,张志田,韩志伟
受保护的技术使用者：朝阳飞马车辆设备股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15