一种汽车制动毂及其制备方法_2

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强化的方式,也可适用于制动盘及其他摩擦制动场合。
【附图说明】
[0016]图1为实施例1、实施例2和实施例3制备的汽车制动毂的结构示意图;
图2a_图2c为实施例1和实施例3所采用的挤压铸造模具在挤压铸造前后的状态示意图;
图3a_图3c为实施例2所采用的挤压铸造模具在挤压铸造前后的状态示意图;
图4为实施例3制得的制动毂中铝合金制动毂本体的金相照片(200X );
图5为实施例3制得的制动毂中铝合金制动毂本体与陶瓷增强材料耐磨层交界处的金相照片(200X);
图6为实施例3制得的制动毂中耐磨层的金相照片(200X )。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0018]实施例1的汽车制动毂的制备方法,包括以下步骤:
O陶瓷增强材料的制作原料准备:按体积分数计,称取准备干燥的13%的氧化铝短纤维、7%的粉煤灰颗粒以及20%的低温粘合剂和60%的高温粘合剂,低温粘合剂是浓度为5%的羧甲基纤维素水溶液,高温粘合剂是浓度为10%的硅溶胶溶液;
2)陶瓷预制件的制作:将准备好的氧化铝短纤维、粉煤灰颗粒与低温粘合剂和高温粘合剂混合均匀,再定量浇入预制件模具中,经抽真空至I X 10 2Pa、加压至20?30MPa、去水、压制成圆环状的陶瓷预制件半成品,最后对该预制件半成品进行200°C X 10小时的烘干处理和700°C X 3小时的烧结处理,得到多孔的陶瓷预制件成品5,备用;
3)铝合金液的准备:选用美国牌号6061的变形铝合金,配料,在熔炼炉中进行铝合金的熔炼,除渣后静置15分钟,并在650?730°C温度下保温,待浇注; 4)陶瓷预制件与铝合金的挤压铸造复合:首先准备好挤压铸造模具,如图2a、图2b和图2c所示,该挤压铸造模具包括上模3和下模4,上模3的下端设置有冲头31,冲头31的外径与陶瓷预制件成品的内径相适配,下模4设有上部开口的圆柱形型腔41,圆柱形型腔41的深度大于冲头31的高度,圆柱形型腔41的直径与制动毂本体(见图1)的外径相适配;然后将上模3和下模4预热至100?150°C,再在冲头31和圆柱形型腔41内壁喷涂脱模剂,之后将步骤2)中制作的多孔陶瓷预制件成品5套在冲头31上并固定,并将步骤3)中准备的铝合金液6以650?730°C的浇注温度定量浇注到圆柱形型腔41内;最后将上模3和下模4合模,上模3和下模4合模后,冲头31的底面与圆柱形型腔41的底面之间具有间隙,上模3、下模4和陶瓷预制件成品5围成的空腔与制动毂本体的形状相适配,合模后进行挤压铸造,控制挤压铸造的挤压压力为50?150MPa,上模3和下模4温度为100?250°C,使陶瓷预制件成品5与铝合金复合,令铝合金液6渗入多孔的陶瓷预制件成品5内并填充冲头31与圆柱形型腔41的内壁之间的空隙,与陶瓷预制件成品5冶金结合,保压10?60秒后开模取件,得到汽车制动毂毛坯;
5)汽车制动毂毛坯的热处理:对步骤4)中得到的汽车制动毂毛坯固溶处理525°C,保温6小时,然后在水温60°C以上的水中进行淬火处理,最后时效处理180°C,保温8小时,得到汽车制动毂半成品;
6)汽车制动毂半成品的机械加工:按图纸要求对汽车制动毂半成品进行机械加工后,制成汽车制动毂成品,其结构示意图见图1。图1中I为铝合金制动毂本体1,铝合金制动毂本体I的内壁复合有圆环状的陶瓷增强材料耐磨层2,陶瓷增强材料耐磨层2与铝合金制动毂本体I为冶金结合。
[0019]实施例2的汽车制动毂的制备方法,包括以下步骤:
O陶瓷增强材料的制作原料准备:按体积分数计,称取准备干燥的12%的氧化铝短纤维、5%的粉煤灰颗粒和5%的碳化硅颗粒以及30%的低温粘合剂和55%的高温粘合剂,低温粘合剂是浓度为8%的羧甲基纤维素水溶液,高温粘合剂是浓度为15%的硅溶胶溶液;
2)陶瓷预制件的制作:将准备好的氧化铝短纤维、硅酸铝短纤维、粉煤灰颗粒和碳化硅颗粒与低温粘合剂和高温粘合剂混合均匀,再定量浇入预制件模具中,经加压至20?3 O MP a、去水、压制成圆环状的陶瓷预制件半成品,最后对该预制件半成品进行18 O °C X 12小时的烘干处理和800°C X3小时的烧结处理,得到多孔的陶瓷预制件成品5,备用;
3)铝合金液的准备:选用美国牌号A356的铸造铝合金,配料,在熔炼炉中进行铝合金的熔炼,除渣后静置17分钟,并在650?730°C温度下保温,待浇注;
4)陶瓷预制件与铝合金的挤压铸造复合:首先准备好挤压铸造模具,如图3a、图3b和图3c所示,该挤压铸造模具包括上模3和下模4,上模3的下端设置有冲头31,冲头31的外径与陶瓷预制件成品5的内径相适配,下模4设有上部开口的圆柱形型腔41,圆柱形型腔41的深度大于冲头31的高度,圆柱形型腔41的直径与制动毂本体(见图1)的外径相适配,下模4的底壁开设有进料孔42,下模4的底部连接有料缸43,料缸43内设有料腔44,料腔44的直径与进料孔42的孔径相同,料腔44经进料孔42与圆柱形型腔41相连通,料腔24内设置有可上下移动的推杆45,推杆45的外径与料腔44的直径相适配;然后将上模3和下模4预热至100?150°C,再在冲头31和圆柱形型腔41内壁喷涂脱模剂,之后将步骤
2)中制作的多孔陶瓷预制件成品5套在冲头31上并固定,并将步骤3)中准备的铝合金液6以650?730°C的浇注温度定量浇注到圆柱形型腔41内;最后将上模3和下模4合模,上模3和下模4合模后,冲头31的底面与圆柱形型腔41的底面之间具有间隙,上模3、下模4和陶瓷预制件成品5围成的空腔与制动毂本体的形状相适配,合模后使推杆45向上推动铝合金液,进行挤压铸造,控制挤压铸造的挤压压力为50?150MPa,上模3和下模4温度为100?250°C,使陶瓷预制件成品5与铝合金复合,令铝合金液6渗入多孔的陶瓷预制件成品5内并填充冲头31与圆柱形型腔41的内壁之间的空隙,与陶瓷预制件成品5冶金结合,保压10?60秒后开模取件,得到汽车制动毂毛坯;
5)汽车制动毂毛坯的热处理:对步骤4)中得到的汽车制动毂毛坯固溶处理495°C,保温6小时,然后在水温60°C以上的水中进行淬火处理,最后时效处理160°C,保温4小时,得到汽车制动毂半成品;
6)汽车制动毂半成品的机械加工:按图纸要求对汽车制动毂半成品进行机械加工后,制成汽车制动毂成品,其结构示意图见图1。
[0020]实施例3的汽车制动毂的制备方法,包括以下步骤:
O陶瓷增强材料的制作原料准备:按体积分数计,称取准备干燥的10%的氧化铝短纤维、5%的粉煤灰颗粒、5%的碳化硅颗粒以及20%的低温粘合剂和60%的高温粘合剂,低温粘合剂是浓度为5%的羧甲基纤维素水溶液,高温粘合剂是浓度为10%的硅溶胶溶液;
2)陶瓷预制件的制作:将准备好的氧化铝短纤维、粉煤灰颗粒和碳化硅颗粒与低温粘合剂和高温粘合剂混合均勾,再定量饶入预制件模具中,经抽真空至IX 10 2Pa、加压至20?30MPa、去水、压制成圆环状的陶瓷预制件半成品,最后对该预制件半成品进行2000C XlO小时的烘干处理和700°C X 3小时的烧结处理,得到多孔的陶瓷预制件成品5,备用;
3)铝合金液的准备:选用英国牌号LM24的铸造铝合金,配料,在熔炼炉中进行铝合金的熔炼,除渣后静置15分钟,并在650?730°C温度下保温,待浇注;
4)陶瓷预制件与铝合金的挤压铸造复合:首先准备好挤压铸造模具,如图3a、图3b和图3c所示,
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