需要也可对陶瓷表面进行相应的表面处理
[0101]第二步:依据钛合金铸造特性及方法，设计、制备出可一体铸出各种形状的通风孔、铆接孔，背面又有各种设定形状散热筋的铸造模具
[0102]第三步:将二维结构无序排列的碳化硅陶瓷骨架放入铸造模具中
[0103]第四步:使用传统的重力铸造工艺，将熔融的T1-6A1_4V钛合金，铸入放有二维结构周期排列的碳化硅陶瓷骨架的铸造模具中，将二维结构周期排列的碳化硅陶瓷骨架与T1-6A1-4V钛合金结合在一起，形成二维结构周期排列的碳化硅陶瓷骨架增强T1-6A1-4V钛合金摩擦面层块。该摩擦面层块可以是整圆，也可以是根据设计要求的各种其他形状。
[0104]第五步:将一次铸造成型完成的二维结构周期排列的碳化硅陶瓷骨架增强T1-6A1-4V钛合金单摩擦面层结构制动盘，按T1-6A1-4V钛合金的热处理工艺进行热处理
[0105]第六步:将按T1-6A1_4V钛合金的热处理工艺进行热处理后的二维结构周期排列的碳化硅陶瓷骨架增强T1-6A1-4V钛合金单摩擦面层结构制动盘，精细加工后制成成品
[0106]使用本方法制备的单摩擦面层结构制动盘，相比传统的钢铁材料制动盘不但减重60%左右，而且强度更高，耐用温度更高。相比其他材料，比如碳碳、碳陶制动盘，制作工艺更加简单、加工余量更少、成本更低、产业化生产更加容易。相比其他轻金属复合材料制动盘，比如铝合金、镁合金复合材料制动盘，能耐受更复杂工况、更高温度条件下的摩擦、制动要求。在当今节能减排、轻量化大背景下，无疑是传统的钢铁材料制动盘的良好替代品。
[0107]实施例6 —次成型金属网格增强轻金属基体的单摩擦面层结构制动盘
[0108]本实施例提供的一种二维结构周期排列的陶瓷骨架增强轻金属复合材料制动盘，其包括金属基体1，所述金属基体1设有一个摩擦面层2，所述金属基体1包括金属盘以及设置于所述金属盘一侧的散热筋3，所述摩擦面层2和所述散热筋3分别设置在所述金属盘两侧，即在金属盘的一侧设置有摩擦面层2，所述金属盘与摩擦面层2相对的背面一侧有散热筋3。所述的摩擦面层2为二维结构周期排列的陶瓷骨架增强轻金属复合材料摩擦面层。
[0109]本实施例的二维结构周期排列的陶瓷骨架为二维结构周期排列的95氧化铝陶瓷骨架，填充于所述二维结构周期排列的陶瓷骨架内的轻金属和金属基体为A350镁合金。具体方法如下:
[0110]第一步:按设计要求，制备出相应形状的二维结构周期排列的95氧化铝陶瓷骨架，根据需要也可对陶瓷表面进行相应的表面处理
[0111]第二步:根据制动盘的形状，设计出可一体模锻的锻造模具。该锻造模具包含有放置二维结构周期排列的95氧化铝陶瓷骨架及黑色金属网格的型腔、以及预制好的通风孔、通风槽模块，模具的上模制备成可一体模锻各种设定形状的散热筋、散热柱和通风孔的形状
[0112]第三步:将二维结构周期排列的95氧化铝陶瓷骨架及用于增强A350镁合金的黑色金属网格依次放入锻造模具中，用模锻工艺，将加热到一定温度的A350镁合金，锻入放有二维结构周期排列的95氧化铝陶瓷骨架及黑色金属网格的模具型腔中，将A350镁合金与二维结构周期排列的95氧化铝陶瓷骨架及黑色金属网格结合在一起，形成既有二维结构周期排列的95氧化铝陶瓷骨架增强A350镁合金摩擦面层，金属基体中又有黑色金属网格增强A350镁合金及各种形状的散热筋、通风孔的整体式单摩擦面层结构制动盘
[0113]第四步:将通过模锻工艺得到的A350镁合金整体式单摩擦面层结构制动盘，按有关工艺进行热处理
[0114]第五步:将按有关工艺进行热处理后的A350镁合金整体式单摩擦面层结构制动盘，精细加工后制成成品
[0115]使用本方法制备的单摩擦面层结构制动盘，相比传统的钢铁材料制动盘减重65%左右，相比其他材料制动盘，制作工艺更加简单、加工余量更少、成本更低、产业化生产更加容易，并能很好地满足相应的摩擦、制动工况要求。在当今节能减排、轻量化大背景下，无疑是传统的钢铁材料制动盘的良好替代品。
【主权项】
1.一种二维结构周期排列的陶瓷骨架增强轻金属复合材料制动盘，其特征在于，其包括金属基体(1)，所述金属基体(1)设有一个或两个摩擦面层(2)，所述摩擦面层(2)为二维结构周期排列的陶瓷骨架增强轻金属复合材料摩擦面层。2.根据权利要求1所述的一种二维结构周期排列的陶瓷骨架增强轻金属复合材料制动盘，其特征在于，选自任一如下结构: A.所述金属基体(1)设有一个摩擦面层(2)，所述金属基体(1)包括金属盘以及设置于所述金属盘一侧的散热筋(3)，所述摩擦面层(2)和所述散热筋(3)分别设置在所述金属盘两侧； B.所述金属基体(1)设有两个摩擦面层(2)，所述金属基体(1)包括金属盘，所述两个摩擦面层(2)分别设置在所述金属盘两侧； C.所述金属基体(1)设有两个摩擦面层(2)，所述金属基体(1)包括两个金属盘以及连接所述两个金属盘的连接体，两个所述摩擦面层分别设置在所述金属盘的外侧，所述连接体为散热筋。3.根据权利要求1所述的一种二维结构周期排列的陶瓷骨架增强轻金属复合材料制动盘，其特征在于，摩擦面层(2)开设有通风槽(4)和/或通风孔(5)，所述通风槽(4)沿摩擦面层(2)的径向方向开设，所述通风槽(4)在径向方向为直线或是曲线形状，所述通风孔(5)沿摩擦面层(2)的轴向方向开设，所述通风孔(5)为通孔和/或非通孔。4.根据权利要求1所述的一种二维结构周期排列的陶瓷骨架增强轻金属复合材料制动盘，其特征在于，所述摩擦面层(2)包括平面布设的一块或多块厚度为1~9_的二维结构周期排列的陶瓷骨架增强轻金属复合材料。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种二维结构周期排列的陶瓷骨架增强轻金属复合材料制动盘，其特征在于，所述二维结构周期排列的陶瓷骨架增强轻金属复合材料包括二维结构周期排列的陶瓷骨架和填充于所述二维结构周期排列的陶瓷骨架内的轻金属，所述二维结构周期排列的陶瓷骨架是由陶瓷骨架空腔单元周期排列而成。6.根据权利要求5所述的一种二维结构周期排列的陶瓷骨架增强轻金属复合材料制动盘，其特征在于，所述二维结构周期排列的陶瓷骨架占摩擦面层(2)面积的5~60%，所述轻金属占摩擦面层(2)面积的95~40%。
【专利摘要】本实用新型涉及一种二维结构周期排列的陶瓷骨架增强轻金属复合材料制动盘，其包括金属基体，所述金属基体设有一个或两个摩擦面层，所述摩擦面层为二维结构周期排列的陶瓷骨架增强轻金属复合材料摩擦面层。本实用新型充分发挥工业陶瓷高硬度、高耐磨、耐高温，及轻金属质轻、减重、强度高、韧性好的特点，通过适当工艺，将工业陶瓷制备成具有二维结构周期排列的陶瓷骨架，然后与轻金属复合，制备成兼具两者特性的新型制动盘。可满足于包含但不局限于飞机、轨道交通车辆、公路交通车辆、船舶等运动机械设备的摩擦、制动需求。
【IPC分类】B23P15/18, F16D69/02, F16D65/847, F16D65/12
【公开号】CN205013544
【申请号】CN201520681387
【发明人】房殊
【申请人】房殊
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年9月6日