[发明专利]一种乘用车用铝合金制动刹车盘的成型工艺

说明书

本发明属于机动车部件加工技术领域，涉及一种轻质、耐磨、温升低、高强耐疲劳的乘用车用铝合金制动刹车盘成型工艺，采用半连续铸造技术通过成分配比熔铸出6系铝合金铸锭，将铝合金铸锭经过均匀化热处理后采用125MN正向挤压机挤压成实心挤压棒材，通过离线淬火技术对挤压棒材进行固溶处理，然后进行T6人工时效热处理，达到提高铝合金刹车盘力学性能的目的，然后将时效后挤压棒材进行精切定尺，然后通过粗车、精车、精铣、钻孔工序加工出刹车盘外轮廓，最后将机加出的变形铝合金刹车盘进行微弧氧化表面处理，使变形铝合金表面形成一层致密的陶瓷氧化膜层，进而提高变形铝合金刹车盘的表面硬度和耐摩擦系数。

技术领域

本发明属于机动车部件加工技术领域，涉及一种轻质、耐磨、温升低、高强耐疲劳的乘用车用铝合金制动刹车盘成型工艺。

背景技术

刹车盘是汽车制动系统中的关键部件，其性能的好坏直接影响制动效果，进而涉及乘车人的生命安全问题。乘用车刹车盘一般要求摩擦性能稳定、制动噪音小、导热性能好、温升低、运转平稳和具备优异的耐疲劳和耐磨损性能。在满足上述条件外，刹车盘的质量要求愈轻愈好，轻量化刹车盘可以减轻整车装备质量，增加燃油经济型，同时可以降低车辆惯性，在制动刹车过程中可以有效缩短制动距离，增加制动安全性。

现阶段乘用车刹车盘应用最广泛的是铸铁刹车盘，铸铁材质的强度适中、耐磨性能良好，材料和制造加工成本都比较低，是近几十年来汽车刹车盘使用的首选材料。然而，铸铁刹车盘在大功率制动情况下存在热容量不足、导热性能差，连续制动易产生高温高热甚至热龟裂，致使刹车强度降低，刹车性能不可靠，对行人和乘车人造成危险。除此之外，铸铁的密度较大，使车身自重增加，整车惯性增加，从而加大发动机的运转负荷，降低汽车的加速性能，增加刹车制动距离。

在法拉利、保时捷、奥迪A8等豪华车型上的刹车盘为碳纤维增强的陶瓷(SiC)刹车盘，不过陶瓷刹车盘的制造成本非常高，很难被大多数车辆所采用。

铝合金密度小、散热好，经过微弧氧化表面处理后表面生成一层陶瓷膜，膜层硬度高、耐磨性能好，是制作刹车盘的理想材料。铝合金微弧氧化刹车盘解决了现有铸铁制动盘耐磨性差、散热效果不好、质量大等问题，同时可替代传统价格高昂的陶瓷刹车盘。目前人们已经成功研制出铝合金刹车盘，中国专利文献CN 103115098 B公开了机动车用高硅铝合金刹车盘制作方法。该方法采用半固态成形方法铸造出高硅铝合金刹车铸型，再经微弧氧化表面处理工艺提高其表面的耐摩擦系数以及耐磨性能。但是该方法成型困难，对设备要求高，且铝合金中硅含量高，不利于微弧氧化膜层的形成。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决现有技术中采用半固态成形方法铸造出高硅铝合金刹车铸型，再经微弧氧化表面处理工艺提高其表面的耐摩擦系数以及耐磨性能的方法成型困难，对设备要求高，且铝合金中硅含量高，不利于微弧氧化膜层的形成的问题，提供一种乘用车用铝合金制动刹车盘的成型工艺。

为了达到上述目的，本发明提供一种乘用车用铝合金制动刹车盘的成型工艺，包括如下步骤：

A、采用半连续铸造技术通过成分配比熔铸出6系铝合金铸锭，将铝合金铸锭经过均匀化热处理后采用125MN正向挤压机挤压成实心挤压棒材，通过离线淬火技术对挤压棒材进行固溶处理，然后进行T6人工时效热处理，达到提高铝合金刹车盘力学性能的目的；

B、将时效后挤压棒材进行精切定尺，然后通过粗车、精车、精铣、钻孔工序加工出刹车盘外轮廓；

C、将机加出的变形铝合金刹车盘进行微弧氧化表面处理，使变形铝合金表面形成一层致密的陶瓷氧化膜层，进而提高变形铝合金刹车盘的表面硬度和耐摩擦系数。

进一步，步骤A中6系铝合金铸锭为6061或6082铝合金铸锭。

进一步，步骤A挤压棒材制备的过程包括如下步骤：