[发明专利]一种摩擦结构及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及车辆制动技术领域，具体涉及一种摩擦结构及其制备方法和应用，其中摩擦结构包括：耐磨层和界面过渡层，所述界面过渡层适于连接所述耐磨层和铝合金基体，所述界面过渡层与所述铝合金基体接触的一侧设有若干凹槽；所述耐磨层的主要原料与所述界面过渡层的主要原料均为陶瓷材料。本发明提供的摩擦结构或采用该制备方法所制得的摩擦结构，应用于车辆制动中，摩擦结构与制动件的界面结合强度更高，制动件结构稳定，生产成本低、使用寿命长，制动性能优异。

技术领域

本发明涉及车辆制动技术领域，具体涉及一种摩擦结构及其制备方法和应用。

背景技术

随着环境压力的不断增大，对各行业在节能减排方面的更高要求已刻不容缓。在汽车行业，一方面降低汽车能耗，另一方面为了进一步提高新能源汽车的单位行驶距离，汽车轻量化成为解决这些问题的重要手段和方向。据权威部门测算发现，汽车簧下部件的减重效果相当于车身减重效果的8-15倍，制动盘是汽车最重要的簧下部件之一，制动盘的轻量化对汽车轻量化具有重要意义。

由于铝合金质轻但不耐热耐磨，陶瓷材料却隔热又耐磨，因此现有技术中已开始采用陶瓷骨架增强铝合金、陶瓷颗粒增强铝合金等材料替代传统的铸铁制动盘，例如中国专利文献CN104235237B公开了一种碳化硅泡沫陶瓷/铝合金复合材料制动盘及制备方法，其盘体采用纳米陶瓷颗粒或碳纳米管等强化的铝合金材料，制动盘两对称摩擦面上一体铸有碳化硅泡沫陶瓷骨架，该制动盘虽然通过添加泡沫陶瓷，降低了制动盘质量，但是其制备工艺是将陶瓷浆料通过发泡法制成泡沫陶瓷，铝合金熔液渗入泡沫陶瓷低压铸造，所烧成的制动盘虽然结构稳定，但盘体摩擦表面仍暴露有铝合金，受盘面高温摩擦影响，铝合金的不耐磨、高温工况下强度下降、尺寸公差无法保证等缺陷仍然存在，制动盘动平衡性不达标，添加的陶瓷骨架所起作用甚微，仍无法解决铝合金制动盘不耐磨、不耐热的问题，影响制动盘的制动性能。

现有技术中还出现了陶瓷局部增强铝基复合材料，在制动盘的铝合金基体表面复合一层耐磨层，耐磨层由陶瓷骨架材料、陶瓷颗粒材料和粘合剂混合，经抽真空高压烧结而成，然而该种制动盘由于其表面设置了陶瓷耐磨层，克服了上述碳化硅泡沫陶瓷/铝合金复合材料制动盘不耐磨的缺陷，但是其耐磨层仍不能有效隔离摩擦热向铝合金基体的传导,容易导致铝合金基体产生变形，并且其耐磨层与铝基的界面结合强度差，并不能满足实际制动工况对制动盘的剪切力承受强度要求，很容易出现两相界面开裂、脱离的情况，严重影响制动盘的制动性能，同时成产成本高，无法大规模应用。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中陶瓷材料增强铝合金制动盘耐磨、耐热性能、结构稳定性不佳的缺陷，从而提供一种结构稳定、耐磨隔热的摩擦结构。

进一步提供一种制备上述摩擦结构的方法。

进一步提供一种上述摩擦结构在车辆制动中的应用。

本发明采用的技术方案如下：

一种摩擦结构，包括：耐磨层和界面过渡层，所述界面过渡层适于连接所述耐磨层和铝合金基体，所述界面过渡层与所述铝合金基体接触的一侧设有若干凹槽；所述耐磨层的主要原料与所述界面过渡层的主要原料均为陶瓷材料。

所述若干凹槽呈网格状。

所述界面过渡层的原料组成包括75-85重量份的氧化铝、15-25重量份的液相烧结助剂。

所述液相烧结助剂包括硼硅酸玻璃和/或高岭土。

所述耐磨层的原料组成包括氧化铝和固相烧结助剂。

所述固相烧结助剂为氧化铜和/或二氧化钛。

所述耐磨层的原料组成包括60-75重量份的氧化铝、20-60重量份的氧化锆、0.1-1.7重量份的相稳定剂以及4-8重量份的固相烧结助剂。