專利名稱：：一種汽車制動(dòng)盤用鋁基復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于一種復(fù)合材料及其制備方法，更具體地說(shuō)，是關(guān)于一種汽車制動(dòng)盤用鋁基復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：鋁基復(fù)合材料具有比強(qiáng)度、比模量高，耐高溫、耐磨損以及熱膨脹系數(shù)小、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)異的物理性能和力學(xué)性能，在航空航天、軍事國(guó)防領(lǐng)域以及汽車、電子儀表等行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。隨著能源緊缺及車輛速度的不斷提高，以減重節(jié)能為目的的車輛輕量化技術(shù)開(kāi)發(fā)備受關(guān)注。與傳統(tǒng)鋼鐵材料相比，顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料因?yàn)榫哂休^高的比強(qiáng)度、比剛度，良好的熱穩(wěn)定性和耐磨性，很適合用來(lái)制作汽車和高速列車制動(dòng)系統(tǒng)及制動(dòng)盤。制動(dòng)器是車輛的關(guān)鍵部件之一，其性能的好壞直接影響整車性能的優(yōu)劣，因此，制動(dòng)器的設(shè)計(jì)在整車設(shè)計(jì)中顯得相當(dāng)重要。作為汽車安全行駛重要保證的摩擦制動(dòng)器的產(chǎn)生與發(fā)展始終與汽車技術(shù)相生相伴，隨著人們生活理念和汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，摩擦制動(dòng)器從結(jié)構(gòu)到組成摩擦副的材料都發(fā)生了巨大的變化。制動(dòng)盤所選用的材料對(duì)制動(dòng)效果影響較大，制動(dòng)盤的不同材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、金相組織都會(huì)對(duì)摩擦副的摩擦性能產(chǎn)生較大的影響。目前，絕大多數(shù)的汽車制動(dòng)盤(鼓)仍采用鑄鐵，其主要缺陷是密度大，這不利于減輕車重；二是導(dǎo)熱性差，其工作表面溫度很高且溫度梯度大，易形成熱點(diǎn)而產(chǎn)生熱烈。所以，世界各國(guó)都在對(duì)制動(dòng)盤材料進(jìn)行研發(fā)，如顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，以使制備得到的制動(dòng)盤不僅減重節(jié)能，而且可減少剎車過(guò)程中的振動(dòng)和噪音，縮短剎車距離，提高制動(dòng)效果。CN1740354A公開(kāi)了一種原位顆粒增強(qiáng)耐高溫鋁基復(fù)合材料的制備方法，采用該方法得到的原位顆粒增強(qiáng)耐高溫鋁基復(fù)合材料的組分及重量百分比為ll-13%Si，0.5-1.5%Mg，0.8-1.3%Cu，0.8-1.5%Ni，l-20%TiB2，余量為A1;該制備方法包括以下步驟(1)在坩鍋中加入ZL102合金和Al-Si中間合金或工業(yè)純鋁，熔化后升溫，用覆蓋劑覆蓋，覆蓋劑采用鋁合金精練無(wú)鈉覆蓋劑；(2)將KBF4和KTiF6均勻混合，烘干后加入熔體中，進(jìn)行機(jī)械攪拌；(3)反應(yīng)結(jié)束后，取出副產(chǎn)物，加入工業(yè)純Mg、Al-Ni和Al-Cu中間合金，扒去浮渣，抽真空靜置；(4)裝配中隔板，升液管，模具，低壓成型。CN1492066A公開(kāi)了一種汽車制動(dòng)盤用復(fù)合材料，其特征在于，該復(fù)合材料是以在鑄造凝固中原位生成的Mg2Si增強(qiáng)顆粒彌散分布在含有Si、Gu的鋁合金基體中而組成，其組分重量百分比含量為Mg2Sil5-35%、Sil-15%、Gul-5%、Al余量。該汽車制動(dòng)盤用復(fù)合材料的制備方法包括以下工藝過(guò)程a)以工業(yè)純鎂、純銅、重量百分比為Al-20XSi中間合金為原料，按如下重量百分比配料后熔化Gul-5%、Mg9-23%、余量為A1-20X中間合金，熔化溫度為680-900°C;b)熔化后加入占上述合金總重量百分比為1-5%的覆蓋劑；c)調(diào)整溫度在690-72(TC加入占上述合金總重量百分比為9-23^的工業(yè)純鎂至熔化并溫度均勻；d)加入占上述合金總重量百分比為1-2%的精練劑，保溫5-10分鐘；e)加入占上述合金總重量百分比為0.005-3Q^的變質(zhì)劑，保溫5分鐘以上；f)按普通鑄造工藝澆注成型。采用上述方法制備得到的鋁基復(fù)合材料中增強(qiáng)相顆粒與基體材料的界面結(jié)合性不好導(dǎo)致得到的復(fù)合材料在壓鑄成型后得到的制品的力學(xué)性能不理想，制品的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和彈性模量不高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服將由現(xiàn)有制備方法得到的鋁基復(fù)合材料壓鑄成型后得到制品的力學(xué)性能不理想的缺點(diǎn)，提供一種使壓鑄成型得到的制品具有良好力學(xué)性能，尤其是具有較高抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和彈性模量的鋁基復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明提供了一種鋁基復(fù)合材料，該復(fù)合材料含有鋁、鎂、銅合金和增強(qiáng)相硼化鈦，其中，該復(fù)合材料還含有增強(qiáng)相碳化硅。本發(fā)明還提供了該復(fù)合材料的制備方法，其中，該方法包括在熔融狀態(tài)下，將鋁、硼化鈦、碳化硅、鎂和銅混合。本發(fā)明提供的鋁基復(fù)合材料中的硼化鈦和碳化硅為鋁基復(fù)合材料中的增強(qiáng)相，所述鋁基復(fù)合材料中含有的增強(qiáng)相能夠與鋁基材料良好的結(jié)合，尤其是其中的碳化硅，能夠均勻的分布在鋁基材料中并與鋁基材料結(jié)合，因此，使采用該鋁基復(fù)合材料壓鑄成型得到的制品的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和彈性模量得到大幅度提高，尤其在采用高壓壓鑄成型后得到的制品的力學(xué)性能的改善更加明顯。因而，顯著提高了制品的力學(xué)性能。本發(fā)明的鋁基復(fù)合材料特別適合用于制造汽車制動(dòng)盤。具體實(shí)施例方式按照本發(fā)明提供的鋁基復(fù)合材料，優(yōu)選情況下，以該復(fù)合材料的總重量為基準(zhǔn)，所述鋁的含量為60-90重量％，鎂的含量為2-10重量％，銅的含量為1-10重量％，碳化硅的含量為5-25重量％，硼化鈦的含量為1-15重量％。更優(yōu)選情況下，以該復(fù)合材料的總重量為基準(zhǔn)，所述鋁的含量為65-85重量%，鎂的含量為3-8重量％，銅的含量為2-8重量％，碳化硅的含量為8-20重量％，硼化鈦的含量為2-10重量％。為了進(jìn)一步提高復(fù)合材料的性能，所述鋁、鎂、銅合金中還優(yōu)選含有，以該復(fù)合材料的總量為基準(zhǔn)，含量為0-12重量％，優(yōu)選為1-8重量％的硅和/或含量為0-2重量％，優(yōu)選為0.5-2重量％的鎳。所述硼化鈦和碳化硅為增強(qiáng)相，所述硼化鈦和碳化硅增強(qiáng)相具有良好的高溫性能，在熔融狀態(tài)下與鋁混合后形成穩(wěn)定相，并與鋁基材料良好的結(jié)合，尤其是碳化硅的存在，能夠很好的與鋁基材料中的金屬結(jié)合，與硼化鈦共同存在于復(fù)合材料中，從而使該鋁基復(fù)合材料在高壓壓鑄成型后得到制品具有良好的力學(xué)性能。以鋁基復(fù)合材料的總重量為基準(zhǔn)，所述碳化硅的含量?jī)?yōu)選為8-20重量％，所述硼化鈦的含量?jī)?yōu)選為2-10重量％。按照本發(fā)明，所述鋁基復(fù)合材料的制備方法包括，在熔融狀態(tài)下，將鋁、硼化鈦、碳化硅、鎂和銅混合。所述熔融狀態(tài)指鋁、硼化鈦、碳化硅、鎂和銅均處于熔融狀態(tài)。所述熔融狀態(tài)的溫度為1200-1900℃，優(yōu)選為1200-1800℃。優(yōu)選情況下，所述鋁、硼化鈦、碳化硅、鎂和銅的用量使得到的鋁基復(fù)合材料中鋁的含量為60-90重量％，更優(yōu)選為65-85重量％，鎂的含量為2-10重量％，更優(yōu)選為3-8重量Q/^，銅的含量為1-10重量％，更優(yōu)選為2-8重量%,碳化硅的含量為5-20重量％，更優(yōu)選為8-20重量％，硼化鈦的含量為1-15重量％，更優(yōu)選為2-10重量％。所述增強(qiáng)相硼化鈦與增強(qiáng)相碳化硅的重量比可以是任意的比例，當(dāng)增強(qiáng)相硼化鈦與增強(qiáng)相碳化硅的重量比大于h10后，該復(fù)合材料的性能基本不再改變，因此，優(yōu)選情況下，所述增強(qiáng)相硼化鈦與增強(qiáng)相碳化硅的重量比為1:1-10。為了進(jìn)一步提高鋁基復(fù)合材料的力學(xué)性能，按照本發(fā)明的方法，優(yōu)選情況下，在將鋁、硼化鈦、碳化硅、鎂和銅混合時(shí)，還與硅和/或鎳混合，所述硅和/或鎳的用量使得到的鋁基復(fù)合材料中硅的含量?jī)?yōu)選為1-8重量％和/或鎳的含量?jī)?yōu)選為0.5-2重量％。按照本發(fā)明的方法，為了防止在熔融狀態(tài)下鋁被氧化，優(yōu)選情況下，所述混合在惰性氣體中進(jìn)行。所述惰性氣體指不與反應(yīng)物和產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的任意一種氣體或氣體混合物，如氮?dú)狻⒃刂芷诒砹阕鍤怏w中的一種或幾種，優(yōu)選為氬氣、氮?dú)夂秃庵械囊环N或幾種。在反應(yīng)過(guò)程中，會(huì)生成氧化夾雜物等副產(chǎn)物，除去這些副產(chǎn)物的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，一般來(lái)說(shuō)，除去所述副產(chǎn)物的方法包括向?qū)X、硼化鈦、碳化硅、鎂、銅混合后得到的熔融物中加入精練劑和/或通入惰性氣體。所述精練劑的種類和加入量為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，如，所述精練劑可以選自KC1、NaCl、NaSiF6、Na3AlF6中的一種或幾種，以鋁、硼化鈦、碳化硅、鎂和銅的總量為基準(zhǔn)，所述精練劑的加入量為1-5重量％，優(yōu)選為2-4重量％。加入惰性氣體可以使熔融物產(chǎn)生氣泡，借助這些氣泡在上浮過(guò)程中能夠吸附氧化夾雜物，使之上浮到熔融物表面的熔渣中，將熔渣打撈出來(lái)的同時(shí)就去除了副產(chǎn)物。此外，惰性氣體還能夠在上浮的過(guò)程中吸附反應(yīng)生成的氫，并逸入大氣中，從而降低了混合物中氫的濃度。所述惰性氣體可以通過(guò)導(dǎo)管通入混合物內(nèi)，如石墨導(dǎo)管。所述惰性氣體的種類和加入量為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，選自既不溶于熔融物，又不與熔融物和氫氣反應(yīng)的氣體，如氮?dú)狻⒃刂芷诒砹阕鍤怏w中的一種或幾種。按照本發(fā)明，為了使增強(qiáng)相硼化鈦和增強(qiáng)相碳化硅在鋁基材料中分布的更均勻，優(yōu)選情況下，將鋁、硼化鈦、碳化硅、鎂和銅混合的方法包括，先將熔融態(tài)的鋁與硼化鈦和碳化硅混合均勻，然后降溫至500-60(TC靜置，得到含有硼化鈦和碳化硅的鋁基復(fù)合材料前體；再升溫使所述鋁基復(fù)合材料前體至熔融狀態(tài)，將該熔融態(tài)的鋁基復(fù)合材料前體與鎂、銅混合。優(yōu)選情況下，該方法包括在將熔融態(tài)的鋁基復(fù)合材料前體與鎂、銅混合時(shí)，還與硅和/或鎳混合，所述與硅和/或鎳的混合可以在將熔融態(tài)的鋁基復(fù)合材料前體與鎂、銅混合的同時(shí)、之前或之后進(jìn)行，優(yōu)選在將熔融態(tài)的鋁基復(fù)合材料前體與鎂、銅混合的同時(shí)與硅和/或鎳混合。所述硅和/或鎳的用量使得到的鋁基復(fù)合材料中硅的含量?jī)?yōu)選為1-8重量％和/或鎳的含量?jī)?yōu)選為0.5-2重量％。為了改善碳化硅的流動(dòng)性，使碳化硅與鋁基更均勻的混合，優(yōu)選情況下，在將碳化硅與熔融態(tài)的鋁混合之前，先將碳化硅預(yù)熱，預(yù)熱的溫度是600-700°C，預(yù)熱后的碳化硅，其表面吸附的氣體、水分和雜質(zhì)等己經(jīng)被除去，表面活性得到提高，因此，流動(dòng)性得到改善，而更容易與熔融態(tài)的鋁混合均勻。將碳化硅預(yù)熱的方法可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的方法。將鋁與硼化鈦和碳化硅混合后的靜置溫度降為500-60(TC的目的是使得到的鋁基復(fù)合材料具有更好的力學(xué)性能。由于基體鋁的半固態(tài)溫度為565°C，在500-600°C，接近基體鋁的半固態(tài)溫度下靜置，能夠使得到的增強(qiáng)相顆粒具有均勻的細(xì)晶粒組織及特殊的流變特性，得到的鋁基復(fù)合材料具有更好的力學(xué)性能；還可以在由該材料壓鑄成型時(shí)，減少常規(guī)壓鑄件固有的皮下氣孔和疏松等缺陷，提高鑄件質(zhì)量，增加模具壽命，因此，優(yōu)選使所述鋁與硼化鈦和碳化硅的靜置溫度降為500-600"C反應(yīng)。所述在500-600°C，優(yōu)選550-57(TC下靜置的時(shí)間可以為大于1分鐘，靜置的時(shí)間超過(guò)60分鐘后，得到的鋁基復(fù)合材料的性能已經(jīng)沒(méi)有明顯的變化，因此在500-600°C，優(yōu)選550-570t:下靜置的時(shí)間優(yōu)選為5-60分鐘。根據(jù)硼化鈦和碳化硅含量的不同，所述鋁基復(fù)合材料前體的熔融溫度也不同，硼化鈦和碳化硅的含量越高，鋁基復(fù)合材料前體的熔融溫度越高，一般來(lái)說(shuō)，鋁基復(fù)合材料前體的熔融溫度為1200-190(TC，優(yōu)選為1200-1800°C。為了將熔融態(tài)的鋁與硼化鈦和碳化硅混合均勻，所述混合在攪拌下進(jìn)行，所述攪拌優(yōu)選在高速攪拌機(jī)中進(jìn)行，攪拌的速度優(yōu)選為500-800轉(zhuǎn)/分鐘。所述將熔融態(tài)的鋁基復(fù)合材料前體與鎂、銅的混合，以及將熔融態(tài)的鋁基復(fù)合材料前體與硅和/或鎳的混合優(yōu)選在攪拌下進(jìn)行。所述硼化鈦和碳化硅可以商購(gòu)得到。本發(fā)明還提供了一種制品，該制品是由所述鋁基復(fù)合材料壓制成型得到，所述壓鑄成型的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，如，所述成型方法可以采用低壓成型或高壓成型，本發(fā)明優(yōu)選采用高壓成型的方法對(duì)鋁基復(fù)合材料進(jìn)行壓鑄成型。所述高壓成型的方法包括將壓鑄模預(yù)熱至200-300°C，然后將熔融態(tài)的鋁基復(fù)合材料澆入壓鑄模的腔室中，對(duì)鋁基復(fù)合材料進(jìn)行加壓壓鑄充型，所述充型壓力為60-110兆帕，維持最高壓力5-15秒鐘，使得到的制品完全凝固后完成該壓鑄操作，得到由所述鋁基復(fù)合材料壓制成型得到制1=1叩o下面將通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。實(shí)施例1本實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明提供的鋁基復(fù)合材料、制品及它們的制備方法。在72(TC下，向電阻爐中加入80重量份工業(yè)純鋁，使鋁熔融，然后，在氬氣保護(hù)下，并在600轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下，將2.5重量份硼化鈦顆粒(濰坊邦德特種材料有限公司購(gòu)得)和24.6重量份經(jīng)過(guò)65(TC預(yù)熱的a-碳化硅顆粒(濰坊邦德特種材料有限公司購(gòu)得)與熔融態(tài)的鋁混合均勻，然后，降溫至565。C靜置10分鐘，得到含有增強(qiáng)相硼化鈦和碳化硅的鋁基復(fù)合材料前體；再升溫使所述鋁基復(fù)合材料前體至熔融狀態(tài)(120(TC)，將該熔融態(tài)的鋁基復(fù)合材料前體與9.8重量份工業(yè)純Mg、6重量份Cu攪拌混合8分鐘，再加入2重量份精練劑NaSiF6并攪拌除去副產(chǎn)物，得到鋁基復(fù)合材料。以該鋁基復(fù)合材料的總重量為基準(zhǔn)，所述鋁的含量為65重量％，鎂的含量為8重量％，銅的含量為5重量％,TiB2的含量為2重量％，SiC的含量為20重量％，其中，硼化鈦與碳化硅的重量比為1:10。將制動(dòng)盤金屬型壓鑄模預(yù)熱到20(TC，設(shè)定壓鑄工藝參數(shù)，所述工藝參數(shù)包括二塊位置設(shè)為280士30毫米，一塊位置設(shè)為130士30毫米，開(kāi)模時(shí)間為4.5±2秒，頂出延時(shí)為4.0±2秒，增壓速度為4.0士2圈，然后關(guān)閉型腔，澆入上述得到的鋁基復(fù)合材料熔體，加壓壓鑄充型，直至擠壓壓力達(dá)到110兆帕的最高壓力，維持最高壓鑄壓力5秒，待復(fù)合材料鑄件完全凝固，得到本發(fā)明提供的制動(dòng)盤A1。壓鑄成型后，對(duì)該制品A1進(jìn)行T6熱處理。對(duì)比例1本對(duì)比例說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)提供的鋁基復(fù)合材料、制品及它們的制備方法。按照實(shí)施例1的方法制備鋁基復(fù)合材料，不同的是，不加入經(jīng)過(guò)650'C預(yù)熱的a-碳化硅顆粒，其它步驟與實(shí)施例1的方法完全相同，制備得到參比制動(dòng)盤B1。壓鑄成型后，對(duì)該制品B1進(jìn)行T6熱處理。對(duì)比例2本對(duì)比例說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)提供的鋁基復(fù)合材料、制品及它們的制備方法。按照CN1740354A實(shí)施例1公開(kāi)的方法制備參比鋁基復(fù)合材料，并按照本發(fā)明實(shí)施例1方法中的壓鑄參數(shù)壓鑄上述鋁基復(fù)合材料，得到參比制動(dòng)盤B2。壓鑄成型后，對(duì)制品B2進(jìn)行T6熱處理。實(shí)施例2本實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明提供的鋁基復(fù)合材料、制品及它們的制備方法。在72(TC下，向電阻爐中加入80重量份工業(yè)純鋁，使鋁熔融，然后，在氬氣保護(hù)下，并在600轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下，將3.7重量份硼化鈦顆粒(濰ii坊邦德特種材料有限公司購(gòu)得)和16重量份經(jīng)過(guò)65(TC預(yù)熱的a-碳化硅顆粒(濰坊邦德特種材料有限公司購(gòu)得)與熔融態(tài)的鋁混合均勻，然后，降溫至565'C靜置40分鐘，得到含有增強(qiáng)相硼化鈦和碳化硅的鋁基復(fù)合材料前體；再升溫使所述鋁基復(fù)合材料前體至熔融狀態(tài)U35(TC)，將該熔融態(tài)的鋁基復(fù)合材料前體與5.9重量份工業(yè)純Mg、6.2重量份Cu、1.2重量份Si、0.6重量份Ni攪拌混合15分鐘，再加入3重量份精練劑NaSiF6并攪拌均勻，同時(shí)向上述混合物內(nèi)連續(xù)通入氮?dú)膺M(jìn)行精練，除去副產(chǎn)物后得到鋁基復(fù)合材料。以該鋁基復(fù)合材料的總重量為基準(zhǔn)，所述鋁的含量為70重量％，鎂的含量為5.3重量％，銅的含量為5.4重量％，硅的含量為1.1重量％，鎳的含量為0.5重量％，TiB2的含量為3.4重量X，SiC的含量為14.3重量％，其中，硼化鈦與碳化硅的重量比為14.2。將制動(dòng)盤金屬型壓鑄模預(yù)熱到25(TC，設(shè)定壓鑄工藝參數(shù)，所述工藝參數(shù)包括二塊位置設(shè)為280±30毫米，一塊位置設(shè)為130士30毫米，開(kāi)模時(shí)間為4.5±2秒，頂出延時(shí)為4.0士2秒，增壓速度為4.0士2圈，然后關(guān)閉型腔，澆入上述得到的鋁基復(fù)合材料熔體，加壓壓鑄充型，直至擠壓壓力達(dá)到110兆帕的最高壓力，維持最高壓鑄壓力10秒，待復(fù)合材料鑄件完全凝固，得到本發(fā)明提供的制動(dòng)盤A2。壓鑄成型后，對(duì)該制品A2進(jìn)行T6熱處理。實(shí)施例3本實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明提供的鋁基復(fù)合材料、制品及它們的制備方法。在720。C下，向電阻爐中加入80重量份工業(yè)純鋁，使鋁熔融，然后，在氬氣保護(hù)下，并在650轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下，將9.2重量份硼化鈦顆粒(濰坊邦德特種材料有限公司購(gòu)得)和9.2重量份經(jīng)過(guò)650。C預(yù)熱的a-碳化硅顆粒(濰坊邦德特種材料有限公司購(gòu)得)與熔融態(tài)的鋁混合均勻，然后，降溫至560。C靜置20分鐘，得到含有增強(qiáng)相硼化鈦和碳化硅的鋁基復(fù)合材料前體；再升溫使所述鋁基復(fù)合材料前體至熔融狀態(tài)(1450°C)，將該熔融態(tài)的鋁基復(fù)合材料前體與3.4重量份工業(yè)純Mg、3.4重量份Cu、9重量份Si攪拌混合10分鐘，再加入1重量份精練劑NaCl和1重量份NaSiF6并攪拌，除去副產(chǎn)物后得到鋁基復(fù)合材料。以該鋁基復(fù)合材料的總重量為基準(zhǔn)，所述鋁的含量為70重量％，鎂的含量為3重量％，銅的含量為3重量％，硅的含量為8重量Q%，TiB2的含量為8重量％，SiC的含量為8重量X，其中，硼化鈦與碳化硅的重量比為1:1。將制動(dòng)盤金屬型壓鑄模預(yù)熱到20(TC，設(shè)定壓鑄工藝參數(shù)，所述工藝參數(shù)包括二塊位置設(shè)為280±30毫米，一塊位置設(shè)為130±30毫米，開(kāi)模時(shí)間為4.5±2秒，頂出延時(shí)為4.0士2秒，增壓速度為4.0士2圈，然后關(guān)閉型腔，澆入上述得到的鋁基復(fù)合材料熔體，加壓壓鑄充型，直至擠壓壓力達(dá)到110兆帕的最高壓力，維持最高壓鑄壓力15秒，待復(fù)合材料鑄件完全凝固，得到本發(fā)明提供的制動(dòng)盤A3。壓鑄成型后，對(duì)該制品A3進(jìn)行T6熱處理。實(shí)施例4本實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明提供的鋁基復(fù)合材料、制品及它們的制備方法。在72(TC下，向電阻爐中加入80重量份工業(yè)純鋁，使鋁熔融，然后，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，并在650轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下，將8.6重量份硼化鈦顆粒(濰坊邦德特種材料有限公司購(gòu)得)和17重量份經(jīng)過(guò)65(TC預(yù)熱的a-碳化硅顆粒(濰坊邦德特種材料有限公司購(gòu)得)與熔融態(tài)的鋁混合均勻，然后，降溫至565"C靜置35分鐘，得到含有增強(qiáng)相硼化鈦和碳化硅的鋁基復(fù)合材料前體；再升溫使所述鋁基復(fù)合材料前體至熔融狀態(tài)(1400°C)，將該熔融態(tài)的鋁基復(fù)合材料前體與6重量份工業(yè)純Mg、9.8重量份Cu、1.2重量份Ni攪拌混合15分鐘，再加入1重量份精練劑NaCl和1重量份NaSiF6并攪拌除去副產(chǎn)物，得到鋁基復(fù)合材料。以該鋁基復(fù)合材料的總重量為基準(zhǔn)，所述鋁的含量為65重量％，鎂的含量為5重量％，銅的含量為8重量％，鎳的含量為1重量％，TiB2的含量為7重量X，SiC的含量為14重量％，其中，硼化鈦與碳化硅的重量比為1:2。將制動(dòng)盤金屬型壓鑄模預(yù)熱到24(TC，設(shè)定壓鑄工藝參數(shù)，所述工藝參數(shù)包括二塊位置設(shè)為280±30毫米，一塊位置設(shè)為130±30毫米，開(kāi)模時(shí)間為4.5±2秒，頂出延時(shí)為4.0士2秒，增壓速度為4.0士2圈，然后關(guān)閉型腔，澆入上述得到的鋁基復(fù)合材料熔體，加壓壓鑄充型，直至擠壓壓力達(dá)到110兆帕的最高壓力，維持最高壓鑄壓力15秒，待復(fù)合材料鑄件完全凝固，得到本發(fā)明提供的制動(dòng)盤A4。壓鑄成型后，對(duì)該制品A4進(jìn)行T6熱處理。實(shí)施例5本實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明提供的鋁基復(fù)合材料、制品及它們的制備方法。在1800℃，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，并在650轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下，直接向電阻爐中加入80重量份工業(yè)純鋁、2.5重量份硼化鈦顆粒(濰坊邦德特種材料有限公司購(gòu)得)、8重量份經(jīng)過(guò)650'C預(yù)熱的ci-碳化硅顆粒(濰坊邦德特種材料有限公司購(gòu)得)、3重量份工業(yè)純鎂、4重量份銅以及2重量份的硅和0.5重量份的鎳攪拌混合均勻，并加入2.5重量份KC1精練劑并攪拌，同時(shí)向上述混合物內(nèi)連續(xù)通入氮?dú)膺M(jìn)行精練，除去副產(chǎn)物后得到鋁基復(fù)合材料。以該鋁基復(fù)合材料的總重量為基準(zhǔn)，所述鋁的含量為80重量Q^，鎂的含量為3重量％，銅的含量為4重量％，硅的含量為2重量％，鎳的含量為0.5重量。％，TiB2的含量為2.5重量％，SiC的含量為8重量X，其中，硼化鈦與碳化硅的重量比為1:3.2。并按照實(shí)施例1方法中的壓鑄參數(shù)壓鑄上述鋁基復(fù)合材料，得到本發(fā)明提供的制動(dòng)盤A5。壓鑄成型后，對(duì)制品A5進(jìn)行T6熱處理。對(duì)比例3本對(duì)比例說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)提供的鋁基復(fù)合材料、制品及它們的制備方法。按照CN1492066A實(shí)施例1公開(kāi)的方法制備參比鋁基復(fù)合材料，并按照本發(fā)明實(shí)施例1方法中的壓鑄參數(shù)壓鑄上述鋁基復(fù)合材料，得到參比制動(dòng)盤B3。壓鑄成型后，對(duì)制品B3進(jìn)行T6熱處理。實(shí)施例6-10本組實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明提供的制品的性能。對(duì)實(shí)施例1-5制備的制品Al-A5進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試，測(cè)試方法如下用國(guó)標(biāo)GBT228標(biāo)準(zhǔn)在萬(wàn)能材料實(shí)驗(yàn)機(jī)(新叁思計(jì)量技術(shù)有限公司，CMT5205)上測(cè)定制品的拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彈性模量和布氏硬度，測(cè)試結(jié)果示于下表l。對(duì)比例4-6本對(duì)比例說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)提供的制品的性能。對(duì)對(duì)比例1-3制備的制品Bl、B2和B3進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試，測(cè)試方法如下用國(guó)標(biāo)GBT228標(biāo)準(zhǔn)在萬(wàn)能材料實(shí)驗(yàn)機(jī)(新叁思計(jì)量技術(shù)有限公司，CMT5205)上測(cè)定制品的拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彈性模量和布氏硬度，測(cè)試結(jié)果示于下表l。表1<table><row><column>實(shí)施例編號(hào)</column><column>制品編號(hào)</column><column>抗拉強(qiáng)度(兆帕)</column><column>屈服強(qiáng)度(兆帕)</column><column>斷裂伸長(zhǎng)率(％)</column><column>彈性模量(千兆帕)</column><column>布氏硬度(HB)</column></row><row><column></column><column>實(shí)施例6</column><column>Al</column><column>478</column><column>317</column><column>4.9</column><column>103</column><column>159</column></row><row><column></column><column>對(duì)比例4</column><column>Bl</column><column>421</column><column>301</column><column>4.1</column><column>88</column><column>131</column></row><row><column></column><column>對(duì)比例5</column><column>B2</column><column>352</column><column>303</column><column>3.3</column><column>82</column><column>118</column></row><row><column></column><column>實(shí)施例7</column><column>A2</column><column>521</column><column>405</column><column>6.8</column><column>110</column><column>178</column></row><row><column></column><column>實(shí)施例8</column><column>A3</column><column>487</column><column>342</column><column>5.4</column><column>102</column><column>170</column></row><row><column></column><column>實(shí)施例9</column><column>A4</column><column>498</column><column>353</column><column>5.6</column><column>107</column><column>166</column></row><row><column></column><column>實(shí)施例10</column><column>A5</column><column>467</column><column>321</column><column>5.2</column><column>98</column><column>150</column></row><row><column></column><column>對(duì)比例6</column><column>B3</column><column>332</column><column>297</column><column>3.1</column><column>80</column><column>117</column></row><table>由上表1可以看出，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的鋁基復(fù)合材料壓鑄成型得到的制品B1、B2、B3中的力學(xué)性能相對(duì)較好的Bl，本發(fā)明的鋁基復(fù)合材料壓鑄成型得到的制品Al-A5的抗拉強(qiáng)度提高了10-24%，屈服強(qiáng)度提高了5.3-35%，斷裂伸長(zhǎng)率增加了19-66%，彈性模量提高了11.3-25%,布氏硬度提高了14.5-36%,其中，實(shí)施例l與對(duì)比例l相比，其區(qū)別僅在于實(shí)施例l中還添加了碳化硅顆粒而在基體鋁中形成均一的增強(qiáng)相的步驟，使實(shí)施例1得到的鋁基復(fù)合材料的各項(xiàng)性能都明顯優(yōu)于對(duì)比例1，可見(jiàn)本發(fā)明提供的鋁基復(fù)合材料壓鑄成型得到的制品的力學(xué)性能得到了顯著的改善。權(quán)利要求1、一種鋁基復(fù)合材料，該復(fù)合材料含有鋁、鎂、銅合金和增強(qiáng)相硼化鈦，其特征在于，該復(fù)合材料還含有增強(qiáng)相碳化硅。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其中，以該復(fù)合材料的總重量為基準(zhǔn)，所述鋁的含量為60-90重量％，鎂的含量為2-10重量％，銅的含量為1-10重量％，增強(qiáng)相碳化硅的含量為5-25重量％，增強(qiáng)相硼化鈦的含量為1-15重量％。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的材料，其中，以該復(fù)合材料的總重量為基準(zhǔn)，所述鋁的含量為65-85重量％，鎂的含量為3-8重量％，銅的含量為2-8重量％，增強(qiáng)相碳化硅的含量為8-20重量％，增強(qiáng)相硼化鈦的含量為2-10重量％.4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其中，所述鋁、鎂、銅合金中還含有，以該復(fù)合材料的總重量為基準(zhǔn)，含量為0-12重量％的硅和/或含量為0-2重量％的鎳。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的材料，其中，以該復(fù)合材料的總重量為基準(zhǔn)，所述硅的含量為1-8重量％，鎳的含量為0.5-2重量％。6、權(quán)利要求1所述復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，該方法包括在熔融狀態(tài)下，將鋁、硼化鈦、碳化硅、鎂和銅混合。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述鋁、硼化鈦、碳化硅、鎂和銅的用量使得到的鋁基復(fù)合材料中鋁的含量為65-85重量％，鎂的含量為3-8重量％，銅的含量為2-8重量％，硼化鈦的含量為2-10重量％，碳化硅的含量為8-20重量％。8、根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，在將鋁、硼化鈦、碳化硅、鎂和銅混合時(shí)，還與硅和/或鎳混合，所述硅和/或鎳的用量使得到的鋁基復(fù)合材料中硅的含量為1-8重量％和/或鎳的含量為0.5-2重量％。9、根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，將鋁、硼化鈦、碳化硅、鎂和銅混合的方法包括，先將熔融態(tài)的鋁與硼化鈦和碳化硅混合均勻，然后降溫至500-600℃靜置，得到含有硼化鈦和碳化硅的鋁基復(fù)合材料前體；再升溫使所述鋁基復(fù)合材料前體至熔融狀態(tài)，將該熔融態(tài)的鋁基復(fù)合材料前體與鎂、銅混合。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在將熔融態(tài)的鋁基復(fù)合材料前體與鎂、銅混合時(shí)，還與硅和/或鎳混合，所述硅和/或鎳的用量使得到的鋁基復(fù)合材料中硅的含量為1-8重量％和/或鎳的含量為0.5-2重量％。11、根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，該方法還包括將鋁、硼化鈦、碳化硅與鎂、銅混合后得到的熔融混合物中加入精練劑和域通入惰性氣體，以鋁、硼化鈦、碳化硅、鎂和銅的總量為基準(zhǔn)，所述精練劑的加入量為1-5重量％。12、根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述混合在惰性氣體中進(jìn)行。13、一種制品，該制品是將一種復(fù)合材料壓鑄成型得到，其特征在于，所述復(fù)合材料為權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的鋁基復(fù)合材料。全文摘要一種鋁基復(fù)合材料，該復(fù)合材料含有鋁、鎂、銅合金和增強(qiáng)相硼化鈦，其中，該復(fù)合材料還含有增強(qiáng)相碳化硅。本發(fā)明提供的鋁基復(fù)合材料中的增強(qiáng)相硼化鈦和增強(qiáng)相碳化硅能夠均勻的分布在鋁基材料中并與鋁基材料結(jié)合，使采用該鋁基復(fù)合材料壓鑄成型得到的制品的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和彈性模量得到大幅度提高，因而，顯著提高了制品的力學(xué)性能。本發(fā)明的鋁基復(fù)合材料特別適合用于制造汽車制動(dòng)盤。文檔編號(hào)C22C21/00GK101173334SQ20061013791公開(kāi)日2008年5月7日申請(qǐng)日期2006年10月30日優(yōu)先權(quán)日2006年10月30日發(fā)明者肖美群申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司