一种刹车盘用外加碳化硅颗粒增强硅铝合金基复合材料的制备方法
专利汇可以提供一种刹车盘用外加碳化硅颗粒增强硅铝合金基复合材料的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及 刹车 盘技术领域，具体涉及一种刹车盘用外加 碳 化 硅 颗粒增强硅 铝 合金 基 复合材料 的制备方法，其技术方案是：复合材料的原料由硅 铝合金 为基体，通过浸润碳化硅颗粒增强；其中硅铝合金的以Al-26Si铝合金坯料、ZAlSi9Mg铝合金坯料以及为主体，通过加入适量的Cu、Ni、Ti、Mn等元素熔炼而成；碳化硅颗粒浸润前需要进行化学 镀 铜 处理。本发明制备的铝基复合材料重量轻、比强度比 刚度 高、 热膨胀 系数低，具有良好的导热性和抗磨 耐磨性 。，下面是一种刹车盘用外加碳化硅颗粒增强硅铝合金基复合材料的制备方法专利的具体信息内容。
1.一种刹车盘用外加碳化硅颗粒增强硅铝合金基复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料的原料包括基体硅铝合金以及碳化硅；其中基体硅铝合金的制备原料包括16.5-18.1重量份的Al-26Si铝合金坯料、2.5-2.9重量份的ZAlSi9Mg铝合金坯料、
1.3-1.5重量份的AZ91D镁合金坯料、0.29-0.35重量份的中间合金Al-40Cu、2.6-2.8重量份的中间合金Al-8Ni、1.0-1.1重量份的中间合金Al-5Ti、1.0-1.2重量份的中间合金Al-10Mn、0.35-0.42重量份的变质剂、0.15-0.2重量份的精炼剂；所述复合材料具体的制备方法如下：（1）、将Al-26Si铝合金坯料、ZAlSi9Mg铝合金坯料、中间合金Al-40Cu、中间合金Al-8Ni、中间合金Al-5Ti和中间合金Al-10Mn分别预热至420-425℃；（2）、将变质剂、精炼剂分别预热至180-185℃；（3）、将AZ91D镁合金坯料预热至200-250℃；（4）、将预热好的Al-26Si铝合金坯料和ZAlSi9Mg铝合金坯料混合后开始升温熔炼；（5）熔炼至810-820℃时，加入预热好的中间合金Al-40Cu、中间合金Al-8Ni和中间合金Al-10Mn；
（6）、降温至785-790℃，加入预热好的中间合金Al-5Ti，（7）、升温至800℃，加入预热好的AZ91D镁合金坯料；（8）、降温至765-770℃，加入40%预热的精炼剂进行初次精炼并打渣；（9）、降温至750-755℃，加入30%预热的精炼剂进行再次精炼并打渣；（10）、升温至
810-815℃，加入变质剂进行变质；（11）、升温至860-865℃，加入剩余预热的精炼剂进行最后精炼并打渣；（12）、降温至700-720℃，加入6-6.5重量份的碳化硅搅拌均匀，所述的碳化硅为平均粒度为10-15μm、纯度大于98.5%的碳化硅粉末；（13）、降温浇筑得到复合材料，然后在在510-520℃固熔处理4-6小时，淬火，然后在170-175℃时效处理6-8小时后得到碳化硅颗粒增强硅铝合金基复合材料。
2.根据权利要求1所述的刹车盘用外加碳化硅颗粒增强硅铝合金基复合材料的制备方法，其特征在于，所述的ZAlSi9Mg铝合金坯料化学成分重量百分比为Si:8.84%、Mg：
0.33%、Fe：0.18%、Mn：0.18%、Ti：0.09%、Zn：0.01%，余量为Al；所述的AZ91D镁合金坯料化学成分重量百分比为Al：8.8%，Zn：0.86%，Mn：0.25%，Si：0.032%、Cu：0.012%、Ni：0.007%、Fe：0.0020%，余量为Mg；所述的变质剂为PM磷盐变质剂；所述的精炼剂为六氯乙烷或者无机复合精炼剂，所述无机复合精炼剂由13-17重量份硝酸钠、14-18重量份氯化钠、24-26重量份硝酸钾、6-7重量份Na2SiF6 、7-12重量份Na3AlF6、4-6重量份氟化钙、6-12重量份石墨以及2-4重量份碳酸钠混合而成。
3.根据权利要求1所述的刹车盘用外加碳化硅颗粒增强硅铝合金基复合材料的制备方法，其特征在于，所述的基体硅铝合金的制备原料还包括0.09-0.1重量份的纯度不低于
99%的高纯Mo， 0.8-1.0重量份的中间合金Fe-5Nb或者0.05重量份纯度大于99%的高纯铌；所述的高纯Mo、Fe-5Nb以及高纯铌在制备步骤（1）中预热至420-425℃，并在步骤（5）中加入熔炼。
4.根据权利要求1、2或3所述的刹车盘用外加碳化硅颗粒增强硅铝合金基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（12）中的的碳化硅加入前，需要进行化学镀铜预处理，处理步骤为：（1）、将碳化硅粉末放入电阻炉加热升温至210-220℃，保温1-1.5小时，然后加热升温至420-425℃，保温1小时，继续升温至900-950℃，在无气氛保护下焙烧1小时，然后降温至200-300℃保温2小时，降温至室温；（2）、取上述碳化硅粉末10重量份，加入到质量分数为6-8%的氢氧化钠溶液中，通过超声波进行清洗10-15分钟，然后进行过滤并干燥碳化硅粉末；（3）、将10体积份的质量分数为37%的盐酸、10体积份的氢氟酸与100体积份的蒸馏水混合后，将碳化硅粉末加入其中，通过超声波进行清洗10-15分钟，然后进行过滤并干燥碳化硅粉末；（4）、将碳化硅粉末加入到敏化液中，超声波分散10-15分钟，然后磁力搅拌10分钟，然后过滤、水洗、干燥，所述的敏化液按照氯化亚锡4-5g、质量分数37%的盐酸10-12 ml以及蒸馏水150ml的比例混合而制得；（5）、将敏化后的碳化硅加入到活化剂中磁力搅拌25-30分钟，然后过滤、水洗、干燥，所述的活化剂按照PdCl20.025-0.03g、质量分数37%的盐酸8-9ml以及蒸馏水180ml的比例混合而制得；（6）、按照以下配料比例配置化学镀液：称取8-10g五水硫酸铜加水溶解后，然后加入15-18ml质量分数37%的甲醛混合制得溶液A,同时称取8-10g无水碳酸钠加水溶解后，然后加入35-40g酒石酸甲钠并溶解后制得溶液B，将A溶液缓慢加入到B溶液中，并加入蒸馏水稀释至1000ml即得到化学镀液；将活化后的碳化硅加入到化学镀液中，其中碳化硅与化学镀液中Cu元素的质量比为
3.5-3.8:1，并加入10%的氢氧化钠溶液调节PH为12.5-13,30-40℃反应30-45分钟后过滤干燥；（7）、将镀铜后的碳化硅在205-210℃下通入氢气还原1-1.5小时后备用。
5.根据权利要求4所述的刹车盘用外加碳化硅颗粒增强硅铝合金基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）镀铜反应中加入稳定剂，所述的稳定剂为a，a′联吡啶、亚铁氰化钾，2，9二甲基邻菲罗林、硫脲、2－巯基苯骈噻唑以及甲醇中的一种或者任意几种的混合。
6.根据权利要求5所述的刹车盘用外加碳化硅颗粒增强硅铝合金基复合材料的制备方法，其特征在于，所述的稳定剂为亚铁氰化钾和甲醇的混合，且保持二者在化学镀液中的含量分别为130mg/L和80ml/L。
一种刹车盘用外加碳化硅颗粒增强硅铝合金基复合材料的
制备方法
技术领域
背景技术
发明内容
510-520℃固熔处理4-6小时，淬火，然后在170-175℃时效处理6-8小时后得到碳化硅颗粒增强硅铝合金基复合材料。
420-425℃，保温1小时，继续升温至900-950℃，在无气氛保护下焙烧1小时，然后降温至
200-300℃保温2小时，降温至室温；（2）、取上述碳化硅粉末10重量份，加入到质量分数为
6-8%的氢氧化钠溶液中，通过超声波进行清洗10-15分钟，然后进行过滤并干燥碳化硅粉末；（3）、将10体积份的质量分数为37%的盐酸、10体积份的氢氟酸与100体积分的蒸馏水混合后，将碳化硅粉末加入其中，通过超声波进行清洗10-15分钟，然后进行过滤并干燥碳化硅粉末；（4）、将碳化硅粉末加入到敏化液中，超声波分散10-15分钟，然后磁力搅拌10分钟，然后过滤、水洗、干燥，所述的敏化液按照氯化亚锡4-5g、质量分数37%的盐酸10-12 ml以及蒸馏水150ml的比例混合而制得；（5）、将敏化后的碳化硅加入到活化剂中磁力搅拌
25-30分钟，然后过滤、水洗、干燥，所述的活化剂按照PdCl20.025-0.03g、质量分数37%的盐酸8-9ml以及蒸馏水180ml的比例混合而制得；（6）、按照以下配料比例配置化学镀液：
称取8-10g五水硫酸铜加水溶解后，然后加入15-18ml质量分数37%的甲醛混合制得溶液A,同时称取8-10g无水碳酸钠加水溶解后，然后加入35-40g酒石酸甲钠并溶解后制得溶液B，将A溶液缓慢加入到B溶液中，并加入蒸馏水稀释至1000ml即得到化学镀液；将活化后的碳化硅加入到化学镀液中，其中碳化硅与化学镀液中Cu元素的质量比为3.5-3.8:1，并加入10%的氢氧化钠溶液调节PH为12.5-13,30-40℃反应30-45分钟后过滤干燥；（7）、将镀铜后的碳化硅在205-210℃下通入氢气还原1-1.5小时后备用。
具体实施方式
0.33%、Fe：0.18%、Mn：0.18%、Ti：0.09%、Zn：0.01%，余量为Al；AZ91D镁合金坯料化学成分重量百分比为Al：8.8%，Zn：0.86%，Mn：0.25%，Si：0.032%、Cu：0.012%、Ni：0.007%、Fe：
0.0020%，余量为Mg；变质剂为PM磷盐变质剂；精炼剂为六氯乙烷或者无机复合精炼剂，无机复合精炼剂由13-17重量份硝酸钠、14-18重量份氯化钠、24-26重量份硝酸钾、6-7重量份Na2SiF6 、7-12重量份Na3AlF6、4-6重量份氟化钙、6-12重量份石墨以及2-4重量份碳酸钠混合而成。
复合材料具体的制备方法如下：（1）、将Al-26Si铝合金坯料、ZAlSi9Mg铝合金坯料、中间合金Al-40Cu、中间合金Al-8Ni、中间合金Al-5Ti和中间合金Al-10Mn分别预热至425℃；
（2）、将变质剂、精炼剂分别预热至185℃；（3）、将AZ91D镁合金坯料预热至250℃；（4）、将预热好的Al-26Si铝合金坯料和ZAlSi9Mg铝合金坯料混合后开始升温熔炼；（5）熔炼至
820℃时，加入预热好的中间合金Al-40Cu、中间合金Al-8Ni和中间合金Al-10Mn；（6）、降温至790℃，加入预热好的中间合金Al-5Ti，（7）、升温至800℃，加入预热好的AZ91D镁合金坯料；（8）、降温至765-770℃，加入40%预热的精炼剂进行初次精炼并打渣；（9）、降温至
750-755℃，加入30%预热的精炼剂进行再次精炼并打渣；（10）、升温至810-815℃，加入变质剂进行变质；（11）、升温至865℃，加入剩余预热的精炼剂进行最后精炼并打渣；（12）、降温至720℃，加入6.5重量份的预处理的碳化硅搅拌均匀；（13）、降温浇筑得到复合材料，然后在在520℃固熔处理6小时，淬火，然后在175℃时效处理8小时后得到碳化硅颗粒增强硅铝合金基复合材料。
205-210℃下通入氢气还原1-1.5小时后备用。
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