專利名稱：：一種汽車制動盤用鋁基復(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，是關(guān)于一種汽車制動盤用鋁基復(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)開發(fā)備受關(guān)注。與傳統(tǒng)鋼鐵材料相比，顆粒增強鋁基復(fù)合材料因為具有較高的比強度、比剛度，良好的熱穩(wěn)定性和耐磨性，很適合用來制作汽車和高速列車制動系統(tǒng)及制動盤。制動器是車輛的關(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，制動器的設(shè)計在整車設(shè)計中顯得相當(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。制動盤所選用的材料對制動效果影響較大，制動盤的不同材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、金相組織都會對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，易形成熱點而產(chǎn)生熱烈。所以，世界各國都在對制動盤材料進行研發(fā)，如顆粒增強鋁基復(fù)合材料，以使制備得到的制動盤不僅減重節(jié)能，而且可減少剎車過程中的振動和噪音，縮短剎車距離，提高制動效果。CN1740354A公開了一種原位顆粒增強耐高溫鋁基復(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鈉覆蓋劑；(2)將KBF4和KTiF6均勻混合，烘干后加入熔體中，進行機械攪拌；(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公開了一種汽車制動盤用復(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。該汽車制動盤用復(fù)合材料的制備方法包括以下工藝過程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，制品的抗拉強度、屈服強度和彈性模量不高。
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，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度、屈服強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、銅合金和增強相硼化鈦，其中，該復(fù)合材料還含有增強相碳化硅。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)合材料中的增強相，所述鋁基復(fù)合材料中含有的增強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度、屈服強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盤。具體實施例方式按照本發(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相，所述硼化鈦和碳化硅增強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)，所述碳化硅的含量優(yōu)選為8-20重量％，所述硼化鈦的含量優(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％。所述增強相硼化鈦與增強相碳化硅的重量比可以是任意的比例，當(dāng)增強相硼化鈦與增強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，所述增強相硼化鈦與增強相碳化硅的重量比為1:1-10。為了進一步提高鋁基復(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，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)合材料中硅的含量優(yōu)選為1-8重量％和/或鎳的含量優(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，如氮氣、元素周期表零族氣體中的一種或幾種，優(yōu)選為氬氣、氮氣和氦氣中的一種或幾種。在反應(yīng)過程中，會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，一般來說，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，將熔渣打撈出來的同時就去除了副產(chǎn)物。此外，惰性氣體還能夠在上浮的過程中吸附反應(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，如氮氣、元素周期表零族氣體中的一種或幾種。按照本發(fā)明，為了使增強相硼化鈦和增強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，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、之前或之后進行，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)合材料中硅的含量優(yōu)選為1-8重量％和/或鎳的含量優(yōu)選為0.5-2重量％。為了改善碳化硅的流動性，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，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下靜置的時間可以為大于1分鐘，靜置的時間超過60分鐘后，得到的鋁基復(fù)合材料的性能已經(jīng)沒有明顯的變化，因此在500-600°C，優(yōu)選550-570t:下靜置的時間優(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，一般來說，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行，所述攪拌優(yōu)選在高速攪拌機中進行，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)選在攪拌下進行。所述硼化鈦和碳化硅可以商購得到。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鋁基復(fù)合材料進行壓鑄成型。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，對鋁基復(fù)合材料進行加壓壓鑄充型，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下面將通過具體實施例對本發(fā)明做進一步的描述。實施例1本實施例說明本發(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得)和24.6重量份經(jīng)過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，開模時間為4.5±2秒，頂出延時為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)明提供的制動盤A1。壓鑄成型后，對該制品A1進行T6熱處理。對比例1本對比例說明現(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650'C預(yù)熱的a-碳化硅顆粒，其它步驟與實施例1的方法完全相同，制備得到參比制動盤B1。壓鑄成型后，對該制品B1進行T6熱處理。對比例2本對比例說明現(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實施例1公開的方法制備參比鋁基復(fù)合材料，并按照本發(fā)明實施例1方法中的壓鑄參數(shù)壓鑄上述鋁基復(fù)合材料，得到參比制動盤B2。壓鑄成型后，對制品B2進行T6熱處理。實施例2本實施例說明本發(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得)和16重量份經(jīng)過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，同時向上述混合物內(nèi)連續(xù)通入氮氣進行精練，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，開模時間為4.5±2秒，頂出延時為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)明提供的制動盤A2。壓鑄成型后，對該制品A2進行T6熱處理。實施例3本實施例說明本發(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得)和9.2重量份經(jīng)過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，開模時間為4.5±2秒，頂出延時為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)明提供的制動盤A3。壓鑄成型后，對該制品A3進行T6熱處理。實施例4本實施例說明本發(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，在氮氣保護下，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得)和17重量份經(jīng)過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，開模時間為4.5±2秒，頂出延時為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)明提供的制動盤A4。壓鑄成型后，對該制品A4進行T6熱處理。實施例5本實施例說明本發(fā)明提供的鋁基復(fù)合材料、制品及它們的制備方法。在1800℃，氮氣保護下，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得)、8重量份經(jīng)過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，同時向上述混合物內(nèi)連續(xù)通入氮氣進行精練，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)明提供的制動盤A5。壓鑄成型后，對制品A5進行T6熱處理。對比例3本對比例說明現(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實施例1公開的方法制備參比鋁基復(fù)合材料，并按照本發(fā)明實施例1方法中的壓鑄參數(shù)壓鑄上述鋁基復(fù)合材料，得到參比制動盤B3。壓鑄成型后，對制品B3進行T6熱處理。實施例6-10本組實施例說明本發(fā)明提供的制品的性能。對實施例1-5制備的制品Al-A5進行各項性能測試，測試方法如下用國標(biāo)GBT228標(biāo)準(zhǔn)在萬能材料實驗機(新叁思計量技術(shù)有限公司，CMT5205)上測定制品的拉伸強度、屈服強度、斷裂伸長率、彈性模量和布氏硬度，測試結(jié)果示于下表l。對比例4-6本對比例說明現(xiàn)有技術(shù)提供的制品的性能。對對比例1-3制備的制品Bl、B2和B3進行各項性能測試，測試方法如下用國標(biāo)GBT228標(biāo)準(zhǔn)在萬能材料實驗機(新叁思計量技術(shù)有限公司，CMT5205)上測定制品的拉伸強度、屈服強度、斷裂伸長率、彈性模量和布氏硬度，測試結(jié)果示于下表l。表1<table><row><column>實施例編號</column><column>制品編號</column><column>抗拉強度(兆帕)</column><column>屈服強度(兆帕)</column><column>斷裂伸長率(％)</column><column>彈性模量(千兆帕)</column><column>布氏硬度(HB)</column></row><row><column></column><column>實施例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的抗拉強度提高了10-24%，屈服強度提高了5.3-35%，斷裂伸長率增加了19-66%，彈性模量提高了11.3-25%,布氏硬度提高了14.5-36%,其中，實施例l與對比例l相比，其區(qū)別僅在于實施例l中還添加了碳化硅顆粒而在基體鋁中形成均一的增強相的步驟，使實施例1得到的鋁基復(fù)合材料的各項性能都明顯優(yōu)于對比例1，可見本發(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、銅合金和增強相硼化鈦，其特征在于，該復(fù)合材料還含有增強相碳化硅。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％，增強相碳化硅的含量為5-25重量％，增強相硼化鈦的含量為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％，增強相碳化硅的含量為8-20重量％，增強相硼化鈦的含量為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，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，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、銅合金和增強相硼化鈦，其中，該復(fù)合材料還含有增強相碳化硅。本發(fā)明提供的鋁基復(fù)合材料中的增強相硼化鈦和增強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度、屈服強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盤。文檔編號C22C21/00GK101173334SQ20061013791公開日2008年5月7日申請日期2006年10月30日優(yōu)先權(quán)日2006年10月30日發(fā)明者肖美群申請人:比亞迪股份有限公司