汽車剎車盤用金屬型鑄造模具的UG設計及SiC-,p--Al復合材料的研究.pdf

1、剎車盤是汽車制動系統(tǒng)的重要組成部分，制動性能的好壞直接關系到車輛的行駛安全。目前廣泛使用的鑄鐵剎車盤導熱率低、易熱裂、耐磨性差，需要加以改進。通過查閱國內(nèi)外大量相關資料，可以看出用重量輕、性能優(yōu)良的金屬基復合材料剎車盤替代鑄鐵剎車盤是汽車剎車盤今后的主要發(fā)展方向。同時，汽車產(chǎn)業(yè)作為我國的支柱產(chǎn)業(yè)之一，近年來發(fā)展迅速，對剎車盤的需求量也非常巨大。因此，研究SiCp/Al復合材料汽車剎車盤具有重要意義。 針對SiCp/Al復合材料的

2、制備工藝發(fā)展現(xiàn)狀，SiCp/Al復合材料汽車剎車盤采用金屬型重力鑄造。在鑄造模具設計中，縮短設計周期、優(yōu)化鑄造工藝具有重要意義。由于Unigraphics軟件可以準確、快速地三維設計、裝配金屬型鑄造模具以及繪制模具的二維工程圖，所以選用Unigraphics軟件設計金屬型鑄造模具。根據(jù)設計的鑄造工藝方案，用Unigraphics軟件設計了剎車盤金屬型鑄造模具。經(jīng)過使用韓國Z-Cast軟件進行鑄件充型、凝固過程數(shù)值模擬，結(jié)果證實，鑄件充型

3、平穩(wěn)，冒口補縮充分，沒有明顯的鑄造缺陷，可見模具結(jié)構(gòu)及鑄造工藝設計合理。 SiC/Al之間的潤濕性太差是制備SiCp/Al復合材料時面臨的主要難題。為了改善SiC/Al之間的潤濕性，用特殊工藝對SiC顆粒進行高溫氧化、硝酸鹽預處理。SiC顆粒預處理后，用攪拌鑄造法成功制備了SiC含量(質(zhì)量分數(shù))分別為5％、10％和15％的SiCp/ZL114A復合材料。復合材料中SiC顆粒在基體合金中分布比較均勻。X射線衍射(XRD)分析表明，

4、SiCp/ZL114A復合材料試樣中生成了有利于增強Al對SiC潤濕性與結(jié)合的界面產(chǎn)物Mg2Si和MgAl2O4相，而沒有出現(xiàn)對性能有害的Al4C3相。研究發(fā)現(xiàn)，隨著SiC含量的增加，SiCp/ZL114A復合材料的抗拉強度、屈服強度及硬度隨之增加，而塑性下降。經(jīng)過T6熱處理后，SiC含量為15wt％的SiCp/ZL114A復合材料的抗拉強度為326MPa，屈服強度為305MPa，硬度為144HBS，伸長率為0.6％。與ZL114A合金