CN115094280A - 汽车刹车盘用铝基复合材料及其制备方法 - Google Patents

汽车刹车盘用铝基复合材料及其制备方法 Download PDF

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CN115094280A CN202210862575.9A CN202210862575A CN115094280A CN 115094280 A CN115094280 A CN 115094280A CN 202210862575 A CN202210862575 A CN 202210862575A CN 115094280 A CN115094280 A CN 115094280A
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Abstract

本申请公开了一种汽车刹车盘用铝基复合材料及其制备方法，涉及合金材料技术领域。该汽车刹车盘用铝基复合材料包括以下质量百分含量的组分：Si:5.5％‑7.5％,Mg:0.13％‑0.25％,Fe<0.12％,Ti:0.01％‑0.15％,Mn:0.02％‑0.08％,V:0.05％‑0.10％,TiB2:1.0％‑2.0％，SiC:0.5％‑1.0％，其余为Al和不可避免的杂质。本申请解决了现有铝合金的强度、塑性和耐磨性无法同时满足汽车刹车盘要求的问题，获得了同时具有较高的屈服强度、拉伸强度、延伸率和优异耐磨性的铝基复合材料。

Description

汽车刹车盘用铝基复合材料及其制备方法
技术领域
本申请涉及合金材料技术领域，具体涉及汽车刹车盘用铝基复合材料及其制备方法。
背景技术
刹车盘是汽车制动系统的重要组成部分，其制动性能的好坏直接关系到车辆的行驶安全。目前汽车刹车盘多采用铸铁材质，由于受材质和铸造工艺的局限，铸铁刹车盘因制动摩擦发热而使其表面温度高达600℃，其工作表面温度很高且温度梯度大，易形成热点而产生热裂，并且铸铁刹车盘的耐磨性较差，影响了刹车效果及使用寿命。
以铝合金为材质的刹车盘，比铸铁刹车盘的散热快四倍以上，可有效减少因制动过程产生的摩擦热量累积，大大提高汽车的热态制动性能，缩短刹车距离，延长刹车盘寿命，且铝合金刹车盘的重量比铸铁刹车盘的重量轻50％以上，能减轻车身重量，降低汽车油耗。由于铝合金刹车盘能基本解决现有铸铁刹车盘耐磨性差、散热效果不好、质量大、摩擦力高温热衰减等问题，有望成为铸铁制动盘的更新换代产品。
然而，目前已有的铝合金普遍存在强度、塑性和耐磨性不能同时满足刹车盘要求的缺陷，因此，现有的铝合金刹车盘还无法完全取代铸铁刹车盘。
发明内容
鉴于上述技术的不足之处，本申请通过提供一种汽车刹车盘用铝基复合材料及其制备方法，解决了现有铝合金的强度、塑性和耐磨性无法同时满足汽车刹车盘要求的问题。
为达到上述目的，本申请主要提供如下技术方案：
本申请提供了一种汽车刹车盘用铝基复合材料，包括以下质量百分含量的组分：Si:5.5％-7.5％,Mg:0.13％-0.25％,Fe<0.12％,Ti:0.01％-0.15％,Mn:0.02％-0.08％,V:0.05％-0.10％,TiB2:1.0％-2.0％，SiC:0.5％-1.0％，其余为Al和不可避免的杂质。
优选地，上述汽车刹车盘用铝基复合材料包括以下质量百分含量的组分：Si:5.5％-7.0％,Mg:0.13％-0.25％,Fe<0.12％,Ti:0.01％-0.15％,Mn:0.02％-0.08％,V:0.05％-0.10％,TiB2:1.5％-2.0％，SiC:0.5％-1.0％，其余为Al和不可避免的杂质。
优选地，上述汽车刹车盘用铝基复合材料包括以下质量百分含量的组分：Si:6.0％-7.0％,Mg:0.13％-0.25％,Fe<0.12％,Ti:0.01％-0.15％,Mn:0.02％-0.08％,V:0.05％-0.10％,TiB2:1.5％-2.0％，SiC:0.5％-1.0％，其余为Al和不可避免的杂质。
优选地，所述汽车刹车盘用铝基复合材料通过将含TiB2的铝复合材料和SiC颗粒加入到熔融的铝基体中，进行搅拌铸造而成。
优选地，所述含TiB2的铝复合材料中TiB2的平均粒径为0.5-2μm。
优选地，所述SiC颗粒的平均粒径为2-10μm，纯度大于99％。
本申请还提供了上述汽车刹车盘用铝基复合材料的制备方法，包括：按照铝基复合材料的组分配比称取相应的原料，经过熔化、精炼、铸造成形和热处理工序，得到汽车刹车盘用铝基复合材料。
优选地，上述制备方法包括：
(1)先将纯铝熔化并加热到730-760℃保温，再按比例加入Al-20％Si或Al-50％Si、Al-20％Mn、Al-10％V、Al-10％TiB2和Al-10％Ti，待加入的合金熔化后，保温30-60分钟使组分均匀化，经除气精炼后降温至690-720℃，再加入镁锭，保温15-30分钟；
(2)在真空状态下，搅拌熔体的同时缓慢加入预热好的SiC颗粒，待SiC颗粒完全加入后继续搅拌30-45分钟，熔体温度保持在690-720℃；
(3)步骤(2)中的搅拌结束后，将熔体送入成形设备中进行成形；
(4)对成形后的铸件进行热处理，即得到汽车刹车盘用铝基复合材料。
优选地，所述SiC颗粒的平均粒径为2-10μm，纯度大于99％。
优选地，所述Al-10％TiB2中含有的TiB2的平均粒径为0.5-2μm。
优选地，所述热处理工艺为：先以5-10℃/min的升温速率从室温升至535-545℃，保温6-8h，再进行水淬火，水温为60-80℃；然后在室温下放置24h后，进行人工时效，时效温度为163-173℃，保温时间为6-8h，最后出炉空冷。
优选地，所述汽车刹车盘用铝基复合材料的屈服强度大于300MPa，抗拉强度大于380MPa，延伸率大于6％，相对磨损率小于0.1％。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请通过在铝基体中引入TiB2和SiC两种陶瓷颗粒作为混杂增强组分，来提高铝基复合材料的耐磨性。相比单一陶瓷颗粒增强的铝基复合材料，利用这两种陶瓷颗粒的共同增强作用，更能提高铝基体的强度和耐磨性能，且这两种颗粒的加入能使铝基体中生成的Mg2Si相呈现细小弥散分布，在提高强度的同时进一步提高耐磨性能。
本申请在充分研究TiB2和SiC这两种陶瓷颗粒的尺寸、含量以及加入方式对铝基复合材料性能影响的基础上，优化了铝基复合材料的组分配比并提出了相应的制备方法，获得了同时具有较高的屈服强度、拉伸强度、延伸率和优异耐磨性的铝基复合材料，可满足汽车刹车盘的使用要求。
附图说明
图1为本申请实施例1提供的铝基复合材料的显微组织图；
图2为本申请对比例3提供的铝基复合材料的显微组织图。
具体实施方式
为更进一步阐述本申请为达成预定申请目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
需要说明的是，本申请中不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。应当理解，本申请实施例是对本申请方案的解释说明，不作为对本申请保护范围的限定。
在本申请中，范围可以表示为从“约”一个具体值和/或到“约”另一个具体值的范围。当表述这种范围时，例子包括自某一具体值始和/或至另一具体值止。类似地，当使用先行词“约”表示数值为近似值时，应理解，具体数值构成另一个方面。还应理解的是，每个范围的端点值在与另一个端点值有关和与另一个端点值无关时，都是有意义的。
除非另有表述，否则都不旨在将本文所述的任意方法理解为需要使其步骤以具体顺序进行。因此，当方法权利要求实际上没有陈述为其步骤遵循一定的顺序或者其没有在权利要求书或说明书中以任意其他方式具体表示步骤限于具体的顺序，都不旨在暗示该任意特定顺序。
虽然会用过渡语“包括”来公开特定实施方式的各种特征、元素或步骤，但是应理解的是，这暗示了包括可采用过渡语由“......构成”、“基本由......构成”描述在内的替代实施方式。因此，例如，对包含A+B+C的方法的隐含的替代性实施方式包括方法由A+B+C组成的实施方式和方法主要由A+B+C组成的实施方式。
本申请通过在铝基体中引入TiB2和SiC两种陶瓷颗粒作为混杂增强组分，来提高铝基复合材料的耐磨性。相比单一陶瓷颗粒增强的铝基复合材料，利用这两种陶瓷颗粒的共同增强作用，更能提高铝基体的强度和耐磨性能。然而，通过加入陶瓷颗粒来增强铝基复合材料时，往往存在着陶瓷颗粒与铝熔体之间的润湿性、陶瓷颗粒团聚、强度提高但塑性下降等问题，从而很难同时获得优异的强度、塑性和耐磨性。本申请在充分研究TiB2和SiC这两种陶瓷颗粒的尺寸、含量以及加入方式对铝基复合材料性能影响的基础上，优化了铝基复合材料的组分配比并提出了相应的制备方法，获得了同时具有较高的屈服强度、拉伸强度、延伸率和优异耐磨性的铝基复合材料，可满足汽车刹车盘的使用要求。
本申请实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：
本申请提供了一种汽车刹车盘用铝基复合材料，包括以下质量百分含量的组分：Si:5.5％-7.5％,Mg:0.13％-0.25％,Fe<0.12％,Ti:0.01％-0.15％,Mn:0.02％-0.08％,V:0.05％-0.10％,TiB2:1.0％-2.0％，SiC:0.5％-1.0％，其余为Al和不可避免的杂质。
优选地，上述汽车刹车盘用铝基复合材料包括以下质量百分含量的组分：Si:5.5％-7.0％,Mg:0.13％-0.25％,Fe<0.12％,Ti:0.01％-0.15％,Mn:0.02％-0.08％,V:0.05％-0.10％,TiB2:1.5％-2.0％，SiC:0.5％-1.0％，其余为Al和不可避免的杂质。
更优选地，上述汽车刹车盘用铝基复合材料包括以下质量百分含量的组分：Si:6.0％-7.0％,Mg:0.13％-0.25％,Fe<0.12％,Ti:0.01％-0.15％,Mn:0.02％-0.08％,V:0.05％-0.10％,TiB2:1.5％-2.0％，SiC:0.5％-1.0％，其余为Al和不可避免的杂质。
具体地，本申请提供的汽车刹车盘用铝基复合材料是将含TiB2的铝复合材料和SiC颗粒加入到熔融的铝基体中，在搅拌的作用下，使增强体颗粒在铝熔体中弥散均匀分布，然后浇铸而成。优选含TiB2的铝复合材料中TiB2的平均粒径为0.5-2μm，优选SiC颗粒的平均粒径为2-10μm，纯度大于99％。
本申请通过在铝基体中加入TiB2和SiC两种增强颗粒，既可提高铝基体的强度又可提高耐磨性，且这两种颗粒的加入能使铝基体中生成的Mg2Si相呈现细小弥散分布，在提高强度的同时进一步提高了耐磨性能。
具体地，将TiB2和SiC颗粒的平均粒径分别控制在0.5-2μm和2-10μm时，能减少这些陶瓷增强颗粒的团聚现象，使其弥散分布于铝基体中，既显著细化铝基体晶粒，提高铝基体的强度，又避免降低铝基复合材料的延伸率。而当TiB2和SiC颗粒的尺寸过大时，由于表面能增加，这些陶瓷颗粒与铝基体之间的润湿性变差，从而降低其对铝基复合材料的增强效果；而当TiB2和SiC颗粒的尺寸过小时，会增加其颗粒团聚现象，影响其在铝基体中的弥散分布。
具体地，本申请通过SiC颗粒与尺寸更小的TiB2颗粒相互配合，尺寸更小的TiB2颗粒的表面能更低，与铝基体的润湿性良好，其能与界面较好的结合，提高了材料对载荷的承载能力，从而抑制微裂纹的萌生，降低铝基复合材料的磨损率。同时，尺寸更小的TiB2颗粒有助于改善尺寸更大的SiC颗粒的分散，减少其团聚现象。
具体地，将TiB2颗粒的含量控制在1.0％-2.0％，SiC的含量控制在0.5％-1.0％时，可使TiB2和SiC颗粒弥散分布于Al基体中，减少TiB2和SiC颗粒的团聚，在提高强度的同时维持较高的延伸率和耐磨性。当TiB2的含量超过2.0％或SiC的含量超过1.0％时，尽管增加这些陶瓷颗粒的含量会提高复合材料的屈服强度和抗拉强度，但会导致局部应力集中，降低伸长率；而当将TiB2和SiC的总含量进一步降低时，铝基复合材料的耐磨性则会降低，使其不能满足刹车盘的耐磨性要求。另外，将TiB2和SiC的总含量控制在1.5％-3％时，可使加入陶瓷颗粒后的铝熔体的粘度基本保持不变，从而在铸造成形时保证良好的充型能力。若增加这些陶瓷颗粒的加入量会增加铝熔体的粘度，导致流动性严重下降，从而影响其产品的冶金质量。
本申请提供的汽车刹车盘用铝基复合材料中加入了陶瓷增强体，由于纯Al的表面张力很高，难以润湿陶瓷增强体，通过加入微量的Mg、V、Mn和Ti元素，可以降低铝熔体的表面张力，提高陶瓷增强体与铝熔体之间的润湿性，避免陶瓷颗粒发生团聚，充分发挥陶瓷颗粒对铝基复合材料的增强作用。另外，铝基复合材料中加入的V、Mn和Ti元素在铝基体中能形成难熔化合物，可起到细化晶粒作用，提高合金的强度，并改变铝铁相的形貌，使β-FeAl相的形貌变为尺寸细小的β-FeAl相或危害较小的α-FeAl相，通过有害FeAl相的控制，减小针状相的应力集中效应，增加合金的延伸率。
本申请还提供了上述汽车刹车盘用铝基复合材料的制备方法，包括：按照铝基复合材料的组分配比称取相应的原料，经过熔化、精炼、铸造成形和热处理工序，得到汽车刹车盘用铝基复合材料。
具体地，上述制备方法包括：
(1)先将纯铝熔化并加热到730-760℃保温，再按比例加入Al-20％Si或Al-50％Si、Al-20％Mn、Al-10％V、Al-10％TiB2和Al-10％Ti，待加入的合金熔化后，保温30-60分钟使组分均匀化，经除气精炼后降温至690-720℃，再加入镁锭，保温15-30分钟；
(2)在真空状态下，搅拌熔体的同时缓慢加入预热好的SiC颗粒，待SiC颗粒完全加入后继续搅拌30-45分钟，熔体温度保持在690-720℃；
(3)步骤(2)中的搅拌结束后，将熔体送入成形设备中进行成形；
(4)对成形后的铸件进行热处理，即得到汽车刹车盘用铝基复合材料。
优选地，上述制备方法中所采用的SiC颗粒的平均粒径为2-10μm，纯度大于99％。
优选地，Al-10％TiB2中含有的TiB2颗粒的平均粒径为0.5-2μm。
优选地，所述热处理工艺为：先以5-10℃/min的升温速率从室温升至535-545℃，保温6-8h，再进行水淬火，水温为60-80℃；然后在室温下放置24h后，进行人工时效，时效温度为163-173℃，保温时间为6-8h，最后出炉空冷。
本申请提供的汽车刹车盘用铝基复合材料采用搅拌铸造法工艺，将含有TiB2颗粒的Al-10％TiB2和SiC颗粒加入到熔融的铝基体中，再经浇铸而成。该工艺过程简单，可以一次成型，适合大规模工业化生产。
本申请提供的汽车刹车盘用铝基复合材料的屈服强度大于300MPa，抗拉强度大于380MPa，延伸率大于6％，相对磨损率小于0.1％。
实施例1
本实施例提供以下组分的汽车刹车盘用铝基复合材料的制备步骤：
Si:6.5％,Mg:0.15％,Fe<0.12％,Ti:0.12％,Mn:0.08％,V:0.05％,TiB2:2.0％，SiC:1.0％，其余为Al和不可避免的杂质。
先将纯铝熔化并加热到760℃保温，再按比例加入Al-20％Si、Al-20％Mn、Al-10％V、Al-10％TiB2和Al-10％Ti，其中Al-10％TiB2中含有的TiB2颗粒的平均粒径为1μm，待加入的合金熔化后，保温40分钟使组分均匀化，经除气精炼后降温至720℃，再加入镁锭，保温15分钟；在真空状态下，搅拌熔体的同时缓慢加入预热好的平均粒径为5μm，纯度大于99％的SiC颗粒，待SiC颗粒完全加入后继续搅拌45分钟，熔体温度保持在720℃；搅拌结束后，将熔体通过低压铸造方式成形；最后对成形后的铸件进行热处理，即得到汽车刹车盘用铝基复合材料；其中所采用的热处理工艺为：先以5℃/min的升温速率从室温升至535℃，保温7h，再进行水淬火，水温为60℃；然后在室温下放置24h后，进行人工时效，时效温度为163℃，保温时间为8h，最后出炉空冷。
实施例2
本实施例提供以下组分的汽车刹车盘用铝基复合材料的制备步骤：
Si:7.0％,Mg:0.25％,Fe<0.12％,Ti:0.15％,Mn:0.02％,V:0.10％,TiB2:1.5％，SiC:0.5％，其余为Al和不可避免的杂质。
先将纯铝熔化并加热到740℃保温，再按比例加入Al-20％Si、Al-20％Mn、Al-10％V、Al-10％TiB2和Al-10％Ti，其中Al-10％TiB2中含有的TiB2颗粒的平均粒径为2μm，待加入的合金熔化后，保温45分钟使组分均匀化，经除气精炼后降温至700℃，再加入镁锭，保温30分钟；在真空状态下，搅拌熔体的同时缓慢加入预热好的平均粒径为10μm，纯度大于99％的SiC颗粒，待SiC颗粒完全加入后继续搅拌45分钟，熔体温度保持在700℃；搅拌结束后，将熔体通过低压铸造方式成形；最后对成形后的铸件进行热处理，即得到汽车刹车盘用铝基复合材料；其中所采用的热处理工艺为：先以10℃/min的升温速率从室温升至545℃，保温6h，再进行水淬火，水温为60℃；然后在室温下放置24h后，进行人工时效，时效温度为163℃，保温时间为6h，最后出炉空冷。
实施例3
本实施例提供以下组分的汽车刹车盘用铝基复合材料的制备步骤：
Si:7.5％,Mg:0.13％,Fe<0.12％,Ti:0.1％,Mn:0.05％,V:0.05％,TiB2:1.0％，SiC:1.0％，其余为Al和不可避免的杂质。
先将纯铝熔化并加热到730℃保温，再按比例加入Al-20％Si、Al-20％Mn、Al-10％V、Al-10％TiB2和Al-10％Ti，其中Al-10％TiB2中含有的TiB2颗粒的平均粒径为0.5μm，待加入的合金熔化后，保温60分钟使组分均匀化，经除气精炼后降温至690℃，再加入镁锭，保温30分钟；在真空状态下，搅拌熔体的同时缓慢加入预热好的平均粒径为2μm，纯度大于99％的SiC颗粒，待SiC颗粒完全加入后继续搅拌45分钟，熔体温度保持在690℃；搅拌结束后，将熔体通过重力铸造方式成形；最后对成形后的铸件进行热处理，即得到汽车刹车盘用铝基复合材料；其中所采用的热处理工艺为：先以8℃/min的升温速率从室温升至540℃，保温8h，再进行水淬火，水温为80℃；然后在室温下放置24h后，进行人工时效，时效温度为173℃，保温时间为6h，最后出炉空冷。
实施例4
本实施例提供以下组分的汽车刹车盘用铝基复合材料的制备步骤：
Si:5.5％,Mg:0.2％,Fe<0.12％,Ti:0.05,Mn:0.05％,V:0.06％,TiB2:1.5％，SiC:0.8％，其余为Al和不可避免的杂质。
先将纯铝熔化并加热到760℃保温，再按比例加入Al-20％Si、Al-20％Mn、Al-10％V、Al-10％TiB2和Al-10％Ti，其中Al-10％TiB2中含有的TiB2颗粒的平均粒径为1μm，待加入的合金熔化后，保温40分钟使组分均匀化，经除气精炼后降温至720℃，再加入镁锭，保温15分钟；在真空状态下，搅拌熔体的同时缓慢加入预热好的平均粒径为5μm，纯度大于99％的SiC颗粒，待SiC颗粒完全加入后继续搅拌45分钟，熔体温度保持在720℃；搅拌结束后，将熔体通过重力铸造方式成形；最后对成形后的铸件进行热处理，即得到汽车刹车盘用铝基复合材料；其中所采用的热处理工艺为：先以10℃/min的升温速率从室温升至540℃，保温7h，再进行水淬火，水温为70℃；然后在室温下放置24h后，进行人工时效，时效温度为170℃，保温时间为7h，最后出炉空冷。
实施例5
本实施例提供以下组分的汽车刹车盘用铝基复合材料的制备步骤：
Si:6.0％,Mg:0.25％,Fe<0.12％,Ti:0.01％,Mn:0.05％,V:0.10％,TiB2:1.5％，SiC:1.0％，其余为Al和不可避免的杂质。
先将纯铝熔化并加热到760℃保温，再按比例加入Al-20％Si、Al-20％Mn、Al-10％V、Al-10％TiB2和Al-10％Ti，其中Al-10％TiB2中含有的TiB2颗粒的平均粒径为1μm，待加入的合金熔化后，保温40分钟使组分均匀化，经除气精炼后降温至720℃，再加入镁锭，保温15分钟；在真空状态下，搅拌熔体的同时缓慢加入预热好的平均粒径为5μm，纯度大于99％的SiC颗粒，待SiC颗粒完全加入后继续搅拌45分钟，熔体温度保持在720℃；搅拌结束后，将熔体通过低压铸造方式成形；最后对成形后的铸件进行热处理，即得到汽车刹车盘用铝基复合材料；其中所采用的热处理工艺为：先以5℃/min的升温速率从室温升至545℃，保温8h，再进行水淬火，水温为60℃；然后在室温下放置24h后，进行人工时效，时效温度为173℃，保温时间为6h，最后出炉空冷。
对比例1
本对比例与实施例1相比，本对比例铝基复合材料的组分中SiC的质量百分含量为5％，TiB2的质量百分含量为5％，其余与实施例1相同。
对比例2
本对比例与实施例1相比，本对比例铝基复合材料的组分中不含有TiB2，且制备原料中不包括Al-10％TiB2，其余与实施例1相同。
对比例3
本对比例与实施例1相比，本对比例铝基复合材料的组分中SiC颗粒的平均粒径为20μm，Al-10％TiB2中含有的TiB2颗粒的平均粒径为10μm，其余与实施例1相同。
将实施例1-5和对比例1-3制备的汽车刹车盘用铝基复合材料分别取样进行测试，得到如表1所示的性能测试结果。
表1.铝基复合材料的性能测试结果
Figure BDA0003756959640000101
从上表的测试结果可以看出，本申请实施例制备的汽车刹车盘用铝基复合材料的屈服强度大于300MPa，抗拉强度大于380MPa，延伸率大于6％，相对磨损率小于0.1％，可满足汽车刹车盘的使用要求。
从实施例1和对比例1的对比可以看出，对比例1的汽车刹车盘用铝基复合材料中SiC和TiB2的含量增加时，尽管能提高屈服强度和抗拉强度，但延伸率明显降低。
从实施例1和对比例2的对比可以看出，对比例2仅采用单一SiC颗粒增强铝基体时，不仅屈服强度、抗拉强度和延伸率不如实施例1的SiC/TiB2双颗粒增强铝基复合材料，且耐磨性也更差。
从实施例1和对比例3的对比可以看出，对比例3的汽车刹车盘用铝基复合材料中SiC和TiB2的尺寸增加时，不仅铝基复合材料的屈服强度、抗拉强度和延伸率明显下降，而且耐磨性也有所下降。另外，从图1和图2分别所示的实施例1和对比例3的汽车刹车盘用铝基复合材料的显微组织图可以看出，实施例1的晶粒尺寸更细小，且增强颗粒在铝基体中呈弥散分布，而对比例2的晶粒尺寸不仅更大，而且增强颗粒未弥散分布于铝基体中，同时发生了严重的团聚现象。由此说明，只有将加入的TiB2和SiC颗粒的平均粒径控制在本申请提供的特定范围内时，才能最大发挥其增强效果，提高铝基复合材料的强度、塑性和耐磨性。
由上可知，采用本申请实施例提供的铝基复合材料的组分配比并严格控制加入的陶瓷颗粒的尺寸，才能同时获得优异的强度、塑性和耐磨性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本申请的权利要求范围当中。

Claims (11)

1.汽车刹车盘用铝基复合材料，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：Si:5.5％-7.5％,Mg:0.13％-0.25％,Fe<0.12％,Ti:0.01％-0.15％,Mn:0.02％-0.08％,V:0.05％-0.10％,TiB2:1.0％-2.0％，SiC:0.5％-1.0％，其余为Al和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的汽车刹车盘用铝基复合材料，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：Si:5.5％-7.0％,Mg:0.13％-0.25％,Fe<0.12％,Ti:0.01％-0.15％,Mn:0.02％-0.08％,V:0.05％-0.10％,TiB2:1.5％-2.0％，SiC:0.5％-1.0％，其余为Al和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的汽车刹车盘用铝基复合材料，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：Si:6.0％-7.0％,Mg:0.13％-0.25％,Fe<0.12％,Ti:0.01％-0.15％,Mn:0.02％-0.08％,V:0.05％-0.10％,TiB2:1.5％-2.0％，SiC:0.5％-1.0％，其余为Al和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的汽车刹车盘用铝基复合材料，其特征在于，所述汽车刹车盘用铝基复合材料通过将含TiB2的铝复合材料和SiC颗粒加入到熔融的铝基体中，进行搅拌铸造而成。
5.根据权利要求4所述的汽车刹车盘用铝基复合材料，其特征在于，所述含TiB2的铝复合材料中TiB2的平均粒径为0.5-2μm。
6.根据权利要求4所述的汽车刹车盘用铝基复合材料，其特征在于，所述SiC颗粒的平均粒径为2-10μm，纯度大于99％。
7.权利要求1-6任一项所述的汽车刹车盘用铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括：按照铝基复合材料的组分配比称取相应的原料，经过熔化、精炼、铸造成形和热处理工序，得到汽车刹车盘用铝基复合材料。
8.权利要求7所述的汽车刹车盘用铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
(1)先将纯铝熔化并加热到730-760℃保温，再按比例加入Al-20％Si或Al-50％Si、Al-20％Mn、Al-10％V、Al-10％TiB2和Al-10％Ti，待加入的合金熔化后，保温30-60分钟使组分均匀化，经除气精炼后降温至690-720℃，再加入镁锭，保温15-30分钟；
(2)在真空状态下，搅拌熔体的同时缓慢加入预热好的SiC颗粒，待SiC颗粒完全加入后继续搅拌30-45分钟，熔体温度保持在690-720℃；
(3)步骤(2)中的搅拌结束后，将熔体送入成形设备中进行成形；
(4)对成形后的铸件进行热处理，即得到汽车刹车盘用铝基复合材料。
9.权利要求8所述的汽车刹车盘用铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述SiC颗粒的平均粒径为2-10μm，纯度大于99％。
10.权利要求8所述的汽车刹车盘用铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述Al-10％TiB2中含有的TiB2的平均粒径为0.5-2μm。
11.权利要求8所述的汽车刹车盘用铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述汽车刹车盘用铝基复合材料的屈服强度大于300MPa，抗拉强度大于380MPa，延伸率大于6％，相对磨损率小于0.1％。
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