汽車剎車盤用金屬型鑄造模具的UG設(shè)計及SiC-,p--Al復(fù)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(guān)系到車輛的行駛安全。目前廣泛使用的鑄鐵剎車盤導(dǎo)熱率低、易熱裂、耐磨性差，需要加以改進(jìn)。通過查閱國內(nèi)外大量相關(guān)資料，可以看出用重量輕、性能優(yōu)良的金屬基復(fù)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(fù)合材料汽車剎車盤具有重要意義。 針對SiCp/Al復(fù)合材料的

2、制備工藝發(fā)展現(xiàn)狀，SiCp/Al復(fù)合材料汽車剎車盤采用金屬型重力鑄造。在鑄造模具設(shè)計中，縮短設(shè)計周期、優(yōu)化鑄造工藝具有重要意義。由于Unigraphics軟件可以準(zhǔn)確、快速地三維設(shè)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(shè)計金屬型鑄造模具。根據(jù)設(shè)計的鑄造工藝方案，用Unigraphics軟件設(shè)計了剎車盤金屬型鑄造模具。經(jīng)過使用韓國Z-Cast軟件進(jìn)行鑄件充型、凝固過程數(shù)值模擬，結(jié)果證實(shí)，鑄件充型

3、平穩(wěn)，冒口補(bǔ)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(shè)計合理。 SiC/Al之間的潤濕性太差是制備SiCp/Al復(fù)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(jìn)行高溫氧化、硝酸鹽預(yù)處理。SiC顆粒預(yù)處理后，用攪拌鑄造法成功制備了SiC含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別為5％、10％和15％的SiCp/ZL114A復(fù)合材料。復(fù)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(fù)合材料試樣中生成了有利于增強(qiáng)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(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)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(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度為326MPa，屈服強(qiáng)度為305MPa，硬度為144HBS，伸長率為0.6％。與ZL114A合金