權(quán)利要求

1.雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤，其特征在于，包括摩擦件(1)和配合所述摩擦件(1)的非摩擦件(2)，所述摩擦件(1)的中央開設(shè)有貫穿所述摩擦件(1)的第一貫孔(3)，在所述非摩擦件(2)的中心開設(shè)有貫穿所述非摩擦件(2)的第二貫孔(7)，在所述非摩擦件(2)的下部邊緣圓周設(shè)置有多個弧形鍵(6)，在所述第一貫孔(3)對應(yīng)所述弧形鍵(6)的一側(cè)設(shè)置有與所述弧形鍵(6)等數(shù)的弧形槽(5)，所述弧形鍵(6)與所述弧形槽(5)通過固液鑄造嵌合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤，其特征在于，在所述非摩擦件(2)上繞所述第二貫孔(7)圓周開設(shè)有多個貫通所述非摩擦件(2)的小孔(8)，在所述摩擦件(1)上繞其中心圓周等距分布四組散熱孔組，每組散熱孔組包括四個散熱孔(4)，且同一組中的散熱孔(4)的圓心分布軌跡處于以第一貫孔(3)為基圓的漸開線上； 所述非摩擦件(2)和摩擦件(1)分別采用A(356)鋁合金材質(zhì)和SiCp/A(356)鋁合金材質(zhì)所制。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤，其特征在于，在所述弧形槽(5)和所述弧形鍵(6)之間還設(shè)置了軸向鎖定機(jī)構(gòu)； 所述軸向鎖定機(jī)構(gòu)包括固定在所述弧形鍵(6)下方的推塊(9)和設(shè)置于所述弧形槽(5)上并與所述推塊(9)相適配的卡合組件；在所述弧形鍵(6)的內(nèi)側(cè)開設(shè)有同所述卡合組件配合的卡口(14)。 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤，其特征在于，所述卡合組件包括活動設(shè)置在所述弧形槽(5)上的鎖板(10)、固定在所述鎖板(10)頂部并與所述卡口(14)配合的卡頭(13)、固定在所述鎖板(10)中心的楔形塊(12)、以及彈性連接所述鎖板(10)與所述摩擦件(1)的彈性結(jié)構(gòu)； 所述鎖板(10)在所述彈性結(jié)構(gòu)的約束下可沿著所述摩擦件(1)的徑向活動，所述推塊(9)與所述楔形塊(12)表面呈相互適配的三角狀。 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤，其特征在于，所述彈性結(jié)構(gòu)包括沿所述摩擦件(1)的徑向固定在所述鎖板(10)上的拉桿(20)、嵌合固定在所述摩擦件(1)中并與所述拉桿(20)同軸的固定筒(17)、以及套設(shè)在所述拉桿(20)上并彈性連接所述固定筒(17)的壓簧(19)； 在所述拉桿(20)遠(yuǎn)離所述鎖板(10)的一端設(shè)置有凸起，所述拉桿(20)與所述固定筒(17)滑動套合，所述壓簧(19)的一端抵接在所述凸起處，另一端抵接在所述固定筒(17)的開口處的內(nèi)壁上。 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤，其特征在于，所述摩擦件(1)的內(nèi)壁上開設(shè)有供所述固定筒(17)嵌合固定的套孔(18)，在所述鎖板(10)的兩側(cè)均固定有導(dǎo)桿(15)，摩擦件(1)的內(nèi)壁上開設(shè)有同所述導(dǎo)桿(15)滑動配合的導(dǎo)孔(16)。 7.如權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤的制造方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一，備料，取A356鋁合金粉作為非摩擦件的主要材料，再取10％的5μm的SiCp材料，90％的A356鋁合金材料作為摩擦件的材料； 步驟二，熔煉，包括非摩擦件材料的熔煉和摩擦件材料的熔煉； 非摩擦件材料的熔煉：將準(zhǔn)備的A356鋁合金材料預(yù)熱到250℃，然后放入真空度為10Pa的真空熔煉爐中熔煉，熔煉至溫度達(dá)到750℃；待材料完全為熔融狀態(tài)時采用電磁攪拌的方法處理10分鐘使材料分布均勻，然后進(jìn)行除渣處理并保溫20min； 摩擦件材料的熔煉：將的準(zhǔn)備A356鋁合金進(jìn)行預(yù)熱到300℃，然后放入真空度為10Pa真空熔煉爐中進(jìn)行熔煉，熔煉至溫度達(dá)到850℃；待材料完全為熔融狀態(tài)時，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10％的5μmSiC顆粒，采用機(jī)械攪拌的方法處理15分鐘使SiC顆粒在A356熔體中分布均勻，最后進(jìn)行除渣處理； 步驟三，澆鑄，在10Pa的真空狀態(tài)下，將熔煉完畢的非摩擦件材料快速澆鑄到已經(jīng)預(yù)熱好的汽車剎車盤模具型腔中，使剎車盤非摩擦件的厚度為55mm； 待材料溫度冷卻至580℃時通過外部機(jī)械壓力將非摩擦件內(nèi)圓周周圍沖壓成四個寬度為20mm、深度為12mm、弧度為45度的弧形槽； 再待A356鋁合金摩擦件材料溫度冷卻至120℃時，快速將摩擦件材料澆鑄至模具型腔內(nèi)并填滿，使摩擦件的厚度為30mm； 步驟四，熱處理，待鑄件冷卻后取出鑄件，然后在500℃下進(jìn)行熱壓處理，提高剎車盤雙金屬層結(jié)合度。 8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤的制造方法，其特征在于，所述步驟四中，還包括時效處理，所述時效處理時間為120min，時效溫度為200°，最后從爐空冷取出使之冷卻至室溫，得到成品雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤。

說明書

雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤及其制造方法

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種汽車零部件，具體是一種雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤及其制造方法。

背景技術(shù)

汽車剎車盤在汽車中的地位十分重要，汽車剎車盤是汽車制動系統(tǒng)的關(guān)鍵零件，汽車剎車盤的質(zhì)量直接影響到汽車的安全性能。現(xiàn)在一般采用鈦基合金、Si-Al合金、灰鑄鐵、鋁基復(fù)合材料等制備汽車剎車盤。目前，汽車輕量化是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)的重要手段，雖然以上材料制備汽車剎車盤能滿足汽車剎車盤的性能要求，但是存在質(zhì)量大、回收效率低等問題，不能滿足現(xiàn)階段的汽車輕量化要求。

鈦基合金汽車剎車盤材料的制備方法，是將各組分混合加熱制坯、將坯體置于N2和H2氣氛和真空泵的微波高溫爐中，高溫低真空下燒結(jié)，燒結(jié)完成后冷卻階段將爐內(nèi)抽至高真空，即制備得到鈦基合金汽車剎車盤材料。本發(fā)明將傳統(tǒng)的燒結(jié)工藝和熱處理工藝合并為一個工序，在燒結(jié)階段采用低真空，冷卻階段采用高真空，使得合金的氫含量降低，有效避免了氫脆現(xiàn)象。采用微波燒結(jié)技術(shù)和設(shè)備制備鈦基合金汽車剎車盤材料，快速、高效、簡單，且工藝易于控制、技術(shù)成熟，可用于工業(yè)生產(chǎn)。但制備成本相對較高。

通過分析現(xiàn)有汽車剎車盤的材料和制備方法可知，目前汽車剎車盤主要是采用鑄鐵鑄造而成；也有研究人員開發(fā)SiCp/A356鋁基復(fù)合材料、Si-Al合金、鈦基合金等材料的汽車剎車盤，通過粉末冶金成型，但是該方法工藝流程長、成本較高、難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。

目前，SiCp/A356鋁基復(fù)合材料是一種極具潛力的汽車剎車盤材料。該材料具有質(zhì)量輕、耐磨性好、導(dǎo)熱性高等優(yōu)點(diǎn)，但是SiCp/A356鋁基復(fù)合材料回收利用率極低。倘若剎車盤整體采用該材料制備，則容易造成極大的資源浪費(fèi)，而汽車剎車盤只有表面5-10mm厚度的需要由足夠的耐磨性，從而與剎車片形成摩擦副，剎車盤其他部分主要是起到支撐作用，因此，亟待開發(fā)一種表面耐磨，其他部分有足夠強(qiáng)度額輕質(zhì)汽車剎車盤。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤及其制造方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤，包括摩擦件和配合所述摩擦件的非摩擦件，所述摩擦件的中央開設(shè)有貫穿所述摩擦件的第一貫孔，在所述非摩擦件的中心開設(shè)有貫穿所述非摩擦件的第二貫孔，在所述非摩擦件的下部邊緣圓周設(shè)置有多個弧形鍵，在所述第一貫孔對應(yīng)所述弧形鍵的一側(cè)設(shè)置有與所述弧形鍵等數(shù)的弧形槽，所述弧形鍵與所述弧形槽通過固液鑄造嵌合。

本發(fā)明進(jìn)一步限定的方案：在所述非摩擦件上繞所述第二貫孔圓周開設(shè)有多個貫通所述非摩擦件的小孔，在所述摩擦件上繞其中心圓周等距分布四組散熱孔組，每組散熱孔組包括四個散熱孔，且同一組中的散熱孔的圓心分布軌跡處于以第一貫孔為基圓的漸開線上；

所述非摩擦件和摩擦件分別采用A鋁合金材質(zhì)和SiCp/A鋁合金材質(zhì)所制。

本發(fā)明再進(jìn)一步限定的方案：在所述弧形槽和所述弧形鍵之間還設(shè)置了軸向鎖定機(jī)構(gòu)；

所述軸向鎖定機(jī)構(gòu)包括固定在所述弧形鍵下方的推塊和設(shè)置于所述弧形槽上并與所述推塊相適配的卡合組件；在所述弧形鍵的內(nèi)側(cè)開設(shè)有同所述卡合組件配合的卡口。

本發(fā)明再進(jìn)一步限定的方案：所述卡合組件包括活動設(shè)置在所述弧形槽上的鎖板、固定在所述鎖板頂部并與所述卡口配合的卡頭、固定在所述鎖板中心的楔形塊、以及彈性連接所述鎖板與所述摩擦件的彈性結(jié)構(gòu)；

所述鎖板在所述彈性結(jié)構(gòu)的約束下可沿著所述摩擦件的徑向活動，所述推塊與所述楔形塊表面呈相互適配的三角狀。

本發(fā)明再進(jìn)一步限定的方案：所述彈性結(jié)構(gòu)包括沿所述摩擦件的徑向固定在所述鎖板上的拉桿、嵌合固定在所述摩擦件中并與所述拉桿同軸的固定筒、以及套設(shè)在所述拉桿上并彈性連接所述固定筒的壓簧；

在所述拉桿遠(yuǎn)離所述鎖板的一端設(shè)置有凸起，所述拉桿與所述固定筒滑動套合，所述壓簧的一端抵接在所述凸起處，另一端抵接在所述固定筒的開口處的內(nèi)壁上。

本發(fā)明再進(jìn)一步限定的方案：所述摩擦件的內(nèi)壁上開設(shè)有供所述固定筒嵌合固定的套孔，在所述鎖板的兩側(cè)均固定有導(dǎo)桿，摩擦件的內(nèi)壁上開設(shè)有同所述導(dǎo)桿滑動配合的導(dǎo)孔。

一種雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤的制造方法，包括如下步驟：

步驟一，備料，取A356鋁合金粉作為非摩擦件的主要材料，再取10％的5μm的SiCp材料，90％的A356鋁合金材料作為摩擦件的材料；

步驟二，熔煉，包括非摩擦件材料的熔煉和摩擦件材料的熔煉；

非摩擦件材料的熔煉：將準(zhǔn)備的A356鋁合金材料預(yù)熱到250℃，然后放入真空度為10Pa的真空熔煉爐中熔煉，熔煉至溫度達(dá)到750℃；待材料完全為熔融狀態(tài)時采用電磁攪拌的方法處理10分鐘使材料分布均勻，然后進(jìn)行除渣處理并保溫20min；

摩擦件材料的熔煉：將的準(zhǔn)備A356鋁合金進(jìn)行預(yù)熱到300℃，然后放入真空度為10Pa真空熔煉爐中進(jìn)行熔煉，熔煉至溫度達(dá)到850℃；待材料完全為熔融狀態(tài)時，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10％的5μmSiC顆粒，采用機(jī)械攪拌的方法處理15分鐘使SiC顆粒在A356熔體中分布均勻，最后進(jìn)行除渣處理；

步驟三，澆鑄，在10Pa的真空狀態(tài)下，將熔煉完畢的非摩擦件材料快速澆鑄到已經(jīng)預(yù)熱好的汽車剎車盤模具型腔中，使剎車盤非摩擦件的厚度為55mm；

待材料溫度冷卻至580℃時通過外部機(jī)械壓力將非摩擦件內(nèi)圓周周圍沖壓成四個寬度為20mm、深度為12mm、弧度為45度的弧形槽；

再待A356鋁合金摩擦件材料溫度冷卻至120℃時，快速將摩擦件材料澆鑄至模具型腔內(nèi)并填滿，使摩擦件的厚度為30mm；

步驟四，熱處理，待鑄件冷卻后取出鑄件，然后在500℃下進(jìn)行熱壓處理，提高剎車盤雙金屬層結(jié)合度。

本發(fā)明進(jìn)一步限定的方案：所述步驟四中，還包括時效處理，所述時效處理時間為120min，時效溫度為200°，最后從爐空冷取出使之冷卻至室溫，得到成品雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過設(shè)置呈漸開線分布的散熱孔能夠在剎車時將摩擦件摩擦減速所產(chǎn)生的熱量快速導(dǎo)出，實(shí)現(xiàn)高效散熱；弧形鍵和弧形槽通過固液鑄造嵌合使摩擦件和非摩擦件達(dá)到冶金結(jié)合效果，再利用花鍵進(jìn)行機(jī)械結(jié)合固定，實(shí)現(xiàn)機(jī)械與冶金結(jié)合固定效果，使剎車盤在承受劇烈的沖擊力、剪切力、摩擦力等外力的時候，摩擦件和非摩擦件之間依然能保持牢固的結(jié)合，滿足汽車復(fù)雜的工況對剎車盤的力學(xué)性能要求。

該方案首次將A356和SiCp/A356雙層鋁基復(fù)合材料技術(shù)運(yùn)用到汽車剎車盤的制備中來。因其表面的高耐磨性SiCp/A356鋁基復(fù)合材料，相較于鈦基合金汽車剎車盤材料，碳化硅復(fù)合材料具有更好的耐磨性。

相較于YH3216汽車剎車盤材料(主要材料灰鑄鐵)，A356合金材料強(qiáng)度較高，抗拉、抗壓、抗扭能力強(qiáng)，塑性較好。在汽車運(yùn)行過程中，外界沖擊和應(yīng)力作用下不易產(chǎn)生裂紋和折斷。從而減少維修成本和延長剎車盤的使用壽命。其次是A356和SiCp/A356雙層鋁基復(fù)合材料質(zhì)量較輕，減少了汽車輪轂的負(fù)載，從而減少了能源的消耗和汽車輪轂的磨損，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

由于SiCp/A356鋁基復(fù)合材料回收利用率不高(主要由于SiCp回收效率極低)，勢必導(dǎo)致當(dāng)汽車剎車盤達(dá)到使用壽命或者報(bào)廢時回收成本加大。而A356和SiCp/A356雙層鋁基復(fù)合材料主體為A356合金，回收利用效率很高。從而減少回收成本和資源浪費(fèi)。

通過特殊設(shè)計(jì)的呈漸開線分布的小孔，使剎車盤能夠在工作時快速地導(dǎo)出摩擦產(chǎn)生的熱量，從而迅速降低剎車盤的溫度，從而保證剎車盤在穩(wěn)定溫度范圍內(nèi)保持所需的使用性能。

相較于傳統(tǒng)的汽車剎車盤，該發(fā)明首次在在雙金屬鑄造過程中通過頂桿使其中一層金屬的方式使其出現(xiàn)凹槽，再從凹槽處澆鑄第二層金屬。這種方法使雙金屬的結(jié)合強(qiáng)度得到極大的提升。從而避免的因雙金屬結(jié)合不緊密帶來的性能不足。

附圖說明

圖1為一種實(shí)施例中雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中將摩擦件和非摩擦件拆開后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為另一實(shí)施例中雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為另一實(shí)施例中卡口和推塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為另一實(shí)施例中將鎖板從摩擦件中拆出后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖5中A處的局部放大圖。

圖7為圖5另一視角的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為另一實(shí)施例中彈性結(jié)構(gòu)和鎖板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-摩擦件；2-非摩擦件；3-第一貫孔；4-散熱孔；5-弧形槽；6-弧形鍵；7-第二貫孔；8-小孔；9-推塊；10-鎖板；11-插槽；12-楔形塊；13-卡頭；14-卡口；15-導(dǎo)桿；16-導(dǎo)孔；17-固定筒；18-套孔；19-壓簧；20-拉桿。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明涉及一種汽車用鋁基復(fù)合材料通風(fēng)制動盤，該制動盤采用SiCp/A356鋁基復(fù)合材料通過反重力鑄造方法制作而成，本發(fā)明的制動盤相較灰鑄鐵材質(zhì)的制動盤可以實(shí)現(xiàn)減重50％以上，同時因?yàn)樵摬牧陷^高的熱傳導(dǎo)能力和蓄熱能力，可以降低制動盤的摩擦溫升，并均勻化制動盤溫度分布，避免制動盤中形成大的熱應(yīng)力，防止裂紋萌生和擴(kuò)展。但該發(fā)明整體強(qiáng)度較低且回收效率低。

另外，本發(fā)明中的元件被稱為“固定于”或“設(shè)置于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個元件被認(rèn)為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實(shí)施方式。

請參閱圖1～圖2，作為本發(fā)明的一種實(shí)施例，所述雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤，包括摩擦件1和配合所述摩擦件1的非摩擦件2，所述非摩擦件2為半徑為40-60mm，高35-55mm的圓柱狀，在所述非摩擦件2的中心開設(shè)有貫穿所述非摩擦件2且半徑為20-30mm的第二貫孔7；

在所述非摩擦件2上繞所述第二貫孔7圓周開設(shè)有多個貫通所述非摩擦件2的小孔8，所述小孔8的半徑為8-12mm；在所述非摩擦件2的下部邊緣圓周設(shè)置有多個弧形鍵6，所述弧形鍵6寬度為2-30mm，深度為10-15mm，弧度為20-80°，所述非摩擦件2采用A356鋁合金材質(zhì)所制；

優(yōu)選地，所述弧形鍵6為四個，所述小孔8的數(shù)量為六個；

所述摩擦件1為半徑介于120-170mm，高度介于25-35mm之間的圓柱體，在所述摩擦件1的中央開設(shè)有貫穿所述摩擦件1且半徑為20-30mm的第一貫孔3，在所述摩擦件1上繞其中心圓周等距分布四組散熱孔組，每組散熱孔組包括四個散熱孔4，且同一組中的散熱孔4的圓心分布軌跡處于以第一貫孔3為基圓的漸開線上，散熱孔4的半徑為8-12mm；

在所述第一貫孔3對應(yīng)所述弧形鍵6的一側(cè)設(shè)置有與所述弧形鍵6等數(shù)的弧形槽5，所述弧形槽5的寬度為2-30mm，深度為10-15mm，弧度為20-80°，所述弧形鍵6與所述弧形槽5通過固液鑄造嵌合，且所述摩擦件1采用SiCp/A356鋁合金材質(zhì)所制。

該實(shí)施例中，通過設(shè)置呈漸開線分布的散熱孔4能夠在剎車時將摩擦件1摩擦減速所產(chǎn)生的熱量快速導(dǎo)出，實(shí)現(xiàn)高效散熱；弧形鍵6和弧形槽5通過固液鑄造嵌合使摩擦件1和非摩擦件2達(dá)到冶金結(jié)合效果，再利用花鍵進(jìn)行機(jī)械結(jié)合固定，實(shí)現(xiàn)機(jī)械與冶金結(jié)合固定效果，使剎車盤在承受劇烈的沖擊力、剪切力、摩擦力等外力的時候，摩擦件1和非摩擦件2之間依然能保持牢固的結(jié)合，滿足汽車復(fù)雜的工況對剎車盤的力學(xué)性能要求。

作為本發(fā)明的另一種實(shí)施例，請參閱圖3～圖8，在所述弧形槽5和所述弧形鍵6之間還設(shè)置了軸向鎖定機(jī)構(gòu)；

所述軸向鎖定機(jī)構(gòu)包括固定在所述弧形鍵6下方的推塊9和設(shè)置于所述弧形槽5上并與所述推塊9相適配的卡合組件；在所述弧形鍵6的內(nèi)側(cè)開設(shè)有同所述卡合組件配合的卡口14。

在該實(shí)施例中，當(dāng)通過弧形槽5和弧形鍵6配合將非摩擦件2和摩擦件1結(jié)合在一起時，通過推塊9帶動卡合組件讓位；在非摩擦件2和摩擦件1完全結(jié)合后，卡合組件復(fù)位并與弧形鍵6內(nèi)側(cè)的卡口14卡合，從而能有效防止摩擦件1和非摩擦件2在軸向上發(fā)生脫離。

作為本發(fā)明的再一種實(shí)施例，所述卡合組件包括活動設(shè)置在所述弧形槽5上的鎖板10、固定在所述鎖板10頂部并與所述卡口14配合的卡頭13、固定在所述鎖板10中心的楔形塊12、以及彈性連接所述鎖板10與所述摩擦件1的彈性結(jié)構(gòu)；

所述鎖板10在所述彈性結(jié)構(gòu)的約束下可沿著所述摩擦件1的徑向活動，所述推塊9與所述楔形塊12表面呈相互適配的三角狀。

在該實(shí)施例中，在將非摩擦件2裝入到摩擦件1中時，通過弧形鍵6與弧形槽5配合，使得推塊9擠壓楔形塊12，驅(qū)使鎖板10帶動卡頭13沿著摩擦件1的徑向往摩擦件1的中心處活動，使彈性結(jié)構(gòu)儲存彈性勢能；

在非摩擦件2完全與摩擦件1結(jié)合時，推塊9恰好越過楔形塊12，彈性結(jié)構(gòu)釋放彈性勢能，使鎖板10沿著摩擦件1的徑向復(fù)位，從而將卡頭13卡入到卡口14中，從軸向上對摩擦件1和非摩擦件2固定。

作為本發(fā)明的又一種實(shí)施例，所述彈性結(jié)構(gòu)包括沿所述摩擦件1的徑向固定在所述鎖板10上的拉桿20、嵌合固定在所述摩擦件1中并與所述拉桿20同軸的固定筒17、以及套設(shè)在所述拉桿20上并彈性連接所述固定筒17的壓簧19；

在所述拉桿20遠(yuǎn)離所述鎖板10的一端設(shè)置有凸起，所述拉桿20與所述固定筒17滑動套合，所述壓簧19的一端抵接在所述凸起處，另一端抵接在所述固定筒17的開口處的內(nèi)壁上。

在該實(shí)施例中，在鎖板10帶動卡頭13沿著摩擦件1的徑向往摩擦件1的中心處活動時，拉桿20不斷從固定筒17中滑出，使壓簧19在凸起和固定筒17的開口處之間不斷被壓縮，儲存彈性勢能。

作為本發(fā)明的又一種實(shí)施例，所述摩擦件1的內(nèi)壁上開設(shè)有供所述固定筒17嵌合固定的套孔18，在所述鎖板10的兩側(cè)均固定有導(dǎo)桿15，摩擦件1的內(nèi)壁上開設(shè)有同所述導(dǎo)桿15滑動配合的導(dǎo)孔16。

在該實(shí)施例中，通過導(dǎo)桿15和導(dǎo)孔16配合對鎖板10的軸向自由度進(jìn)行約束，可防止鎖板10帶動卡頭13和楔形塊12繞拉桿20轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明還提供了如上述實(shí)施例所述的雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤的制造方法，包括如下步驟：

步驟一，備料，取A356鋁合金粉作為非摩擦件的主要材料，再取10％的5μm的SiCp材料，90％的A356鋁合金材料作為摩擦件的材料；

步驟二，熔煉，包括非摩擦件材料的熔煉和摩擦件材料的熔煉；

非摩擦件材料的熔煉：將準(zhǔn)備的A356鋁合金材料預(yù)熱到250℃，然后放入真空度為10Pa的真空熔煉爐中熔煉，熔煉至溫度達(dá)到750℃；待材料完全為熔融狀態(tài)時采用電磁攪拌的方法處理10分鐘使材料分布均勻，然后進(jìn)行除渣處理并保溫20min；

摩擦件材料的熔煉：將的準(zhǔn)備A356鋁合金進(jìn)行預(yù)熱到300℃，然后放入真空度為10Pa真空熔煉爐中進(jìn)行熔煉，熔煉至溫度達(dá)到850℃；待材料完全為熔融狀態(tài)時，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10％的5μmSiC顆粒，采用機(jī)械攪拌的方法處理15分鐘使SiC顆粒在A356熔體中分布均勻，最后進(jìn)行除渣處理；

步驟三，澆鑄，在10Pa的真空狀態(tài)下，將熔煉完畢的非摩擦件材料快速澆鑄到已經(jīng)預(yù)熱好的汽車剎車盤模具型腔中，使剎車盤非摩擦件的厚度為55mm；

待材料溫度冷卻至580℃時通過外部機(jī)械壓力將非摩擦件內(nèi)圓周周圍沖壓成四個寬度為20mm、深度為12mm、弧度為45度的弧形槽；

再待A356鋁合金摩擦件材料溫度冷卻至120℃時，快速將摩擦件材料澆鑄至模具型腔內(nèi)并填滿，使摩擦件的厚度為30mm；

步驟四，熱處理，待鑄件冷卻后取出鑄件，然后在500℃下進(jìn)行熱壓處理，提高剎車盤雙金屬層結(jié)合度；最后進(jìn)行時效處理，時間為120min，時效溫度為200°，最后從爐空冷取出使之冷卻至室溫。最后得到成品雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個實(shí)施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

雙層鋁基復(fù)合材料汽車剎車盤及其制造方法.pdf