[0001] 本发明涉及刹车盘制备技术领域，具体为一种铝基复合材料分体式刹车盘制备工艺及其制备装置。

[0002] 刹车是汽车进行刹车制动和紧急制动的制动装置，刹车可分为盘刹和鼓刹，盘刹比鼓刹散热性好，且在高速制动状态下，不容易产生热衰退，所以其高速制动效果好，盘刹主要由刹车制动卡钳和刹车盘共同组成，其中刹车盘时一个圆形的盘子，是刹车的制动关键所在；汽车刹车盘需要在表面进行金属涂层处理，以减少制动粉尘，增加使用寿命、提升安全性，为适应刹车盘轻量化与耐磨化需求，汽车整体式灰铸件刹车盘在使用过程中存在的重量大、散热慢、寿命短、易生锈等问题，国内外现采用一种分体式刹车盘，由铸铁制动面和铝制中心盘通过联接方式组合而成，可降低重量30%左右。

[0003] 现有的铝制中心盘强度低，与铸铁制动面膨胀系数不同导致热传导速度（散热速度）也不同，使得材质较软的铝合金中心盘容易变形、甚至断裂，且灰铸件耐磨差易产生细颗粒物排放；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种铝基复合材料分体式刹车盘制备工艺及其制备装置。

[0017] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

[0018] 请参阅图1至图10，本发明提供的一种实施例：一种铝基复合材料分体式刹车盘制备工艺，包括以下步骤：S1：将中心盘502采用铝碳化硅铝基复合材料制成，且中心盘502中的SiC与灰铸铁膨胀系数接近，通过对中心盘502依次进行电磁搅拌融合反应、低压浇注工艺和T6时效热处理等加工方式，得到毛坯工件，后续通过机床对毛坯工件进行粗车加工和精车加工；
S2：将制备刹车圆盘501的HT250灰铸铁圆环形毛坯通过FNC加工中心进行粗车加
工与精车加工后，在通过超高速激光熔覆机对其表面进行激光熔覆操作，实现对刹车圆盘
501的表面进行强化，得到一层具有耐腐蚀和高强度的熔覆层504；
S3：其中激光熔覆粉沫配方质量比为C(0.5‑1.1%)、Cr(15‑20%)、B(3.5‑4.5%)、Si(3.5‑5.5%)、Fe(小于17%)、Ni(余量)，且粉沫粒度为150‑300目，超高速激光熔覆机的激光功率为6‑8KW,采用同轴送粉喷嘴，熔覆速度0.6‑3m/hr，沉积效率最高达500cm2/min,单层熔覆厚度为0.05‑0.25mm，单面熔覆时间为30‑60秒，以上的激光熔覆参数取决于刹刹车盘的直径尺寸与熔覆层504的厚度尺寸；
S4：将激光熔覆后的刹车圆盘501进行磨削，具体为，由两个彼此相对而置的砂轮对其中两侧的表面进行同步加工，可实现完美的平行度和精密的端面跳动要求，并将刹车盘厚薄差DTV降至最低；
S5：使用机床对分体式刹车盘中的连接铆钉503进行安装，使得刹车圆盘501与中
心盘502通过多个连接铆钉503进行铆接固定，保证每个连接铆钉503压紧力参数一致。

[0019] 请参阅图1至图3，一种铝基复合材料分体式刹车盘制备装置，包括超高速激光熔覆机，超高速激光熔覆机包括隔离防护机构1、驱动增温机构2、定位输送机构3和双向熔覆机构4，隔离防护机构1的内侧安装有驱动增温机构2，驱动增温机构2的内侧安装有多个定位输送机构3，驱动增温机构2的上端安装有双向熔覆机构4，隔离防护机构1包括防护安装箱101，防护安装箱101一端的内侧安装有上料口102和下料口103，下料口103位于上料口102的正上方，防护安装箱101的上端面固定安装有密封上盖104，密封上盖104上端面的中部固定安装有集烟管105，集烟管105的内侧固定设有风扇箱，使得集烟管105通过风扇箱能够对激光熔覆过程中产生的高温烟气进行抽取。

[0020] 请参阅图8和图9，双向熔覆机构4包括液压油缸402，液压油缸402与防护安装箱101固定连接，液压油缸402的两侧均设有供料箱401，液压油缸402的输出端固定安装有连接座410，连接座410的两端均滑动连接有传动座408，传动座408的上端设有软管，传动座
408与供料箱401通过软管贯通连接，供料箱401与防护安装箱101固定连接，传动座408的一侧滑动连接有熔覆喷头409，通过两个熔覆喷头409能够对刹车圆盘501的两侧均匀激光熔覆操作；
传动座408底端的内侧转动连接有传动套筒407，传动座408与传动套筒407之间设
有轴承，传动套筒407的一端转动连接有传动板403，其中一个传动板403的一侧固定安装有第三传动电机405，第三传动电机405的输出端贯穿其中一个传动板403并与其中一个传动套筒407固定连接，使得第三传动电机405通过传动套筒407带动刹车圆盘501在相邻两个弧形定位条304之间进行旋转；
两个传动板403远离传动套筒407一端的内侧安装有一个传动螺杆406，传动螺杆
406的一侧安装有两个导向横杆411，传动螺杆406的一端安装有第二传动电机404，第二传动电机404与防护安装箱101固定连接，第二传动电机404的输出端贯穿防护安装箱101并与传动螺杆406通过联轴器连接，两个传动板403、传动套筒407、传动座408和熔覆喷头409沿导向横杆411的轴线呈相向或相反方向滑动，熔覆喷头409的上端贯穿传动座408并与连接座410固定连接，使得液压油缸402通过连接座410带动熔覆喷头409相对于传动座408进行竖向调节，进而能够对旋转状态下刹车圆盘501的两侧进行均匀激光熔覆操作。

[0021] 请参阅图2至图5，驱动增温机构2包括隔温安装箱202，隔温安装箱202的上端固定安装有两个输送支撑板201，两个输送支撑板201与防护安装箱101固定连接，隔温安装箱202的内侧固定安装有多个增温座205，增温座205上端的内侧设有多个火焰喷头209，通过火焰喷头209能够对刹车圆盘501的两侧进行火焰喷射的方式加热操作，实现对刹车圆盘
501的两侧进行预热，提高激光熔覆的效果；
其中一个输送支撑板201的前端面固定安装有第一传动电机203，两个输送支撑板
201之间固定安装有两个腰型保持环208，两个腰型保持环208之间活动安装有一个传输链条207，传输链条207两端的内侧均安装有传动辊206，传动辊206的内侧固定安装有传动轴
204，第一传动电机203的输出端贯穿其中一个输送支撑板201并与其中一个传动轴204固定连接，传输链条207的两端与两个传动轴204通过传动辊206传动连接，传输链条207的传输方向为逆时针，传输链条207设置在输送支撑板201与腰型保持环208之间，通过传输链条
207能够同步对多个刹车盘组件5进行传输。

[0022] 请参阅图4至图7，定位输送机构3包括传动安装座301，传动安装座301与传输链条207固定连接，传动安装座301底端的内侧安装有横向连杆302，横向连杆302的两端均转动连接有导向滚珠303，多个横向连杆302的两端与两个腰型保持环208均通过导向滚珠303滚动连接，使得通过腰型保持环208对导向滚珠303和横向连杆302进行支撑导向，保持刹车圆盘501在传输过程中始终与传动轴204的轴线平行，提高对刹车圆盘501两侧的激光熔覆治质量；
传动安装座301一端的内侧滑动连接有两个弧形定位条304，两个弧形定位条304
之间安装有刹车盘组件5，弧形定位条304的一端安装有导向滑杆305，导向滑杆305一端的外侧滑动连接有限位盖306，限位盖306的一侧设有支撑弹簧307，传动安装座301一端的轴线与传动轴204的轴线平行，限位盖306与传动安装座301通过螺纹连接，导向滑杆305的一端贯穿限位盖306并与弧形定位条304通过螺纹连接，导向滑杆305与限位盖306通过支撑弹簧307连接，使得导向滑杆305在支撑弹簧307的支撑作用下带动相邻两个弧形定位条304对刹车圆盘501的侧边进行定位卡接，保持刹车圆盘501安装的稳定。

[0023] 请参阅图10，一种铝基复合材料分体式刹车盘，包括刹车盘组件5，刹车盘组件5包括刹车圆盘501，刹车圆盘501的内侧设有导风通道，刹车圆盘501的中部安装有中心盘502，中心盘502为铝碳化硅铝基基复合材料，中心盘502中SiC的体积分数为5‑20%，密度为2.82‑3
2.85g/cm，抗拉强度为540‑580Mpa，比刚度为34‑38E/P，膨胀系数为0.16‑0.17，刹车圆盘
501与中心盘502通过多个连接铆钉503固定连接，连接铆钉503为不锈钢铆钉，通过连接铆钉503能够对刹车盘进行分体式组装；
刹车圆盘501两侧的表面均设有熔覆层504，熔覆层504的厚度尺寸为0.05‑
0.25mm，熔覆层504的硬度为HRC55‑65，通过熔覆层504能够有效避免刹车圆盘501由于磨损而带来的细颗粒物排放情况。

[0024] 综上所述，将需要进行激光熔覆的刹车圆盘501通过上料口102放置在传动安装座301的内侧，传动安装座301一端的内侧商业导向滑杆305与限位盖306连接的支撑弹簧307，使得导向滑杆305在支撑弹簧307的支撑作用下带动相邻两个弧形定位条304对刹车圆盘
501的侧边进行定位卡接，保持刹车圆盘501安装的稳定，接通电源，启动第一传动电机203，使得第一传动电机203在防护安装箱101的支撑作用下通过传动辊206和传动轴204带动传输链条207在输送支撑板201与腰型保持环208之间进行转动，进而传输链条207通过定位输送机构3同步带动多个刹车圆盘501进行逆时针的传输；
多个横向连杆302的两端与两个腰型保持环208均通过导向滚珠303滚动连接，使
得通过腰型保持环208对导向滚珠303和横向连杆302进行支撑导向，保持刹车圆盘501在传输过程中始终与传动轴204的轴线平行，提高对刹车圆盘501两侧的激光熔覆治质量，当刹车圆盘501移至隔温安装箱202内侧时，增温座205通过火焰喷头209能够对刹车圆盘501的两侧进行火焰喷射的方式加热操作，实现对刹车圆盘501的两侧进行预热，提高激光熔覆的效果。

[0025] 当刹车圆盘501移至两个传动套筒407之间时，启动第二传动电机404，使得第二传动电机404在输送支撑板201的支撑作用下通过传动螺杆406带动两个传动板403相向移动，使得两个传动套筒407能够对刹车圆盘501进行贴合，进而传动板403通过传动套筒407和传动座408带动两个熔覆喷头409相对于连接座410水平滑动并与刹车圆盘501的两侧贴合，启动第三传动电机405，使得第三传动电机405在传动板403的支撑作用下通过传动套筒407带动刹车圆盘501在相邻两个弧形定位条304之间进行旋转；启动液压油缸402，使得液压油缸402在防护安装箱101的支撑作用下通过连接座
410带动熔覆喷头409相对于传动座408进行竖向调节，进而能够对旋转状态下刹车圆盘501的两侧进行均匀激光熔覆操作，有效保持刹车圆盘501两侧激光熔覆效果的一致，在激光熔覆后移动至下料口103处进行下料，实现对刹车圆盘501的全自动激光熔覆操作。

[0026] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。