Fabrication Process and Defect Analysis of Al Matrix Composites for Automobile Brake Discs

Ni Jian; Yang Zhiyong; Zhai Qinghua; Hu Baojun; Song Haowen; Cao Yufei

doi:10.15980/j.tzzz.2024.03.009

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Fabrication Process and Defect Analysis of Al Matrix Composites for Automobile Brake Discs
Vol. 44, Issue 3, Pages: 339-343(2024)
Published： 20 March 2024 ，
DOI： 10.15980/j.tzzz.2024.03.009

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倪建，杨智勇，翟庆华，等. 汽车制动盘用铝基复合材料制备工艺及缺陷分析［J］. 特种铸造及有色合金，2024，44（3）：339-343.

NI J，YANG Z Y，ZHAI Q H，et al. Fabrication process and defect analysis of Al matrix composites for automobile brake discs［J］. Special Casting & Nonferrous Alloys，2024，44（3）：339-343.
倪建，杨智勇，翟庆华，等. 汽车制动盘用铝基复合材料制备工艺及缺陷分析［J］. 特种铸造及有色合金，2024，44（3）：339-343. DOI： 10.15980/j.tzzz.2024.03.009.

NI J，YANG Z Y，ZHAI Q H，et al. Fabrication process and defect analysis of Al matrix composites for automobile brake discs［J］. Special Casting & Nonferrous Alloys，2024，44（3）：339-343. DOI： 10.15980/j.tzzz.2024.03.009.

摘要

以分体式实心新能源汽车制动盘盘体为对象，依据ProCAST仿真结果，设计了良好的浇注工艺参数，浇注系统内添加半球形缓冲区域以实现顺序凝固，优化抽真空、充型及保压三阶段压力参数，确定保压时间为260 s、凝固时间为180 s，采用机械搅拌法铸出表面良好的制动盘盘体。对盘体内部进行缺陷分析，发现盘体内存在局部粗晶，过滤网前沿颗粒堆积达到30%（体积分数），过滤后基体内SiC含量仅为18%。将机械搅拌铸造工艺改为超声电磁复合搅拌后，盘体内粗大枝晶解理破碎，SiC颗粒弥散均匀且颗粒含量为20%，符合要求。

Abstract

Taking the brake disc of a split solid new energy vehicle as object， satisfied pouring process parameters were designed based on the ProCAST simulation results. A hemispherical buffer area was added into the pouring system to realize the sequence solidification， and the pressure parameters during the stage of vacuum pumping， filling and holding were optimized. The holding time and solidification time were determined as 260 s and 180 s， respectively， and the brake disc body with well surface was cast by mechanical stirring method. Defect analysis reveals that the local coarse dendrite crystals exist in the matrix， and the particle accumulation at the front of filter reaches 30% （volume fraction）， while the SiC content in the matrix after filtration is only 18%. After changing mechanical stirring to ultrasonic-electromagnetic stirring， coarse dendrites in the disc are broken， and SiC particles are evenly dispersed with content of 20%， within the technical category.

关键词

铝基复合材料缺陷分析超声电磁复合搅拌

Keywords

Al Matrix CompositesDefect AnalysisUltrasonic-electromagnetic Stirring

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