阅读说明：本技术 钎焊式铝制制动盘及其制作方法 (Brazing type aluminum brake disc and manufacturing method thereof ) 是由 李珮豪 彭波 于 2020-06-05 设计创作，主要内容包括：本发明属于机动车制动器技术领域,尤其涉及一种钎焊式铝制制动盘,包括：(1)转子体,为一由铝或铝合金制成的带帽圆盘,带帽圆盘包括圆盘、位于圆盘中心并带有中心孔的帽；(2)摩擦环,由铝基复合材料制成的圆环,转子体的圆盘两侧表面分别与摩擦环连接；(3)铝钎焊材料层,设置在转子体与摩擦环的连接面之间,通过钎焊工艺将转子体和摩擦环连接；其中,摩擦环的铝基复合材料为硬质颗粒增强铝合金复合材料。本发明还提供了一种钎焊式铝制制动盘的制作方法。本发明的有益效果是：实现了制动盘轻量化目的,总体提高了制动盘连接强度；制作工艺简单可靠,降低了铝基复合材料的用量,进而降低了产品成本。(The invention belongs to the technical field of motor vehicle brakes, and particularly relates to a brazing type aluminum brake disc, which comprises: (1) the rotor body is a disc with a cap made of aluminum or aluminum alloy, and the disc with the cap comprises a disc and a cap which is positioned in the center of the disc and is provided with a central hole; (2) the friction ring is a circular ring made of an aluminum-based composite material, and the surfaces of the two sides of the circular disc of the rotor body are respectively connected with the friction ring; (3) the aluminum brazing material layer is arranged between the connecting surface of the rotor body and the friction ring, and the rotor body and the friction ring are connected through a brazing process; wherein, the aluminum-based composite material of the friction ring is a hard particle reinforced aluminum alloy composite material. The invention also provides a manufacturing method of the brazing type aluminum brake disc. The invention has the beneficial effects that: the purpose of light weight of the brake disc is realized, and the connection strength of the brake disc is improved overall; the preparation process is simple and reliable, and the dosage of the aluminum matrix composite material is reduced, so that the product cost is reduced.)

钎焊式铝制制动盘及其制作方法

技术领域

本发明属于机动车制动器技术领域，尤其涉及一种钎焊式铝制制动盘及其制作方法。

背景技术

燃油机动车辆为提高燃油经济性、电动和混合动力车辆为增加行程量，一直提倡机动车辆的轻量化，例如铝制发动机、热交换器等组件方面，已部分或全部实现了铝质化。

机动车辆的制动装置是车辆的必备装置，制动装置的制动盘最为常用的是廉价的铸铁制动盘，但是铸铁制动盘非常重，由于铝材质轻，导热性良好，人们已经考虑用铝或铝合金材料来替代铸铁材料，但是铝属于软质材料，在高速或重载下不能承受刹车片的刮擦，因此，在制动盘材料上不能简单的以铝材料代替铸铁材料，目前在铝制制动盘方面已经进行了很多研究和努力。

专利US 5544726提供的“风道制动转子”中，提出SiC-铝基复合材料的制动盘，采用分叉式径向冷却通道，实现了制动期间的平衡的热传导，这类制动盘结构复杂，制作难度很高，材料成本高昂。

专利US 20030070891提供的“金属基复合材料的模制品和该制品的制作方法”中，使用了注射铸造法，通过注射缸中放入铝基复合材料和铝合金熔体两种熔体，使制作出的制动盘的圆盘部位(与刹车片接触部位)为铝基复合材料，帽部位为铝合金，虽然帽部位以铝合金代替昂贵的铝基复合材料降低了一定成本，但对于要求造型复杂的制动盘(例如风道式制动盘)极大的增加模具成本，并且由于铝合金与铝基复合材料之间存在热膨胀系数差异，因此存在帽与盘的连接界面处出现开裂的隐患。

专利US 6290032提供的“摩擦-磨损铝零件和相关方法”中，以铝制制动盘的摩擦部位为底层，在底层上喷涂铝和不锈钢的混合摩擦-磨损涂层，例如采用热电弧喷涂工艺，使得铝材料转子具有合理的耐磨性，但是，当转子处于高热载荷反复冲击下，因热膨胀系数失谐，涂层将与铝制底层产生剥离，因此只能在低温和低载荷下使用，使用范围受到限制。

专利US 9562578提供的“多样材料制造的制动盘和制造方法”中，制动盘的帽部位是铝材料，而转子部位是铸铁材料，未完全实现轻量化的目标。

由于当前铝制制动盘存在上述种种缺陷，因此，铝制制动盘的改进仍存在较大的空间。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种钎焊式铝制制动盘及其制作方法，得到的制动盘可应用于有轨车辆、货车、轿车和机械装置的制动装置，制作工艺简单可靠，降低了铝基复合材料的用量，产品成本低。

为了实现上述目的，本发明提供了一种钎焊式铝材料制动盘，包括：

转子体，由铝或铝合金制成的带帽圆盘，带帽圆盘包括圆盘、位于圆盘中心并带有中心孔的帽；

摩擦环，由铝基复合材料制成的圆环，转子体的圆盘两侧表面分别与摩擦环连接；

铝钎焊材料层，设置在转子体与摩擦环的连接面之间，通过钎焊工艺将转子体和摩擦环连接；

其中，摩擦环的铝基复合材料为硬质颗粒增强铝合金复合材料。

优选地，硬质颗粒增强铝合金复合材料中，硬质增强颗粒的含量为铝合金复合材料总重量的5-30wt％，粒度为1-400μm，硬质增强颗粒的莫氏硬度不低于8。

优选地，硬质增强颗粒为氧化物、碳化物、硼化物中的至少一种；进一步优选地，氧化物选自Al₂O₃、SiO₂、TiO₂，碳化物选自WC、SiC、TiC，硼化物选自TiN、Si₃N₄、AlN。

优选地，硬质增强颗粒为SiC。

优选地，铝钎焊材料层中的铝钎焊材料包括氟化物钎剂和硅铝合金焊接材料，其中氟化物钎剂是由AlF₃与KF摩尔比为44.5:55.5构成的氟铝酸钾混合盐，硅铝合金焊接材料为含硅2-12wt％的硅铝合金，其初熔点为577℃。

优选地，摩擦环使用粉末冶金法、压力铸造法、重力铸造法、搅拌熔铸法、无压渗透法、喷射沉积法等中的任一种方法制得；转子体采用砂型法、压力铸造、注射法等中任一种方法制得。

本发明还提供了一种钎焊式铝材料制动盘的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：提供预定尺寸和形状的铝基复合材料的摩擦环；

步骤2：将摩擦环钎焊连接面上的铝质材料进行蚀刻，使硬质增强颗粒的出露尺寸达到其平均颗粒粒径的1/3-2/3；

步骤3：被侵蚀的摩擦环的连接面表面上涂覆铝钎焊材料；

步骤4：提供预定尺寸和形状的铝或铝合金制转子体；

步骤5：将带铝钎焊材料摩擦环的连接面与转子体的两个连接面相互接触，组装在一起构成钎焊组件；

步骤6：将钎焊组件放置在钎焊炉中的工作台上加热，使铝钎焊材料熔化，将转子体和摩擦环连接在一起；

步骤7：从炉中取出钎焊制动盘，冷却后经修磨即获得本发明的铝材料制动盘。

本发明的步骤3中，铝钎焊材料的涂布量为60-80g/m²。

本发明的步骤6中，钎焊条件优选但不限于氮气气氛、605-610℃、保温5分钟；也可以根据实际情况选择火焰钎焊、盐浴钎焊或真空钎焊，均可实现本发明。

本发明的步骤2中，将带防腐胶层的摩擦环放入到蚀刻液中浸泡，直到钎焊连接面上的铝质材料被侵蚀。蚀刻液可选用碱性蚀刻液或酸性蚀刻液使硬质增强颗粒露出。

本发明的步骤2中，采用蚀刻液对摩擦环蚀刻，将摩擦环放入到蚀刻液中浸泡，直到钎焊连接面上的铝质材料被侵蚀；优选地，摩擦环在蚀刻液中浸泡之前，在摩擦环除钎焊连接面外的所有表面涂覆防腐胶层，进行步骤3在摩擦环的连接面表面上放置铝钎焊材料之前，用水冲洗摩擦环，除掉防腐胶层。

作为本发明碱性蚀刻液的优选，其组分包括：氢氧化钠30-40g/L、磷酸钠5-20g/L、葡萄糖酸钠5g/L、二水合柠檬酸钠3g/L、甘油5g/L、三乙醇胺5g/L、硼酸5g/L、尿素2g/L，表面活性剂1g/L。

或者，蚀刻液为酸性蚀刻液，包括：三氯化铁100-150g/L、盐酸350-450ml/L。

需要说明的是，步骤2的蚀刻可以采用其他配方的蚀刻液，也可以采用其它蚀刻技术，例如电解、电火花、激光等蚀刻工艺。凡是能实现硬质增强颗粒蚀刻露出的方法或蚀刻液均属于本发明的保护范围，并不限于上述碱性蚀刻液或酸性蚀刻液，其组成和含量也不被限制。

铝基复合材料为硬质颗粒增强铝合金复合材料，其中，硬质增强颗粒为氧化物、碳化物、硼化物中的至少一种，硬质增强颗粒的含量为铝合金复合材料总重量的5-30％，颗粒的粒度为1-400μm。

本发明的有益效果是：铝或铝合金质的转子体保证了制动盘的高机械强度，铝基复合材料的摩擦环作为摩擦面为制动盘提供了高耐磨性，实现了强度与耐磨性的有效结合；由铝材料整体制成的制动盘实现了轻量化目的；此外，在本发明制作方法中，摩擦环连接面通过蚀刻出露的增强颗粒，使摩擦环与钎焊材料之间的焊接连接界面，朝向摩擦环内部迁移，使得钎焊后在摩擦环铝材料与铝钎焊材料之间构成冶金粘接的同时，陶瓷颗粒材料以其平均粒径的1/3-2/3嵌入铝钎焊材料，实现了摩擦环与铝钎焊材料的机械啮合，附加提高了钎焊连接界面抗剪切强度，总体提高了制动盘连接强度；此外，制作工艺简单可靠，且降低了铝基复合材料的用量，进而降低了产品成本。

附图说明

图1为本发明钎焊式铝制制动盘制作流程的步骤1；

图2为本发明钎焊式铝制制动盘制作流程的步骤2；

图3为本发明钎焊式铝制制动盘制作流程的步骤3；

图4为本发明钎焊式铝制制动盘制作流程的步骤4；

图5为本发明钎焊式铝制制动盘制作流程的步骤5；

图6为本发明钎焊式铝制制动盘制作流程的步骤6；

图7为本发明钎焊式铝制制动盘制作工艺流程7；

图8为本发明钎焊式铝制制动盘制作流程的步骤8；

图9为对比例中制动盘的摩擦环-铝钎焊材料-转子体的焊接截面，其中，铝基复合材料未经历侵蚀工艺；

图10为实施例4制动盘的摩擦环-铝钎焊材料-转子体的焊接截面，其中，铝基复合材料经历了侵蚀工艺。

图中，1-转子体；2-摩擦环；3-铝钎焊材料；4-防腐胶层；5-容器；6-蚀刻液；7-蚀刻层；8-钎焊炉；9-工作台；10-制动盘；11-硬质增强颗粒；12-连接界面。

具体实施方式

下面参见附图对本发明予以详述，在此提供的附图只是为了说明本发明，而不对本发明构成任何限制。本发明中如不特别说明，涉及的百分含量均为重量百分含量。

以下将描述本发明的钎焊式铝制制动盘的组成。

本发明钎焊式铝制制动盘包括摩擦环、转子体、铝钎焊材料层。其中：

一、摩擦环

在转子体的上下表面分别设置该摩擦环，本发明的摩擦环使用铝基复合材料，在此使用的术语“铝基复合材料”是指基质为铝或铝合金、增强相为硬质增强颗粒的铝基复合材料，在铝基质中均匀分散硬质增强颗粒，可以增强复合材料的强度和耐磨性，降低制动盘在制动期间的磨损。

在铝基复合材料中，所使用的硬质增强颗粒的类别可以择自于氧化物(例如Al₂O₃、SiO₂和TiO₂)、碳化物(例如WC、SiC和TiC)和硼化物(例如TiN、Si₃N₄和AlN)中的一种及以上，尽管本发明对硬质增强颗粒的类型不做限制，但优选硬质增强颗粒是莫氏硬度不低于8，从可获取性和实用性来讲优选碳化硅；从降低对摩擦对偶(即刹车片)的磨损，同时具有充分的耐磨性出发，优选在铝基复合材料总重量基础上，碳化硅颗粒的含量为5-30％，碳化硅颗粒的粒度为1-400μm。

铝基复合材料的基质材料为铝或铝合金基质材料，可以使用已知技术的任意铝或铝合金作为基质材料。但是，由于本发明制动盘采用钎焊法制作，因此，所选择的基质铝合金必须具有钎焊性，将要求铝合金的固相线温度高于铝钎焊材料的熔化温度，例如至少超过20℃，例如采用BAlSi-系列铝钎焊材料，适合钎焊的典型铝合金包括3003、3004、1100、5005、5050、6063等。本发明并不对所使用的基质铝合金进行限制，但因铝制制动盘的在制动期间要承受高温，因此，优选基质铝材料属于高温强度的类型，这类具有高温强度性能的铝合金，可以通过在铝中合并入某些特定元素，通过形成金属间化合物来提高高温性能，例如加入一类或以上的Cr、Mn、V、Mo、W、Co、Ni、Fe、Ti、Zr、Hf、Nb、含Y的稀土金属或混合稀土元素，使用特种铝合金。

铝基复合材料的制作方法包括各种已知技术，例如粉末冶金法、压力铸造法、重力铸造法、搅拌熔铸法、无压渗透法和喷射沉积法等，本发明可以根据要求任选其中一种方法制作出摩擦环。

二、转子体

本发明钎焊式铝制制动盘的转子体，参见图5所示的转子体1的截面形状，转子体包括由铝或铝合金制成的带帽圆盘，带帽圆盘包括帽和圆盘，帽上设有中心孔，中心孔将穿入车轴，通过螺纹孔(未表示)牢固的固定于车轴。在帽包括的中心孔的对立端，沿着径向延伸构成一个圆盘，圆盘的两个侧面为钎焊连接面，将与一对摩擦环钎焊连接，构成钎焊式铝制制动盘。

本发明的铝制转子体可以呈现出各种常规的任何形状，体现出附加的功能和效果，不受附图所示的形状限制。

转子体由铝或铝合金材料制成，可以使用已知技术的任意铝或铝合金制成转子体。但是，由于本发明制动盘采用钎焊法制作，因此，所选择的铝合金必须具有钎焊性，将要求铝合金的固相线温度必须高于铝钎焊材料的熔化温度，例如至少超过20℃，例如采用BAlSi-系列铝钎焊材料，适合钎焊的典型铝合金包括3003、3004、1100、5005、5050、6063等。本发明并不对所使用的铝或铝合金类型进行限制，但因铝制制动盘的在制动期间要承受高温，因此，优选铝材料将属于高温强度的类型，这类具有高温强度性能的铝合金，可以通过在铝中合并入某些特定元素，通过形成金属间化合物来提高高温性能，例如加入一类或以上的Cr、Mn、V、Mo、W、Co、Ni、Fe、Ti、Zr、Hf、Nb、含Y的稀土金属或混合稀土元素，使用特种铝合金。

从性价比出发，本发明的铝制转子体可以采用常规的铸造法制作，例如砂型法、压力铸造、注射法等，可以选择任意一种方法予以铸造，随后进行精加工。

三、铝钎焊材料层

设置在转子体与摩擦环的连接面之间，通过钎焊工艺将转子体和摩擦环连接。

本发明铝钎焊材料层的铝钎焊材料由氟化物钎剂(Nocolok钎剂)和硅铝合金焊接材料组成，铝钎焊材料用于通过钎焊工艺来连接转子体和摩擦环。

铝钎焊材料中的氟化物钎剂，例如是由KF-AlF₃系构成的氟铝酸钾混合盐，它是由两个中间化合物KAlF₄-K₃AlF₆间的共晶点组成的混盐(AlF₃与KF摩尔比为44.5:55.5)，共晶点温度为565℃。

铝钎焊材料中的硅铝合金材料例如含硅2-12wt％的硅铝合金，其初熔点为577℃。

在加热时，氟铝酸钾钎剂(450-560℃)首先熔化，破除和分解转子体和摩擦环二者连接面表面的氧化膜以及Al-Si合金焊接材料表面上的氧化膜，并对铝材料提供润湿性；当升温至约577℃时，Al-Si硅合金开始熔化，在进一步升温至590-610℃左右时，熔化Al-Si合金层与转子体和摩擦环构成冶金结合，冷却后构成牢固焊接。

可以按两种形式提供铝钎焊材料：

1、氟化物钎剂粉末涂覆于预定厚度的Al-Si合金箔上，放置于转子体与摩擦环焊接部位，投入钎焊；

2、氟化物钎剂粉末、Al-Si合金粉末、粘合剂和溶剂制成膏状，形成钎焊膏，将膏涂覆于摩擦环或转子体任意一方的焊接部位，投入钎焊。

铝钎焊材料的各种组分、成分组成和使用方法是已知技术，可以便利的使用商业产品，例如霍尼韦尔生产的膏状钎剂AL-FLUX 028。

本发明进一步提出一种钎焊式铝材料制动盘的制作方法，其制作方法可以由图1-8所示的制作工艺流程图说明，其步骤包括：

步骤1：提供预定尺寸和形状的铝基复合材料的摩擦环2(按图1所示)；

步骤2：摩擦环2除钎焊连接面外的所有表面涂覆防腐胶层4；(按图2所示)；

步骤3：将带胶层摩擦环2放置入含蚀刻液6(酸性或碱性溶液)的容器5中浸泡，直到钎焊连接面上的铝质材料被侵蚀，使硬质增强颗粒11的出露尺寸达到其平均颗粒粒径的1/3-2/3(按图3所示)；

步骤4：用水冲洗摩擦环2，除掉防腐胶层4，获得带有蚀刻层7的侵蚀摩擦环2，在摩擦环2的连接面表面上放置铝钎焊材料3(按图4所示)；

步骤5：提供预定尺寸和形状的铝或铝合金制转子体1(按图5所示)；

步骤6：将铝钎焊材料3摩擦环2连接面与转子体1的连接面相互接触，组装在一起构成钎焊组件(按图6所示)；

步骤7：将钎焊组件放置在钎焊炉8中的工作台9上加热，使铝钎焊材料3熔化，将转子体1和摩擦环2连接在一起(按图7所示)；

步骤8：从炉中取出钎焊制动盘10，冷却后经修磨后即获得本发明的铝材料制动盘10(按图8所示)。

如果使用机械蚀刻方法，则在蚀刻前不需要在摩擦环2表面涂覆防腐胶层4，蚀刻后也不需要除掉防腐胶层4的工序，可根据实际蚀刻方法进行选择。

下面通过具体实施例对本发明的制作方法进行解释说明，参照图1-图10。

实施例1：

用压力铸造法、铝基复合材料制作出外径Φ310×内径Φ160×厚度3mm的一对环形摩擦环2，铝基复合材料包括的铝基质材料为6063铝合金，其熔点655℃以上，使用的硬质增强颗粒11材料为碳化硅(SiC)，碳化硅的平均颗粒粒径为80μm，碳化硅含量为铝基复合材料总重量的12wt％。

将该摩擦环2除钎焊连接面外的所有表面涂覆电镀绝缘胶，本实施例使用博恩电子材料商行的品牌“巨能”。

将表面涂覆的摩擦环2投放入酸性蚀刻液6的容器5中，蚀刻液6包括：三氯化铁100-150g/L、盐酸350-450ml/L，在50-55℃条件下浸泡搅拌约55秒-75秒，使摩擦环2的铝基质材料被蚀刻掉约20μm，即出露出的SiC的高度约40μm。

用自来水冲洗蚀刻摩擦环2，剥落掉防腐胶层4绝缘胶，在获得的侵蚀摩擦环2的蚀刻层7上，涂覆铝钎焊材料，铝钎焊材料的涂布量为60g/m²，使用的铝钎焊材料为霍尼韦尔的品牌HON 028-55。

用压力铸造法制备出外径Φ310×中心孔Φ65×盘厚16mm×总高度47mm的转子体1，转子体1使用6063铝合金，在铸造后经精加工获得要求的尺寸和形状。

按图7所示，将带有铝钎焊材料的摩擦环2，按箭头方向与转子体1的连接面对接接触，组装成制动盘10钎焊组装集成。

在钎焊炉8中的工作台9上加热制动盘10钎焊组装集成，钎焊条件为氮气气氛、605-610℃、保温5分钟；在降温至400℃后从炉中取出冷却；冷却后的制动盘10经历最后的精加工，获得成品制动盘10。

由于铝钎焊材料与摩擦环2的基质铝合金和转子体1铝合金之间存在元素梯度差异，在钎焊期间产生了元素的相互扩散，实现了冶金粘接，获得了可靠的粘接。

实施例2：

用重力铸造法、铝基复合材料制作出外径Φ310×内径Φ160×厚度3mm的一对环形摩擦环2，铝基复合材料包括的铝基质材料为3004铝合金，并加入铝合金总量1％的Cr来进一步提高高温强度和硬度，使用的硬质增强颗粒11材料为二氧化硅(SiO₂)，二氧化硅的平均颗粒粒径为50μm，二氧化硅含量为铝基复合材料总重量的5wt％。

将摩擦环2安装于垂直主轴上，随后将摩擦环2埋入桶装的40目刚玉砂中，以200转/分钟旋转摩擦环2三分钟，取出后，测得相对软质铝被磨除约20μm，即二氧化硅出露高度约20μm。

在获得的侵蚀摩擦环2的蚀刻层7上，涂覆铝钎焊材料，铝钎焊材料的涂布量为80g/m²，使用的铝钎焊材料为霍尼韦尔的品牌HON 028-55。

用注射法制备出外径Φ310×中心孔Φ65×盘厚16mm×总高度47mm的转子体1，转子体1使用3004铝合金，在铸造后经精加工获得要求的尺寸和形状。

按图7所示，将带有铝钎焊材料的摩擦环2，按箭头方向与转子体1的连接面对接接触，组装成制动盘10钎焊组装集成。

在钎焊炉8中的工作台9上加热制动盘10钎焊组装集成，钎焊条件为氮气气氛、605-610℃、保温5分钟；在降温至400℃后从炉中取出冷却；冷却后的制动盘10经历最后的精加工，获得成品制动盘10。

由于铝钎焊材料与摩擦环2的基质铝合金和转子体1铝合金之间存在元素梯度差异，在钎焊期间产生了元素的相互扩散，实现了冶金粘接，获得了可靠的粘接。

实施例3：

用压力铸造法、铝基复合材料制作出外径Φ310×内径Φ160×厚度3mm的一对环形摩擦环2，铝基复合材料包括的铝基质材料为3004铝合金，使用的硬质增强颗粒11材料为碳化硅(SiC)，碳化硅的平均颗粒粒径为360μm，碳化硅含量为铝基复合材料总重量的30wt％。

将该摩擦环2除钎焊连接面外的所有表面涂覆电镀绝缘胶，本实施例使用博恩电子材料商行的品牌“巨能”。

将表面涂覆的摩擦环2投放入碱性蚀刻液6的容器5中，蚀刻液6包括：氢氧化钠30-40g/L、磷酸钠5-20g/L、葡萄糖酸钠5g/L、二水合柠檬酸钠3g/L、甘油5g/L、三乙醇胺5g/L、硼酸5g/L、尿素2g/L和1g/L表面活性剂，在40-55℃条件下浸泡约4-6分钟，使摩擦环2的铝基质材料被蚀刻掉约120μm，即出露出的SiC的高度约120μm。

用自来水冲洗蚀刻摩擦环2，剥落掉防腐胶层4绝缘胶，在获得的侵蚀摩擦环2的蚀刻层7上，涂覆铝钎焊材料，铝钎焊材料的涂布量为75g/m²，使用的铝钎焊材料为霍尼韦尔的品牌HON 028-55。

用压力铸造法制备出外径Φ310×中心孔Φ65×盘厚16mm×总高度47mm的转子体1，转子体1使用3004铝合金，在铸造后经精加工获得要求的尺寸和形状。

按图7所示，将带有铝钎焊材料的摩擦环2，按箭头方向与转子体1的连接面对接接触，组装成制动盘10钎焊组装集成。

在钎焊炉8中的工作台9上加热制动盘10钎焊组装集成，钎焊条件为氮气气氛、605-610℃、保温5分钟；在降温至400℃后从炉中取出冷却；冷却后的制动盘10经历最后的精加工，获得成品制动盘10。

由于铝钎焊材料与摩擦环2的基质铝合金和转子体1铝合金之间存在元素梯度差异，在钎焊期间产生了元素的相互扩散，实现了冶金粘接，获得了可靠的粘接。

实施例4：

用喷射铸造法、铝基复合材料制作出外径Φ310×内径Φ160×厚度3mm的一对环形摩擦环2，铝基复合材料包括的铝基质材料为3004铝合金，其熔点655℃，使用的硬质增强颗粒11材料为碳化硅(SiC)，碳化硅的平均颗粒粒径为30μm，碳化硅含量为铝基复合材料总重量的22wt％。

将该摩擦环2除钎焊连接面外的所有表面涂覆电镀防腐胶层4绝缘胶，本实施例使用博恩电子材料商行的品牌“巨能”。

将表面涂覆的摩擦环2投放入碱性蚀刻液6的容器5中，蚀刻液6包括：氢氧化钠30-40g/L、磷酸钠5-20g/L、葡萄糖酸钠5g/L、二水合柠檬酸钠3g/L、甘油5g/L、三乙醇胺5g/L、硼酸5g/L、尿素2g/L和1g/L表面活性剂，在40-55℃条件下浸泡约45秒-1.5分钟，使摩擦环2的铝基质材料被蚀刻掉约15μm，即出露出的SiC的高度约15μm。

用自来水冲洗蚀刻摩擦环2，剥落掉防腐胶层4绝缘胶，在获得的侵蚀摩擦环2的蚀刻层7上，涂覆铝钎焊材料，铝钎焊材料的涂布量为70g/m²，使用的铝钎焊材料为霍尼韦尔的品牌HON 028-55。

用压力铸造法制备出外径Φ310×中心孔Φ65×盘厚16mm×总高度47mm的转子体1，转子体1使用3004铝合金，在铸造后经精加工获得要求的尺寸和形状。

按图7所示，Al-Zn铝钎焊夹放于摩擦环2与转子体1之间，按箭头方向与转子体1的连接面对接接触，组装成制动盘10钎焊组装集成。

氮气气氛加热炉中将制动盘10钎焊组装集成加热至605-610℃；对组装集成进行超声波焊接；随后炉中取出冷却；冷却后的制动盘10经历最后的精加工，获得成品制动盘10。

由于铝钎焊材料与摩擦环2的基质铝合金和转子体1铝合金之间存在元素梯度差异，在钎焊期间产生了元素的相互扩散，实现了冶金粘接，获得了可靠的粘接。本实施例钎焊后形成的连接界面12如图10所示。

对比例：

在实施例4的制作流程中，省略钎焊工艺流程的蚀刻步骤，即实施例4的步骤3，使摩擦环2以平整表面与铝钎焊材料对接，其他步骤和条件均与实施例4相同。钎焊后形成的连接界面12如图9所示。

将对比例与实施例4进行比较可知，在实施例4的工艺流程中，在钎焊前的摩擦环2制备中合并入蚀刻步骤(步骤3)，使摩擦环2的基质铝合金的整体表面后撤，并使硬质增强颗粒11(碳化硅颗粒)出露高度达到15μm，由于硬质增强颗粒11(碳化硅颗粒)的出露部分刺入铝钎焊材料，使得在连接界面12上获得冶金粘接的同时，提高了硬质增强颗粒11(碳化硅颗粒)与铝钎焊材料之间的机械啮合，提高了连接强度，尤其是剪切强度，进而使硬质增强颗粒11(碳化硅颗粒)降低的冶金连接强度的降低部分得到补偿，提高了本发明的钎焊式铝制制动盘10的整体强度。而对比例中，由于硬质增强颗粒11(碳化硅颗粒)与铝钎焊材料并不粘接，进而降低摩擦环2与铝钎焊材料之间的有效连接面积，进而降低了整体连接强度。

制动试验：

将按照实施例4制备的铝制制动盘10安装于丰田汽车进行了制动试验，汽车制动性能试验方法参照中华人民共和国国家标准GB/T 12676-90，经过反复制动后，肯定了本发明的制动盘10有在制动期间的灵敏度，在重复制动使制动盘10温度约达200℃下，以60m/s的初速下急刹，刹车距离为12m左右(标准刹车距离要求16m)，取下制动盘10外观和触摸感受，无刮擦产生，表面光滑平整。

将按照实施例4制备的铝制制动盘10安装于比亚迪新能源电动车实验，刹车性能稳定，与普通铸铁制动盘10相比，在其它条件均等情形下，单次充电的续航里程提高约40公里。

以上已对发明进行了详细描述，应该理解以上的描述内容并不对本发明构成限制，在本领域技术熟练人员领会本发明的基础上可以对本发明予以修改和变化，这些修改和变化将处于本发明规定的权利要求的精神和范围。