一、前言
铝合金以其低密度、高强度、抗腐蚀和加工性好等特点，已成为工业中应用最广泛的一类有金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着对汽车轻量化要求的提高，铝合金在汽车上的应用也越来越广泛，更有国外期刊提出使用铝合金制作制动盘、制动鼓以使汽车更加轻量化。随着长城中高端车型的推出，需要研发长城特的、轻量化的高性能制动盘，铝合金以其高强度、低密度和高热容量的优点符合制动盘选材条件，但由于铝合金熔点低，制动过程中的高温对是巨大挑战。又由于铝合金缺乏热稳定性且磨耗过大，因些铝合金不能直接用作制动盘材料，需要对铝合金材料进行特殊工艺处理。 二、工艺研究
1、国外铝合金制动盘工艺
据网络资料记载在德国、美国、日本已经研制成功铝合金制动盘，并在奥迪R8、克莱斯勒NeodLite 、福特公司也有车型采用铝合金制动盘，在日本，铝合金制动盘已经应用在新干线高铁中。 铝合金制动盘的制造方法很多，有在熔融的铝合金中混合陶瓷粒子进行铸造的方法，有把铝合金粉与陶瓷粒子混合烧结 的方法， 还有在多孔质陶瓷成形体中注入熔融铝合金的方法等等。目前国外常用的方法是采用铸造法制造, 就是在熔融的铝合金中添加20% SiC 陶瓷粒子，并在制动盘模具中进行浇注的加工工艺。其工艺流程见图一。
图一 国外铝合金制动盘加工工艺 图二 国内铝合金制动盘加工工艺
其工艺特点就是铝合金作为一种具有高强度的轻质合金将直径从几微米到几十微米的SiC 陶瓷粒子“粘结”在一起，将SiC 陶瓷粒子虽然不能提高材料强度，但可提高弹性系数、耐磨性、耐高温性能，而铝合金则具有足够高的强度、强大的散热能力和热容量，因此有利于制动盘的冷却。
该工艺缺点是工艺比较复杂，技术难度高，成本高（陶瓷颗粒3000~5000元/Kg）。其技术难点是：①
搅拌过程中陶瓷颗粒分布的一致性；②由于SiC的密度为3.22g/cm³，比铝合金密度大，因些在浇注过程中保证陶瓷颗粒分布一致性也是一个难点，需要复杂的熔液处理工艺；③由于陶瓷颗粒硬度高，切削加工难度大，需使用特殊陶瓷刀具或砂轮。
自动润滑系统2、国内铝合金制动盘工艺
鉴于国外技术难度大、成本高，我们本次研究的是采用微弧氧化技术在铝合金表面人工生长需要厚度的陶瓷层，从而提高铝合金制动盘表面耐磨性和耐高温性能。其工艺流程见图2。
该加工过程属于的常规金属浇注或锻造过程，其优点是：①工艺成熟、性能稳定；②加工成本低；③陶瓷层为原位生长，与基体结合能力强并具有跟随膨胀性能；④由于陶瓷的生长与导电性相关，因此陶瓷层厚度较均匀；⑤可根据用户需要使陶瓷层具有不同颜，而且永不褪；⑥局部陶瓷层破裂后可修复。
该工艺的缺点是：①陶瓷层厚度低，最大厚度只能做到200微米，且随着陶瓷层厚度的增加，其能耗成数量级增加；②陶瓷层脆性大，搞冲击能力差；③陶瓷层越厚，与基体结合力越差；④对包装防护要求高。
根据该工艺制作的制动盘样件见图三：
椅子上有坐下去平面度测试仪>威尔逊氏病图三、铝合金制动盘图四、微弧氧化设备控制台图五、微弧氧化槽
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经调查铝合金制动盘微弧氧化工艺过程如下：
来料检验、清洗→去离子水清洗→配置槽液→装卡工件→通电作业→清洗工件→热封闭→完工检验。其加工设备见图四、图五。
该型铝合金制动盘经过台架测试发现铝合金制动盘在风次条件下的制动性能良好，不存在制动热衰退现象，其最高温度只有273℃，比相同条件下灰铁制动盘温度低1.5倍(第8次制动温度为625℃），且陶瓷层良好，无磨损痕迹。附试验过程图：
四、结论：
国外的铝合金制动盘工艺方案目前仅能在论文资料中查得，经过与国外各汽车厂家联系，并未发现有实际应用情况，其在汽车产品上的成熟度还有待验证，而本文中我公司方案工艺成熟、成本低，且经过了初步试验测试，虽然还存在着一些问题，但该方案发展前途较大。
专业术语：
微弧等离子体氧化（Micro Plasma oxidation process）技术是在铝、镁、锆、铌、钽等有金属及其合金表面原位制备陶瓷层的表面处理新技术，又称微弧氧化（Micro-arc oxidation）或阳极火花沉积。
参考资料：
抗震床1、《铝合金制动盘的开发》（日本）
2、《日本铝合金制动盘的发展》（日本）
3、《陶瓷铝合金制动盘的开发》（德国）
4、《JIS H4140-1988 铝和铝合金锻件》（日本）
8、《连续十次整车制动性能试验规范》
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