CN107917160A - 一种制动盘及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制动盘，用于机动车辆、轨道交通和飞行器的制动系统，该制动盘包括制动盘本体，制动盘本体为铝合金制动盘本体，铝合金制动盘本体的两个工作面上分别复合有一层耐磨层，耐磨层为陶瓷‑耐高温金属复合增强材料耐磨层，陶瓷‑耐高温金属复合增强材料耐磨层通过挤压铸造工艺与铝合金制动盘本体冶金结合；本发明制动盘的重量轻、强度高、耐磨性和散热性好，使用寿命长，重量和寿命与碳陶盘相近，加工成本和维护成本低，使用寿命在30万公里以上，使用成本接近球铁盘，能够改善机动车辆、轨道交通和飞行器的通过性能并缩短刹车距离，提高安全性，适于自动化大批量生产。

Description

一种制动盘及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种机动车辆、轨道交通和飞行器等的制动系统的关键零部件，具体是一种制动盘及其制备方法。

背景技术

制动盘（又称刹车盘或刹车碟），是机动车辆、轨道交通和飞行器上重要的安全零部件。制动盘通过与刹车片之间的摩擦，将机械能转化为热能，使行驶中的轮子刹住，因而能否可靠地制动非常重要，若紧急情况下发生刹车失灵，将会产生安全事故，甚至造成车毁人亡。因此，制动盘是非常重要的安全件。当前，“节能、环保、轻量化”已是机动车辆、轨道交通和飞行器的重要发展方向，因而制动盘的轻量化更有其重要意义。因为制动盘属于簧下重量，经研究显示，其重量的减轻，相对于簧上重量起到3~5倍的减重效果。

现在，国内外的制动盘主要有两种，一种是机动车辆和轨道交通中大量使用的球墨铸铁制动盘（简称球铁盘），另一种是豪华机动车辆和飞行器上应用的碳纤维陶瓷制动盘（简称碳陶盘）。球铁盘采用球墨铸铁材料整体重力铸造而成，其耐磨性和力学性能好，铸造工艺成熟，可成形复杂通风孔，价格较低，适合大批量生产。而碳陶盘是将碳纤维材料浸入树脂胶后通过高温固化而得来，价格非常昂贵，只装备了飞行器和少量的豪车。

球铁盘有下列不足处：1、球墨铸铁密度高，达到7.3g/cm³左右，如一只汽车用Φ355mm的制动盘重达11.78Kg左右（相当于35.34~58.9Kg的簧载重量），一辆车需4只，因此其非簧载重量较大，无疑会明显增加车辆油耗，降低车辆机动性能，此外，相关部件拆装、维修较困难；2、铸铁的导热性较差，刹车时磨擦产生的热量散发慢，易造成刹车系统因温升过高而工作失灵；3、铸铁制动盘一般用砂型铸造，铸件尺寸精度、表面光洁度差，内部缩松气孔不易控制，且铸造所需要的能耗高，对环境的污染大。

虽然碳陶盘的重量只有球铁盘的一半左右，但是由于其原材料价格昂贵、制造设备和工艺复杂，因此其价格约是球铁盘的50倍以上。

综上所述，开发一种更安全可靠、轻重量、长寿命和低使用成本的制动盘是当前机动车辆、轨道交通和飞行器等行业发展的急需。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种制动盘及其制备方法，该制动盘的性能满足机动车辆、轨道交通和飞行器等的制动系统的制动要求，重量和寿命与碳陶盘相近，使用寿命在30万公里以上，使用成本接近球铁盘，适于自动化大批量生产。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种制动盘，用于机动车辆、轨道交通和飞行器的制动系统，该制动盘包括制动盘本体，所述的制动盘本体为铝合金制动盘本体，所述的铝合金制动盘本体的两个工作面上分别复合有一层耐磨层，所述的耐磨层为陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层，所述的陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层通过挤压铸造工艺与所述的铝合金制动盘本体冶金结合；所述的陶瓷-耐高温金属复合增强材料的组成包括质量比为（1～30）：（10~60）：（10～70）的陶瓷纤维材料、耐高温金属骨架材料和陶瓷颗粒材料；所述的陶瓷纤维材料包括氧化铝纤维、硅酸铝纤维、二氧化硅纤维、氧化锆纤维、碳化硅纤维、石墨纤维和碳纤维中的一种或多种，所述的耐高温金属骨架材料为泡沫金属或耐高温金属纤维，所述的耐高温金属纤维包括铁基合金纤维、镍基合金纤维、铜基合金纤维、不锈钢纤维、钢棉纤维、钛基合金纤维和钴基合金纤维中的一种或多种，所述的陶瓷颗粒材料包括粉煤灰颗粒、矿渣微粉颗粒、碳化硅颗粒、二氧化硅颗粒、氮化硼颗粒、锆英粉颗粒、棕刚玉颗粒、氧化锆颗粒、硅酸锆颗粒和氧化铬颗粒中的一种或多种。

本发明制动盘，其制动盘本体由铝合金制成，铝合金密度低，可大幅减轻制动盘的重量，与同等尺寸型号的传统铸铁制动盘相比，本发明制动盘可减重50%以上，从而可增加机动车辆、轨道交通和飞行器的有效载荷，降低油耗；本发明制动盘通过选择性的局部强化，在铝合金制动盘本体的两个工作面上分别复合有一层耐磨层，耐磨层为陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层，其耐磨性优于铸铁，尺寸精度易于控制，有利于延长制动盘的使用寿命，可确保制动盘的使用寿命在30万公里以上，并降低制动盘的原料成本和加工成本，同时铝合金的导热性也明显优于铸铁，有利于提高制动盘的散热性。耐高温金属骨架材料可以提高制动盘的高温强度和韧性，降低其热膨胀系数，保证制动盘在高温下受力不变形。本发明制动盘的重量轻、强度高、耐磨性和散热性好，使用寿命长，重量和寿命与碳陶盘相近，加工成本和维护成本低，使用成本接近球铁盘，能够改善机动车辆、轨道交通和飞行器的通过性能并缩短刹车距离，提高安全性，适于自动化大批量生产。

作为优选，两层所述的耐磨层分别为一体设置的板状或由多块子板拼接而成的板状，两层所述的耐磨层经支撑筋上下相连，所述的支撑筋由所述的耐高温金属骨架材料制成，两层所述的耐磨层和所述的支撑筋通过挤压铸造工艺与所述的铝合金制动盘本体冶金结合。支撑筋可增加耐磨层与铝合金制动盘本体的接触面积和连接强度，确保耐磨层的耐磨效果。

进一步地，所述的支撑筋包括多个支撑单元，每个所述的支撑单元的上部和下部分别一体设置有若干个连接端，两层所述的耐磨层上开设有与所述的若干个连接端相适配的若干个插孔，一个所述的连接端插设在一个所述的插孔内，多个支撑单元沿两层所述的耐磨层的周向间隔设置。

或者，所述的铝合金制动盘本体为通风制动盘本体，所述的铝合金制动盘本体包括制动外盘和制动内盘，所述的制动外盘和所述的制动内盘通过连接筋相连，所述的制动外盘和所述的制动内盘的工作面上分别复合有一层所述的耐磨层。

作为优选，所述的陶瓷颗粒材料中混合有辅助增强颗粒，所述的辅助增强颗粒为石墨颗粒和/或钢渣颗粒。

进一步地，所述的钢渣颗粒为氧化铁颗粒、氧化锌颗粒、氧化钙颗粒、氧化镁颗粒、氧化铝颗粒和氧化钛颗粒中的一种或多种。

作为优选，所述的泡沫金属为泡沫铜、泡沫铁、泡沫镍或泡沫铁镍。

作为优选，所述的陶瓷纤维材料的直径为5～15μm、长度为0.8～2.8mm，所述的耐高温金属纤维的直径为0.01~2mm，所述的陶瓷颗粒材料的粒度为5～200μm、莫氏硬度为5~9，所述的泡沫金属的孔隙度为10~60ppm。

作为优选，所述的耐磨层的厚度为2～15mm。选择适宜厚度的耐磨层，在保证制动盘整体的导热性、耐磨性及使用寿命前提下，可降低成本。

上述制动盘的制备方法，包括以下步骤：

1）原料制备：按质量分数计，以（1～30）：（10~60）：（10～70）的质量比准备干燥的陶瓷纤维材料、耐高温金属骨架材料和陶瓷颗粒材料；

2）耐高温金属预制件骨架的制作：将泡沫金属用机械加工的手段，加工出与所述的耐磨层的形状大小相匹配的两片板料，得到耐高温金属预制件骨架，或者，将耐高温金属纤维均匀分两次平铺至与耐磨层的形状大小相适配的模具中并压实，得到两片耐高温金属预制件骨架；

3）陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层预制件的制作：将步骤2）中得到的耐高温金属预制件骨架置于预制件模具中，再按质量分数计，将步骤1）中准备的陶瓷纤维材料和陶瓷颗粒材料与低温粘合剂和高温粘合剂以（1～30）：（10~70）：（0.5～8）：（0.5~10）的质量比混合均匀，得到陶瓷浆料，其中，所述的低温粘合剂是浓度为3～20%的羧甲基纤维素水溶液，所述的高温粘合剂是浓度为10～60%的硅溶胶溶液；然后将得到的陶瓷浆料浇入所述的预制件模具中，经加压至20～30MPa、抽真空至1×10^-2Pa，去水、压制成陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层预制件半成品，再对该预制件半成品进行60～200℃/10～20h的烘干处理和700～1000℃/2.5～4h的烧结处理，得到陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层预制件成品；

4）将步骤3）中得到的陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层预制件成品置于挤压铸造模具的下模内，然后熔炼铝合金，再将熔融状态的铝合金液浇入与制动盘的形状尺寸相适配的挤压铸造模具的下模内，之后将挤压铸造模具的上模与下模合模，进行挤压铸造，挤压铸造的压力为50～150MPa，上模和下模的温度为100～250℃，合模后保压10～60秒后开模取件，得到制动盘毛坯；

5）将步骤4）中得到的制动盘毛坯固溶处理480～535℃，保温5～7小时，然后在水温60℃以上的水中进行淬火处理，最后时效处理150～180℃，保温4～8小时，得到制动盘半成品；

6）制动盘半成品的机械加工：按图纸要求对制动盘半成品进行机械加工后，制成制动盘成品。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明公开的制动盘，其制动盘本体由铝合金制成，铝合金密度低，可大幅减轻制动盘的重量，与同等尺寸型号的传统铸铁制动盘相比，本发明制动盘可减重50%以上，从而可增加机动车辆、轨道交通和飞行器的有效载荷，降低油耗；

2、本发明制动盘通过选择性的局部强化，在铝合金制动盘本体的两个工作面上分别复合有一层耐磨层，耐磨层为陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层，其耐磨性优于铸铁，尺寸精度易于控制，有利于延长制动盘的使用寿命，可确保制动盘的使用寿命在30万公里以上，并降低制动盘的原料成本和加工成本，同时铝合金的导热性也明显优于铸铁，有利于提高制动盘的散热性；

3、耐高温金属预制件骨架的强度较高，在装配和周转的过程中不易发生破碎和断裂的现象，并且能够承受600℃以上的高温，减少耐高温金属预制件骨架在挤压铸造过程中的变形，从而大幅提高制动盘的成品率；

4、耐高温金属骨架材料可以提高制动盘的高温强度和韧性，降低其热膨胀系数，减少制动盘工作中的高温变形；陶瓷纤维材料和陶瓷颗粒材料有利于提高制动盘的耐磨性；

5、本发明制动盘的重量轻、强度高、耐磨性和散热性好，使用寿命长，重量和寿命与碳陶盘相近，加工成本和维护成本低，使用成本接近球铁盘，能够改善机动车辆、轨道交通和飞行器的通过性能并缩短刹车距离，提高安全性，适于自动化大批量生产。

附图说明

图1为实施例1的制动盘的俯视图；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为实施例1中两层耐磨层的连接示意图；

图4为实施例2的制动盘的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：以实心汽车制动盘为例，如图1～图3所示，该制动盘包括制动盘本体1，制动盘本体1为铝合金制动盘本体1，铝合金制动盘本体1的两个工作面上分别复合有一层厚度为12mm的耐磨层2，耐磨层2为陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层2，陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层2通过挤压铸造工艺与铝合金制动盘本体1冶金结合。

实施例1中，两层耐磨层2分别为一体设置的板状，两层耐磨层2经支撑筋上下相连，支撑筋由耐高温金属骨架材料制成，两层耐磨层2和支撑筋通过挤压铸造工艺与铝合金制动盘本体1冶金结合；支撑筋包括四个支撑单元3，每个支撑单元3的上部和下部分别一体设置有两个连接端31，两层耐磨层2上开设有与连接端31相适配的插孔21，一个连接端31插设在一个插孔21内，四个支撑单元3沿两层耐磨层2的周向间隔设置。

实施例1中，陶瓷-耐高温金属复合增强材料的组成包括质量比为25：20：48的陶瓷纤维材料、耐高温金属骨架材料和陶瓷颗粒材料；陶瓷纤维材料包括氧化铝纤维、硅酸铝纤维、二氧化硅纤维、氧化锆纤维、碳化硅纤维、石墨纤维和碳纤维中的一种或多种，耐高温金属骨架材料为三维立体网状结构的泡沫铜板料，陶瓷颗粒材料包括粉煤灰颗粒、矿渣微粉颗粒、碳化硅颗粒、二氧化硅颗粒、氮化硼颗粒、锆英粉颗粒、棕刚玉颗粒、氧化锆颗粒、硅酸锆颗粒和氧化铬颗粒中的一种或多种；陶瓷纤维材料的直径为5～15μm、长度为0.8～2.8mm，陶瓷颗粒材料的粒度为5～200μm、莫氏硬度为5~9，泡沫铜的孔隙度为10~60ppm。

该实心汽车制动盘的制备方法包括以下步骤：

1）原料制备：按质量分数计，以25：20：48的质量比准备干燥的陶瓷纤维材料、耐高温金属骨架材料和陶瓷颗粒材料；

2）耐高温金属预制件骨架的制作：将泡沫铜用机械加工的手段，加工出与耐磨层的形状大小相匹配的两片板料，得到耐高温金属预制件骨架；

3）陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层预制件的制作：将步骤2）中得到的耐高温金属预制件骨架置于预制件模具中，再按质量分数计，将步骤1）中准备的陶瓷纤维材料和陶瓷颗粒材料与低温粘合剂和高温粘合剂以25：48：3：4的质量比混合均匀，得到陶瓷浆料，其中，低温粘合剂是浓度为15%的羧甲基纤维素水溶液，高温粘合剂是浓度为40%的硅溶胶溶液；然后将得到的陶瓷浆料浇入预制件模具中，经加压至25MPa、抽真空至1×10^-2Pa，去水、压制成陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层预制件半成品，再对该预制件半成品进行120℃/12h的烘干处理和800℃/3h的烧结处理，得到陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层预制件成品；

4）将步骤3）中得到的陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层预制件成品置于挤压铸造模具的下模内，然后熔炼铝合金，再将熔融状态的铝合金液浇入与制动盘的形状尺寸相适配的挤压铸造模具的下模内，之后将挤压铸造模具的上模与下模合模，进行挤压铸造，挤压铸造的压力为100MPa，上模和下模的温度为180℃，合模后保压60秒后开模取件，得到制动盘毛坯；

5）将步骤4）中得到的制动盘毛坯固溶处理515℃，保温6小时，然后在水温60℃以上的水中进行淬火处理，最后时效处理170℃，保温6小时，得到制动盘半成品；

6）制动盘半成品的机械加工：按图纸要求对制动盘半成品进行机械加工后，制成实心汽车制动盘成品。

实施例2：以通风汽车制动盘为例，如图4所示，该制动盘包括制动盘本体1，制动盘本体1为铝合金制动盘本体1，铝合金制动盘本体1包括制动外盘11和制动内盘12，制动外盘11和制动内盘12通过连接筋13相连，制动外盘11和制动内盘12的工作面上分别复合有一层厚度为11mm耐磨层2，耐磨层2为陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层2，陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层2通过挤压铸造工艺与铝合金制动盘本体1冶金结合。

实施例2中，两层耐磨层2分别为由多块子板拼接而成的板状，两层耐磨层2经支撑筋上下相连，支撑筋由耐高温金属骨架材料制成，两层耐磨层2和支撑筋通过挤压铸造工艺与铝合金制动盘本体1冶金结合；支撑筋包括多个支撑单元3，每个支撑单元3的上部和下部分别一体设置有若干个连接端31，两层耐磨层2上开设有与若干个连接端31相适配的若干个插孔21，一个连接端31插设在一个插孔21内，多个支撑单元3沿两层耐磨层2的周向间隔设置。

实施例2中，陶瓷-耐高温金属复合增强材料的组成包括质量比为10：40：45的陶瓷纤维材料、耐高温金属骨架材料和陶瓷颗粒材料；陶瓷纤维材料包括氧化铝纤维、硅酸铝纤维、二氧化硅纤维、氧化锆纤维、碳化硅纤维、石墨纤维和碳纤维中的一种或多种，耐高温金属骨架材料为耐高温金属纤维，耐高温金属纤维包括铁基合金纤维、镍基合金纤维、铜基合金纤维、不锈钢纤维、钢棉纤维、钛基合金纤维和钴基合金纤维中的一种或多种，陶瓷颗粒材料包括粉煤灰颗粒、矿渣微粉颗粒、碳化硅颗粒、二氧化硅颗粒、氮化硼颗粒、锆英粉颗粒、棕刚玉颗粒、氧化锆颗粒、硅酸锆颗粒和氧化铬颗粒中的一种或多种；陶瓷颗粒材料中混合有辅助增强颗粒，辅助增强颗粒为石墨颗粒和/或钢渣颗粒，钢渣颗粒可以选择氧化铁颗粒、氧化锌颗粒、氧化钙颗粒、氧化镁颗粒、氧化铝颗粒和氧化钛颗粒中的一种或多种；陶瓷纤维材料的直径为5～15μm、长度为0.8～2.8mm，耐高温金属纤维的直径为0.01~2mm，陶瓷颗粒材料的粒度为5～200μm、莫氏硬度为5~9。

该通风汽车制动盘的制备方法包括以下步骤：

1）原料制备：按质量分数计，以10：40：45的质量比准备干燥的陶瓷纤维材料、耐高温金属骨架材料和陶瓷颗粒材料；

2）耐高温金属预制件骨架的制作：将耐高温金属纤维均匀分两次平铺至与耐磨层的形状大小相适配的模具中并压实，得到两片耐高温金属预制件骨架；

3）陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层预制件的制作：将步骤2）中得到的耐高温金属预制件骨架置于预制件模具中，再按质量分数计，将步骤1）中准备的陶瓷纤维材料和陶瓷颗粒材料与低温粘合剂和高温粘合剂以10：40：2：3的质量比混合均匀，得到陶瓷浆料，其中，低温粘合剂是浓度为20%的羧甲基纤维素水溶液，高温粘合剂是浓度为50%的硅溶胶溶液；然后将得到的陶瓷浆料浇入预制件模具中，经加压至30MPa、抽真空至1×10^-2Pa，去水、压制成陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层预制件半成品，再对该预制件半成品进行150℃/10h的烘干处理和900℃/2.5h的烧结处理，得到陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层预制件成品；

4）将步骤3）中得到的陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层预制件成品置于挤压铸造模具的下模内，然后熔炼铝合金，再将熔融状态的铝合金液浇入与制动盘的形状尺寸相适配的挤压铸造模具的下模内，之后将挤压铸造模具的上模与下模合模，进行挤压铸造，挤压铸造的压力为120MPa，上模和下模的温度为210℃，合模后保压45秒后开模取件，得到制动盘毛坯；

5）将步骤4）中得到的制动盘毛坯固溶处理500℃，保温7小时，然后在水温60℃以上的水中进行淬火处理，最后时效处理150℃，保温7小时，得到制动盘半成品；

6）制动盘半成品的机械加工：按图纸要求对制动盘半成品进行机械加工后，制成通风汽车制动盘成品。

以上实施例中，制动盘的制备方法可参照CN201510405158.1专利。

Claims (10)

1.一种制动盘，用于机动车辆、轨道交通和飞行器的制动系统，该制动盘包括制动盘本体，所述的制动盘本体为铝合金制动盘本体，所述的铝合金制动盘本体的两个工作面上分别复合有一层耐磨层，其特征在于：所述的耐磨层为陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层，所述的陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层通过挤压铸造工艺与所述的铝合金制动盘本体冶金结合；所述的陶瓷-耐高温金属复合增强材料的组成包括质量比为（1～30）：（10~60）：（10～70）的陶瓷纤维材料、耐高温金属骨架材料和陶瓷颗粒材料；所述的陶瓷纤维材料包括氧化铝纤维、硅酸铝纤维、二氧化硅纤维、氧化锆纤维、碳化硅纤维、石墨纤维和碳纤维中的一种或多种，所述的耐高温金属骨架材料为泡沫金属或耐高温金属纤维，所述的耐高温金属纤维包括铁基合金纤维、镍基合金纤维、铜基合金纤维、不锈钢纤维、钢棉纤维、钛基合金纤维和钴基合金纤维中的一种或多种，所述的陶瓷颗粒材料包括粉煤灰颗粒、矿渣微粉颗粒、碳化硅颗粒、二氧化硅颗粒、氮化硼颗粒、锆英粉颗粒、棕刚玉颗粒、氧化锆颗粒、硅酸锆颗粒和氧化铬颗粒中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的一种制动盘，其特征在于：两层所述的耐磨层分别为一体设置的板状或由多块子板拼接而成的板状，两层所述的耐磨层经支撑筋上下相连，所述的支撑筋由所述的耐高温金属骨架材料制成，两层所述的耐磨层和所述的支撑筋通过挤压铸造工艺与所述的铝合金制动盘本体冶金结合。

3.根据权利要求2所述的一种制动盘，其特征在于：所述的支撑筋包括多个支撑单元，每个所述的支撑单元的上部和下部分别一体设置有若干个连接端，两层所述的耐磨层上开设有与所述的若干个连接端相适配的若干个插孔，一个所述的连接端插设在一个所述的插孔内，多个支撑单元沿两层所述的耐磨层的周向间隔设置。

4.根据权利要求2所述的一种制动盘，其特征在于：所述的铝合金制动盘本体为通风制动盘本体，所述的铝合金制动盘本体包括制动外盘和制动内盘，所述的制动外盘和所述的制动内盘通过连接筋相连，所述的制动外盘和所述的制动内盘的工作面上分别复合有一层所述的耐磨层。

5.根据权利要求1所述的一种制动盘，其特征在于：所述的陶瓷颗粒材料中混合有辅助增强颗粒，所述的辅助增强颗粒为石墨颗粒和/或钢渣颗粒。

6.根据权利要求5所述的一种制动盘，其特征在于：所述的钢渣颗粒为氧化铁颗粒、氧化锌颗粒、氧化钙颗粒、氧化镁颗粒、氧化铝颗粒和氧化钛颗粒中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种制动盘，其特征在于：所述的泡沫金属为泡沫铜、泡沫铁、泡沫镍或泡沫铁镍。

8.根据权利要求1所述的一种制动盘，其特征在于：所述的陶瓷纤维材料的直径为5～15μm、长度为0.8～2.8mm，所述的耐高温金属纤维的直径为0.01~2mm，所述的陶瓷颗粒材料的粒度为5～200μm、莫氏硬度为5~9，所述的泡沫金属的孔隙度为10~60ppm。

9.根据权利要求1所述的一种制动盘，其特征在于：所述的耐磨层的厚度为2～15mm。

10.权利要求1-9中任一项所述的制动盘的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）原料制备：按质量分数计，以（1～30）：（10~60）：（10～70）的质量比准备干燥的陶瓷纤维材料、耐高温金属骨架材料和陶瓷颗粒材料；

2）耐高温金属预制件骨架的制作：将泡沫金属用机械加工的手段，加工出与所述的耐磨层的形状大小相匹配的两片板料，得到耐高温金属预制件骨架，或者，将耐高温金属纤维均匀分两次平铺至与耐磨层的形状大小相适配的模具中并压实，得到两片耐高温金属预制件骨架；

3）陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层预制件的制作：将步骤2）中得到的耐高温金属预制件骨架置于预制件模具中，再按质量分数计，将步骤1）中准备的陶瓷纤维材料和陶瓷颗粒材料与低温粘合剂和高温粘合剂以（1～30）：（10~70）：（0.5～8）：（0.5~10）的质量比混合均匀，得到陶瓷浆料，其中，所述的低温粘合剂是浓度为3～20%的羧甲基纤维素水溶液，所述的高温粘合剂是浓度为10～60%的硅溶胶溶液；然后将得到的陶瓷浆料浇入所述的预制件模具中，经加压至20～30MPa、抽真空至1×10^-2Pa，去水、压制成陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层预制件半成品，再对该预制件半成品进行60～200℃/10～20h的烘干处理和700～1000℃/2.5～4h的烧结处理，得到陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层预制件成品；

4）将步骤3）中得到的陶瓷-耐高温金属复合增强材料耐磨层预制件成品置于挤压铸造模具的下模内，然后熔炼铝合金，再将熔融状态的铝合金液浇入与制动盘的形状尺寸相适配的挤压铸造模具的下模内，之后将挤压铸造模具的上模与下模合模，进行挤压铸造，挤压铸造的压力为50～150MPa，上模和下模的温度为100～250℃，合模后保压10～60秒后开模取件，得到制动盘毛坯；

5）将步骤4）中得到的制动盘毛坯固溶处理480～535℃，保温5～7小时，然后在水温60℃以上的水中进行淬火处理，最后时效处理150～180℃，保温4～8小时，得到制动盘半成品；

6）制动盘半成品的机械加工：按图纸要求对制动盘半成品进行机械加工后，制成制动盘成品。