一种碳基刹车材料的制备方法技术

本发明专利技术属于制动装置技术领域，公开了一种碳基刹车材料的制备方法，包括：将所述三维针刺毡预制体置于化学气相沉积炉中，采用CVI工艺进行沉积；再置于液相浸渍炉中，采用液相浸渍工艺进行增密；将所述经过浸渍的碳/碳复合材料坯体置于固化炉中进行固化；对所述固化后的碳/碳复合材料坯体进行机械加工；将所述经过机械加工的碳/碳工件进行RMI致密化处理，得到碳/陶刹车材料制品，是一种周期短、成本低、摩擦磨损性能优异的碳基复合材料制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种碳基刹车材料的制备方法
本专利技术属于制动装置
，尤其涉及一种碳基刹车材料的制备方法。
技术介绍
碳基复合刹车材料包括碳/碳复合材料与碳/陶复合材料，因其具有高比强度、高比模量、高热容、优异的高温力学性能、独特的摩擦磨损特性、抗烧蚀性及多方位可设计性等优点，已经成为国防、民用高端刹车领域的热门选材。其中碳/碳复合刹车材料的制备方法主要包括化学气相沉积法(CVI)与液相浸渍法，碳/陶复合刹车材料的制备方法主要是反应熔体浸渗法(RMI)。碳/碳复合材料与碳/陶复合材料已在飞机刹车领域广泛应用，并逐步向非航空领域发展。但是目前化学气相沉积法(CVI)制备的碳/碳复合材料刹车盘具有成本高、周期长的缺点，液相浸渍法制备的碳/碳复合材料刹车盘具有磨损量大的缺点，反应熔体浸渗法(RMI)制备的碳陶复合材料刹车盘具有刹车抖动的缺点。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种碳基刹车材料的制备方法，是一种周期短、成本低、摩擦磨损性能优异的碳基复合材料制备方法。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现。一种碳基刹车材料的制备方法，所述方法包括：S1，获取三维针刺毡预制体；S2，将所述三维针刺毡预制体置于化学气相沉积炉中，采用CVI工艺进行沉积，得到碳/碳复合材料坯体；S3，将所述碳碳复合材料坯体置于液相浸渍炉中，采用液相浸渍工艺进行增密，得到经过浸渍的碳/碳复合材料坯体；S4，将所述经过浸渍的碳/碳复合材料坯体置于固化炉中进行固化，想得到固化后的碳/碳复合材料坯体；S5，依次重复S3至S4，直到所述固化后的碳/碳复合材料坯体的密度达到预设密度；S6，对所述固化后的碳/碳复合材料坯体进行机械加工，得到经过机械加工的碳/碳工件；S7，将所述经过机械加工的碳/碳工件进行RMI致密化处理，得到碳/陶刹车材料制品。本专利技术技术方案的特点和进一步的改进为：(1)S2中采用CVI工艺进行沉积，沉积所用的碳源气体为天然气或者丙烯气。(2)S2中采用CVI工艺进行沉积的过程中，沉积温度为800℃～1100℃，沉积时间为50h～100h。(3)S3采用液相浸渍工艺进行增密时，采用的浸渍液位树脂，浸渍温度为50℃～75℃，浸渍压力为5atm～25atm，浸渍时间为8h～20h，从而得到经过浸渍的碳/碳复合材料坯体。(4)S4将所述经过浸渍的碳/碳复合材料坯体置于固化炉中进行固化时，固化压力为3atm～8atm，固化温度为180℃。(5)在到达固化温度之前进行升温，升温过程中采用0.3℃/min～0.8℃/min的升温速率，并分别在100℃、120℃、150℃与180℃保温1h。(6)S5中预设密度为1.35～1.60g/cm3之间。(7)S7将所述经过机械加工的碳/碳工件进行RMI致密化处理过程中，RMI工艺的真空度为5KPa～20KPa，温度为1600℃～1800℃，保温时间为60min～120min。(8)得到的碳/陶刹车材料制品的密度为1.8g/cm3～2.2g/cm3。本专利技术实施例提供了一种期短、成本低、摩擦磨损性能优异的碳基复合材料制备方法。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。本专利技术的工艺步骤如下：步骤1，CVI预处理。将三维针刺毡预制体置于化学气相沉积炉中，采用常规的(CVI工艺)工艺进行沉积，得到碳/碳复合材料坯体，沉积所用的碳源气体为天然气或丙稀气，沉积温度为800℃～1100℃，沉积时间为50h～100h，使碳/碳复合材料坯体密度达到1.1～1.35g/cm3。步骤2，碳/碳毛坯浸渍。将经过沉积得到的碳/碳毛坯至于液相浸渍炉中，采用常规的液相浸渍工艺进行增密。浸渍液为树脂，浸渍温度为50℃～75℃，压力为5atm～25atm(大气压)，时间为8h～20h。步骤3，碳/碳毛坯固化。将经过浸渍的碳/碳毛坯至于固化炉中，采用常规的工艺进行固化处理。固化压力为3atm～8atm，温度为180℃，升温过程中采用阶梯升保温方式，即采用0.3℃/min～0.8℃/min的升温速率，并在100℃、120℃、150℃与180℃分别保温1h。步骤4，液相浸渍增密。重复步骤2～步骤3，使得碳/碳坯体密度达到1.4～1.60g/cm3之间。步骤5，机械加工。将经过液相浸渍的碳/碳坯体按照图纸要求进行加工。步骤6，RMI增密处理。将经过机械加工的碳/碳工件置于装有硅粉的坩埚中，进行RMI致密化处理。RMI工艺的真空度为5KPa～20KPa，温度为1600℃～1800℃，保温时间为60min～120min，使密度达到1.8g/cm3～2.2g/cm3。实施例一本实施例是一种制备碳/陶刹车材料制品的方法，具体步骤入下：步骤1，CVI预处理。将三维针刺毡预制体置于化学气相沉积炉中，采用常规的工艺进行沉积，碳源气体为天然气，沉积温度为1100℃，沉积时间为50h，使坯体密度达到1.1～1.35，得到碳/碳毛坯。步骤2，碳/碳毛坯浸渍。将经过沉积得到的碳/碳毛坯至于液相浸渍炉中，采用常规的工艺进行液相浸渍。浸渍液为树脂，浸渍温度为50℃，压力为25atm，时间为20h。步骤3，碳/碳毛坯固化。将经过浸渍的碳/碳毛坯至于固化炉中，采用常规的工艺进行固化处理。固化压力为3atm，温度为180℃，升温过程中采用阶梯升保温方式，即采用0.3℃/min的升温速率，并在100℃、120℃、150℃与180℃分别保温1h。步骤4，液相浸渍增密。重复步骤2～步骤3，使得碳/碳坯体密度达到1.4～1.60之间。步骤5，机械加工。将经过液相浸渍的碳/碳坯体按照图纸要求进行加工。步骤6，RMI增密处理。将经过机械加工的碳/碳工件置于装有硅粉的坩埚中，进行RMI致密化处理。RMI工艺的真空度为5KPa～20KPa，温度为1600℃，保温时间为120min，使密度达到1.8g/cm3～2.2g/cm3。实施例二本实施例是一种制备碳/陶刹车材料制品的方法，具体步骤入下：步骤1，CVI预处理。将三维针刺毡预制体置于化学气相沉积炉中，采用常规的工艺进行沉积，碳源气体为丙稀气，沉积温度为800℃，沉积时间为100h，使坯体密度达到1.1～1.35，得到碳/碳毛坯。步骤2，碳/碳毛坯浸渍。将经过沉积得到的碳/碳毛坯至于液相浸渍炉中，采用常规的工艺进行液相浸渍。浸渍液为树脂，浸渍温度为75℃，压力为5atm，时间为15h。步骤3，碳/碳毛坯固化。将经过浸渍的碳/碳毛坯至于固化炉中，采用常规的工艺进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳基刹车材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：/nS1，获取三维针刺毡预制体；/nS2，将所述三维针刺毡预制体置于化学气相沉积炉中，采用CVI工艺进行沉积，得到碳/碳复合材料坯体；/nS3，将所述碳碳复合材料坯体置于液相浸渍炉中，采用液相浸渍工艺进行增密，得到经过浸渍的碳/碳复合材料坯体；/nS4，将所述经过浸渍的碳/碳复合材料坯体置于固化炉中进行固化，想得到固化后的碳/碳复合材料坯体；/nS5，依次重复S3至S4，直到所述固化后的碳/碳复合材料坯体的密度达到预设密度；/nS6，对所述固化后的碳/碳复合材料坯体进行机械加工，得到经过机械加工的碳/碳工件；/nS7，将所述经过机械加工的碳/碳工件进行RMI致密化处理，得到碳/陶刹车材料制品。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳基刹车材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
S1，获取三维针刺毡预制体；
S2，将所述三维针刺毡预制体置于化学气相沉积炉中，采用CVI工艺进行沉积，得到碳/碳复合材料坯体；
S3，将所述碳碳复合材料坯体置于液相浸渍炉中，采用液相浸渍工艺进行增密，得到经过浸渍的碳/碳复合材料坯体；
S4，将所述经过浸渍的碳/碳复合材料坯体置于固化炉中进行固化，想得到固化后的碳/碳复合材料坯体；
S5，依次重复S3至S4，直到所述固化后的碳/碳复合材料坯体的密度达到预设密度；
S6，对所述固化后的碳/碳复合材料坯体进行机械加工，得到经过机械加工的碳/碳工件；
S7，将所述经过机械加工的碳/碳工件进行RMI致密化处理，得到碳/陶刹车材料制品。


2.根据权利要求1所述的一种碳基刹车材料的制备方法，其特征在于，S2中采用CVI工艺进行沉积，沉积所用的碳源气体为天然气或者丙烯气。


3.根据权利要求1所述的一种碳基刹车材料的制备方法，其特征在于，S2中采用CVI工艺进行沉积的过程中，沉积温度为800℃～1100℃，沉积时间为50h～100h。


4.根据权利要求1所述的一种碳基刹车材料的制备方法，其特征在于，S3采用液相浸渍工艺...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜淑娣，郭飞毅，崔鹏，李培元，
申请(专利权)人：西安航空制动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61