一种喷涂Cr制造技术

本发明专利技术公开了一种喷涂Cr

【技术实现步骤摘要】
一种喷涂Cr3C2-NiCr涂层的碳纤维纸基摩擦材料及其制备方法
本专利技术涉及一种喷涂Cr3C2-NiCr涂层的碳纤维纸基摩擦材料及其制备方法，属于纸基复合材料

技术介绍
摩擦材料广泛地应用在动力机械上，摩擦材料通过摩擦来吸收或传递动力，来实现制动和传动功能，其囊括制动衬片(刹车片)和离合器片。纸基摩擦材料是一种多孔性、吸油、易压缩和回弹性能优异的湿式摩擦材料，主要由纤维、粘结剂、填料、摩擦性能调节剂等组成，通常采用造纸的方式制造出纸基摩擦材料原纸，再经树脂浸渍生成纸基摩擦材料。纸基摩擦材料因其生产成本低、动摩擦因数稳定、动/静摩擦因数比接近、贴合性能平稳、磨损率低、使用寿命长、噪音小及可保护对偶材料等优点，已经发展成为一类越来越重要的逐渐替代树脂基和金属基摩擦材料的湿式摩擦材料。碳纤维作为目前摩擦材料的热门纤维，具有摩擦系数稳定、静/动摩擦系数比接近1、自润滑性能优良、导热性好、机械强度和耐磨性极高、化学稳定性良好、在高温条件下不发生变软、融化和碳化等优点而逐渐应用到纸基摩擦材料中，但其化学活性和表面活性低，难以被水润湿和均匀分散，相对于芳纶纤维柔韧性较差，不同取向的碳纤维接触、搭接，在纸基摩擦材料中形成大量大小不一的孔隙，使纸基摩擦材料的均匀性较差，导致纸基摩擦材料稳定性下降；其次，碳纤维复合材料缺乏延展性，容易断掉，且碳纤维不易回收利用等缺点，限制了其在某些领域的应用。聚醚醚酮纤维(PEEK纤维)是一种全芳香族的纤维，并有醚键与酮键的存在，从而使纤维的耐高温、耐摩擦、耐腐蚀性能远远高于常规纤维，具备极其优异的综合性能。在较高的温度条件下，由于具有良好的摩擦性和出色的自润滑性，仍可保持突出的磨损率和较低摩擦系数。其拉伸强度可高达700MPa，模量3～6GPa，因其优异的耐摩擦、耐高温、易加工等良好性能，使得其可被用于在汽车行业中发动机内罩、汽车轴承、密封件、刹车片等的制造。由于聚醚醚酮纤维具有优良的耐摩擦、耐高温、耐腐蚀等性能，因此已在许多领域得到了应用，但仍然存在一些缺陷，由于PEEK分子链呈刚性且非极性，作为基材与纤维浸润性较差，与纤维结合力弱，使得其采用注塑成型工艺得到的复合材料中纤维平均长度、纤维含量、纤维分布不均，会导致其耐摩擦性变差；现有技术中通过增加增强材料的强度来增加其性能，但是会大大的增加生产成本。CN104927298A公开了一种聚醚醚酮基耐磨复合材料的制备方法，通过将聚醚酰亚胺PEI包覆的碳纤维，偶联剂改性的TiO2、聚醚醚酮经高速搅拌混合，干燥注塑成型。其制备的复合材料纤维分散性差、纳米粒子匀度差且易于脱落。CN206054734U公开了一种聚醚醚酮密封件的制备方法，其制备方法复杂，所需原料仅是聚醚醚酮树脂，弹性模量低，受力时伸长大。而纸基摩擦材料，通过对摩擦增强纤维进行改性处理，增强了纤维与摩擦填料以及树脂之间的物理啮合或化学结合，同时利用造纸湿法成型，纤维与填料分散均匀，提高了材料的均匀性，孔隙率稳定，极大地提高了摩擦材料的机械强度和摩擦性能。但纸基摩擦材料在持续高温下工作时，摩擦材料组分会发生热熔化，极大地降低了摩擦材料的耐磨性能。Cr3C2-NiCr是目前应用最广泛的金属陶瓷之一，是由金属合金粘结相NiCr和陶瓷硬质相Cr3C2组成的复合材料，因此具有陶瓷的硬度高、耐磨性好、耐腐蚀性能好、抗高温氧化性优越的特点，同时还具有金属基韧性高等特点，是最重要的高温耐磨涂料，广泛应用于连铸连轧辊和表面高温耐磨涂层。Cr3C2-NiCr耐磨涂层能够降低物料对设备部件冲刷造成的磨损，能够在保证摩擦性能的同时提高纸基摩擦材料的使用寿命。专利CN110079756A公布了一种镍铬碳化铬耐磨涂层的制备方法，采用极氩弧焊机对NiCr和Cr3C2粉末进行TIG重熔处理，将镍铬碳化铬耐磨涂层喷涂到碳素钢、45钢或者合金钢基材上。此方法制备的耐磨涂层摩擦性能优良，特别是在高温条件下，但同时制备工艺复杂，对设备要求较高。目前，现有专利中Cr3C2-NiCr耐高温耐磨涂层大多数应用在碳素钢、45钢或者合金钢表面，高性能涂层复合在纸基摩擦材料等研究较少。
技术实现思路
为了解决上述至少一个问题，本专利技术提供了一种喷涂Cr3C2-NiCr涂层的碳纤维纸基摩擦材料的制备方法，所制备的喷涂Cr3C2-NiCr涂层的碳纤维纸基摩擦材料，Cr3C2-NiCr耐磨涂层能够与改性处理过的碳纤维和树脂基材发生机械啮合，增强了各组分之间的结合力，同时，Cr3C2-NiCr耐磨涂层的存在，显著地提高了摩擦材料的耐高温性，极大地保证了高温条件下摩擦材料的摩擦稳定性，使得制备的纸基摩擦材料具有化学性能稳定好、尺寸稳定性好、膨胀系数小、耐滑动磨损和抗微动磨损性能优异、重量轻的优点，是制备密封环、刹车片的理想材料。本专利技术的第一个目的是提供一种制备喷涂Cr3C2-NiCr涂层的碳纤维纸基摩擦材料的方法，所述方法包括以下步骤：在纸样表面喷涂Cr3C2-NiCr涂层，即可得到喷涂Cr3C2-NiCr涂层的碳纤维纸基摩擦材料；其中，喷涂厚度为0.1～0.5mm。在本专利技术的一种实施方式中，所述的喷涂厚度为0.4mm。在本专利技术的一种实施方式中，喷涂工艺为：氧气流量800～1000L/min，煤油流量4～6g/h，喷涂距离200～400mm。在本专利技术的一种实施方式中，喷涂工艺为：氧气流量900/min，煤油流量6g/h，喷涂距离300mm。在本专利技术的一种实施方式中，Cr3C2与NiCr的质量比为25-75％：25-75％。在本专利技术的一种实施方式中，Cr3C2与NiCr的质量比为75％：25％。在本专利技术的一种实施方式中，Cr3C2的粒径为20～40μm；NiCr的粒径为20～40μm。在本专利技术的一种实施方式中，Cr3C2与NiCr的粒径均为30μm。在本专利技术的一种实施方式中，所述的纸样的制备方法为：(1)对碳纤维进行预处理：将碳纤维在浓硝酸、盐酸溶液中的任一种浸泡1～3h，洗净；对PEEK纤维进行预处理处理：将PEEK纤维在5～20％硫酸或盐酸、5～20％氢氧化钠中浸泡1～3h；将处理后的碳纤维、PEEK纤维混合，纤维疏解15～30min，得到混合纤维悬浮液(浓度为0.2-1.2％)；(2)将混合纤维悬浮液、打浆之后的浆粕、填料Al2O3、SiO2、石墨、摩擦性能调节剂硅藻土混合均匀，得到混合浆料悬浮液；其中，浆粕的添加量为混合浆料质量的10％-50％，混合纤维与浆粕的质量比为1：1；填料Al2O3、SiO2、石墨的添加量总和为混合浆料质量的0.5-5％，三者质量比例为1:1:1；摩擦性能调节剂的添加量为混合浆料质量的0.5-5％；(3)将步骤(2)得到的混合浆料悬浮液进行造纸湿法成型、脱水、烘干处理，得到原纸；(4)用稀释剂将聚醚醚酮树脂稀释成树脂溶液，将原纸在聚醚醚酮树脂溶液中浸渍，烘干、热压，得到纸样。在本专利技术的一种实施方式中，碳纤维与PEEK纤维的质量比为1-2：1-2。在本专利技术的一种实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备喷涂Cr

【技术特征摘要】
1.一种制备喷涂Cr3C2-NiCr涂层的碳纤维纸基摩擦材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
在纸样表面喷涂Cr3C2-NiCr涂层，即可得到喷涂Cr3C2-NiCr涂层的碳纤维纸基摩擦材料；其中，喷涂厚度为0.1～0.5mm。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，喷涂工艺为：氧气流量800～1000L/min，煤油流量4～6g/h，喷涂距离200～400mm。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，Cr3C2与NiCr的质量比为25-75％：25-75％。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，Cr3C2的粒径为20～40μm；NiCr的粒径为20～40μm。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的纸样的制备方法为：
(1)对碳纤维进行预处理：将碳纤维在浓硝酸、盐酸溶液中的任一种浸泡1～3h，洗净；对PEEK纤维进行预处理处理：将PEEK纤维在5～20％硫酸或盐酸、5～20％氢氧化钠中浸泡1～3h；将处理后的碳纤维、PEEK纤维混合，纤维疏解15～30min，得到混合纤维悬浮液；
(2)将混合纤维悬浮液、打浆之后的浆粕、填料Al2O3、SiO2、石墨、摩擦性能调节剂混合均匀，得到混合浆料悬浮液；其中，浆粕的添加量为混合浆料质量的10％-50％，混合纤维与浆粕的质量比为1：1；填料Al2O3、SiO2、石墨的添加量总和为混合浆料质量的0.5-5％，三者质量比例为1:1:1；摩擦性能调节剂的添加量为混合浆料质量的0.5-5％；
(3)将步骤(2)得到的混合浆料悬浮液进行造纸湿法成型、脱水、烘干处理，得到原纸；
(4)用稀释剂将聚醚醚酮树脂稀释成树脂溶液，将原纸在聚醚醚酮树脂溶液中浸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王士华，张国亮，龙柱，胡爱林，李志强，桑明珠，郭帅，李广斌，
申请(专利权)人：连云港市工业投资集团有限公司，江南大学，连云港纤维新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32