摩擦部件的纤维预成型件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于形成由复合材料制成的摩擦部件的纤维增强的纤维预成型件(1)，该纤维预成型件包括编织的螺旋纤维织构，该编织的螺旋纤维织构限定纤维层(111；121；131)的叠置，所述织构是针刺的，并且在旨在限定摩擦部件的摩擦面的区域处选择性地具有陶瓷颗粒。地具有陶瓷颗粒。地具有陶瓷颗粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摩擦部件的纤维预成型件


[0001]本专利技术涉及一种用于形成摩擦部件的纤维增强的纤维预成型件，该纤维预成型件包括编织的螺旋纤维织构，所述织构是针刺的，并且在旨在限定该摩擦部件的摩擦面的区域处选择性地具有陶瓷颗粒。本专利技术还涉及这种纤维预成型件的制造方法。

技术介绍

[0002]期望具有用于摩擦应用的部件，该部件具有良好的热和冷制动性能。为了改善冷性能，在纤维预成型件制造之后，可以将陶瓷颗粒引入到纤维预成型件中，但是，在这种情况下，寻求不使热制动性能降低太多。本专利技术旨在改善摩擦部件的热和冷制动性能之间的折衷。

技术实现思路

[0003]本专利技术涉及一种用于形成由复合材料制成的摩擦部件的纤维增强的纤维预成型件，该纤维预成型件包括编织的螺旋纤维织构，该织构限定纤维层的叠置，所述织构是针刺的，并且限定：
[0004]‑
第一部分和第二部分，每个旨在限定摩擦部件的不同的摩擦面，并且每个包括至少一个包含陶瓷颗粒的纤维层，以及
[0005]‑
中间部分，位于所述第一部分与所述第二部分之间，并且包括至少一个纤维层，所述中间部分没有陶瓷颗粒。
[0006]在本专利技术中，陶瓷颗粒选择性地存在于对应于旨在形成摩擦部件的摩擦面的区域的第一部分和第二部分处。陶瓷颗粒不存在于中间部分中。在摩擦面附近的陶瓷颗粒的存在允许改善该摩擦部件的冷制动性能。与陶瓷颗粒均匀地存在于整个纤维预成型件中时相比，在中间部分中不存在陶瓷颗粒有助于增强材料，并且改善摩擦部件的热制动特性。因此，上述纤维预成型件允许提供具有冷制动性能和热制动性能之间更好折衷的摩擦部件。在中间部分中不存在陶瓷颗粒具有另外的优点：方便在该摩擦部件中钻出冷却孔的机加工。
[0007]在示例性实施方式中，陶瓷颗粒不连续地存在于第一部分和第二部分的纤维层的表面上。
[0008]在这种情况下，在摩擦面上具有陶瓷颗粒的区域与不具有陶瓷颗粒的区域是交替的。这进一步改善了该摩擦部件的冷制动特性与热制动特性之间的折衷。
[0009]在示例性实施方式中，第一部分和第二部分每个包括第一纤维层和第二纤维层，第一纤维层具有陶瓷颗粒存在于其中的第一区域，第二纤维层叠置在第一纤维层上，第二纤维层具有陶瓷颗粒存在于其中的第二区域，第二区域不覆盖第一区域。
[0010]在这种情况下，在第一部分和第二部分的不同叠置层中的陶瓷颗粒的位置之间存在偏移。这避免了纤维预成型件起皱的任何风险。
[0011]在示例性实施方式中，陶瓷颗粒存在于沿着第一部分和第二部分的纤维层的径向
方向延伸的区域中。
[0012]本专利技术还涉及由复合材料制成的摩擦部件，该摩擦部件包括如上所述的纤维预成型件和存在于所述纤维预成型件的孔隙中的基质。
[0013]在示例性实施方式中，该摩擦部件是制动圆盘。
[0014]摩擦部件可以由碳/碳复合材料制成，该摩擦部件具有由碳纱形成的纤维预成型件，和致密化预成型件的孔隙的碳基质。
[0015]本专利技术还涉及如上所述的纤维预成型件的制造方法，其至少包括：
[0016]‑
针刺编织的螺旋纤维织物的第一部，以形成纤维织构的第一部分，其中在所述针刺期间，陶瓷颗粒分布在所述第一部上，
[0017]‑
针刺编织的螺旋纤维织物的中间部，以形成纤维织构的中间部分，所述中间部叠置在第一部上，并且在所述针刺期间，中断陶瓷颗粒的分布，以及
[0018]‑
针刺编织的螺旋纤维织物的第二部，以形成纤维织构的第二部分，所述第二部叠置在中间部上，并且在所述针刺期间，陶瓷颗粒分布在所述第二部上。
[0019]在纤维预成型件的针刺期间，通过将陶瓷颗粒沉积在旨在形成第一和第二部分的一个或多个层处，并且通过在旨在形成中间部分的一个或多个层的针刺期间中断陶瓷颗粒的这种沉积来引入陶瓷颗粒。
[0020]在示例性实施方式中，陶瓷颗粒不连续地分布在编织的螺旋纤维织物的第一和第二部分的纤维层的表面上。
[0021]该特性允许如上所述在第一和第二部分的纤维层的表面上获得不连续存在的陶瓷颗粒。
[0022]在示例性实施方式中，当针刺编织的螺旋纤维织物的第一部分和第二部分中每个时，实施以下步骤：
[0023]‑
针刺第一纤维层，在此期间，陶瓷颗粒不连续地沉积在第一纤维层的表面上的第一区域中，以及
[0024]‑
针刺在第一纤维层上叠置的第二纤维层，在此期间，陶瓷颗粒不连续地沉积在第二纤维层的表面上的第二区域中，第二区域不覆盖第一区域。
[0025]该特征允许获得如上所述的第一部分和第二部分的不同叠置层中存在的陶瓷颗粒的位置之间的偏移。
[0026]在示例性实施方式中，通过沿着第一部和第二部的纤维层的径向方向的移动分布系统分布陶瓷颗粒。
[0027]该特征允许获得如上所述沿着第一和第二部分的纤维层的径向方向延伸的区域中存在的陶瓷颗粒。
附图说明
[0028]图1示意性地示出了根据本专利技术的示例性纤维预成型件的截面。
[0029]图2示意性地示出了在图1的纤维预成型件中靠近摩擦面的不同叠置层内的陶瓷颗粒的分布。
[0030]图3示出适于制造根据本专利技术的纤维预成型件的针刺机的实施例的一部分。
[0031]图4是比较根据本专利技术的示例性摩擦部件的制动性能与本专利技术之外的摩擦部件的
制动性能的实验结果。
[0032]图5是比较根据本专利技术的示例性摩擦部件的制动性能与本专利技术之外的摩擦部件的制动性能的实验结果。
具体实施方式
[0033]图1示出了根据本专利技术的用于形成摩擦部件的纤维增强的示例性纤维预成型件1。所考虑的摩擦部件在此是制动圆盘，特别地是由碳/碳复合材料制成的用于车辆制动器的制动圆盘，并且特别地用于赛车的制动圆盘。然而，本专利技术保持可应用于其他摩擦部件，如用于飞行器的制动圆盘。
[0034]通过针刺编织的螺旋纤维织物获得纤维预成型件1。通过纱线的三维或二维编织可以获得编织的螺旋纤维织物。可以由碳纤维纱线形成纤维预成型件1。纤维预成型件1包括彼此被叠置和针刺的几个纤维层111、131和121。纤维层111、131和121最初限定已被针刺的单个螺旋纤维织物，以形成纤维预成型件1。针刺是本身已知的机械粘结方法，其中纤维结构被悬挂纤维的倒钩针穿过。这导致在横向于这些纤维层的方向上纤维从一个纤维层转移至另一个纤维层，从而在纤维层111、131和121之间产生机械粘结。纤维预成型件1可以具有例如，所示例的环形形状。图1示出了沿着纤维预成型件1的厚度截取的截面。
[0035]如上所述，纤维预成型件1包括陶瓷颗粒，其仅存在于旨在限定摩擦部件的摩擦面F1和F2的区域的侧面上。换言之，陶瓷颗粒选择性地位于旨在限定摩擦部件的摩擦面F1和F2的区域的侧面上，并且不存在于纤维预成型件的中心部分中。纤维预成型件1不具有沿着其厚度均匀分布的陶瓷颗粒。
[0036]因此，纤维预成型件1包括第一部分1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于形成由复合材料制成的摩擦部件的纤维增强的纤维预成型件(1)，该纤维预成型件包括编织的螺旋纤维织构，该编织的螺旋纤维织构限定纤维层(111；121；131)的叠置，所述织构是针刺的，并且限定：
‑
第一部分(11)和第二部分(12)，每个旨在限定摩擦部件的不同的摩擦面(F1；F2)，并且每个包括至少一个包含陶瓷颗粒的纤维层(111；121)，所述陶瓷颗粒不连续地存在于所述第一部分和所述第二部分的纤维层的表面上，在摩擦面处，在包含所述陶瓷颗粒的区域与没有陶瓷颗粒的区域之间具有交替，以及
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中间部分(13)，位于所述第一部分与所述第二部分之间，并且包括至少一个纤维层(131)，所述中间部分没有陶瓷颗粒。2.根据权利要求1所述的纤维预成型件(1)，其中所述第一部分(11)和所述第二部分(12)每个都包括第一纤维层和第二纤维层，所述第一纤维层具有存在所述陶瓷颗粒的第一区域(112)，所述第二纤维层叠置在所述第一纤维层上，所述第二纤维层具有存在所述陶瓷颗粒的第二区域(114)，所述第二区域不覆盖所述第一区域。3.根据权利要求1或2所述的纤维预成型件，其中所述陶瓷颗粒存在于沿着所述第一部分(11)和所述第二部分(12)的纤维层的径向方向(DR)延伸的区域(112；114；116)中。4.一种由复合材料制成的摩擦部件，所述摩擦部件包括根据权利要求1至3中任一项所述的纤维预成型件(1)以及存在于所述纤维预成型件的孔隙中的基质。5.根据权利要求4所述的摩擦...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里斯，
申请(专利权)人：赛峰着陆系统，
类型：发明
国别省市：