用于制造用于盘式制动器的复合纤维预制件的方法技术

示例性方法包括将中间层和碳纤维织物组合，其中该中间层包括高度取向的经研磨碳纤维层片，该碳纤维层片包括多个平面外碳纤维。该方法还包括围绕芯卷绕该中间层和该碳纤维织物以形成复合纤维预制件，该复合纤维预制件包括限定沿中心轴线延伸的环的多个层。该方法还包括使该复合纤维预制件致密化。包括使该复合纤维预制件致密化。包括使该复合纤维预制件致密化。

【技术实现步骤摘要】
用于制造用于盘式制动器的复合纤维预制件的方法


[0001]本公开涉及碳
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碳复合材料的制造，诸如由碳
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碳复合材料制成的飞行器制动衬块或盘的制造。

技术介绍

[0002]碳
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碳复合材料是包括碳基质和碳纤维增强材料的复合材料。碳
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碳(C
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C)复合材料部件可用于许多高温应用中。例如，航空航天工业采用C
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C复合材料部件作为商用和军用飞行器的摩擦材料，诸如摩擦制动材料。
[0003]一些碳
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碳复合材料，诸如用于航空航天工业的一些碳
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碳复合材料制动盘，可由包括碳纤维层的多孔预制件制造，其可使用包括化学气相沉积/化学气相渗透(CVD/CVI)、真空/压力渗透(VPI)或树脂转移模塑(RTM)在内的若干种工艺中的一种或多种来致密化以用碳渗透多孔预制件。

技术实现思路

[0004]在一些示例中，本公开描述了一种方法，该方法包括将中间层和碳纤维织物组合，其中中间层包括高度取向的经研磨碳纤维层片，该碳纤维层片包括多个平面外碳纤维；围绕芯卷绕中间层和碳纤维织物以形成复合纤维预制件，该复合纤维预制件包括限定沿中心轴线延伸的环的多个层；以及使复合纤维预制件致密化。
[0005]在一些示例中，本公开描述了一种复合纤维预制件，该复合纤维预制件包括碳纤维织物；和中间层，该中间层包括高度取向的经研磨碳纤维层片，该碳纤维层片包括多个平面外碳纤维，其中中间层和碳纤维织物围绕芯卷绕以形成复合纤维预制件，该复合纤维预制件包括限定沿中心轴线延伸的环的多个层，其中中间层和碳纤维织物至少部分地致密化。
[0006]在一些示例中，本公开描述了一种系统，该系统包括织物源，该织物源包括碳纤维织物；中间层源，该中间层源包括中间层，该中间层包括多个平面外碳纤维；和卷绕设备，该卷绕设备被构造成围绕芯卷绕碳纤维织物和中间层以形成复合纤维预制件，并且限定沿中心纵向轴线延伸的环，该复合纤维预制件包括：多个碳纤维织物层，该多个碳纤维织物层在平行于纵向轴线的轴向方向以及垂直于径向方向和轴向方向两者的周向方向上延伸，其中多个碳纤维织物层中的每一者包括基本上平行于轴向方向和周向方向取向的多个细长碳纤维；和多个中间层，该多个中间层在平行于纵向轴线的轴向方向以及垂直于径向方向和轴向方向两者的周向方向上延伸，其中中间层的多个平面外碳纤维基本上平行于径向方向取向并且被构造成机械地粘结一个或多个相邻碳纤维织物层。
[0007]在一些示例中，本公开描述了一种方法，该方法包括：在碳纤维织物上形成中间层以形成复合纤维织物，其中该中间层包含粘合剂；围绕芯卷绕复合纤维织物和中间层以形成复合纤维预制件，该复合纤维预制件包括限定沿中心轴线延伸的环的多个层；以及使复合纤维预制件致密化。
[0008]在另一示例中，本公开描述了一种复合纤维预制件，该复合纤维预制件包括：多个碳纤维织物层，该多个碳纤维织物层围绕纵向轴线周向地卷绕并且在平行于纵向轴线的轴向方向上延伸，其中多个碳纤维织物层中的每一者包括多个细长碳纤维；和多个中间层，该多个中间层围绕纵向轴线周向地卷绕并且在轴向方向上延伸，其中多个中间层中的每一者设置在多个碳织物层的连续层之间，并且包含被构造成机械地粘结一个或多个相邻碳纤维织物层的粘合剂。
[0009]在另一个示例中，本公开描述了一种系统，该系统包括：织物源，该织物源包括碳纤维织物；中间层源；和卷绕设备，该卷绕设备被构造成围绕芯卷绕碳纤维织物和中间层以形成复合纤维预制件，并且限定沿中心纵向轴线延伸的环，该纤维预制件包括：多个碳纤维织物层，该多个碳纤维织物层在平行于纵向轴线的轴向方向以及垂直于径向方向和轴向方向两者的周向方向上延伸，其中多个碳纤维织物层中的每一者包括多个细长碳纤维；和多个中间层，该多个中间层在平行于纵向轴线的轴向方向以及垂直于径向方向和轴向方向两者的周向方向上延伸，其中该中间层包含被构造成机械地粘结一个或多个相邻碳纤维织物层的粘合剂。
[0010]本公开的一个或多个示例的细节在以下附图和说明书中阐述。本公开的其他特征、目的和优点将从描述和附图以及从权利要求书中显而易见。
附图说明
[0011]图1是示出示例性轮和制动器组件的概念图，该轮和制动器组件可包括根据本公开的技术和结构特征形成的制动盘中的一个或多个制动盘。
[0012]图2是限定内径(ID)和外径(OD)两者的示例性定子制动盘的示意性透视图。
[0013]图3A是可用于制造本文所述的复合摩擦材料的示例性复合纤维预制件的示意性透视图。
[0014]图3B是如图3A所指示的复合纤维预制件的一部分的局部横截面。
[0015]图3C是可用于制造本文所述的复合摩擦材料的复合纤维预制件的横截面。
[0016]图4A是示出用于制造图3A的复合纤维预制件的示例性系统的概念图。
[0017]图4B是示出用于制造图3A的复合纤维预制件的另一示例性系统的概念图。
[0018]图5A是可用于制造本文所述的复合摩擦材料的示例性中间层的横截面。
[0019]图5B是可用于制造本文所述的复合摩擦材料的另一示例性中间层的横截面。
[0020]图5C是可用于制造本文所述的复合摩擦材料的另一示例性中间层的横截面。
[0021]图6A和图6B是示出在使用本文所述的技术制造的示例性摩擦复合材料以及示例性非织造摩擦复合材料的制动过程期间的示例性峰值温度的热图。
[0022]图7是使用本文所述的技术制造的示例性摩擦复合材料以及示例性非织造摩擦复合材料的峰值抗氧化剂温度与时间的曲线图。
[0023]图8是示出制造复合纤维预制件的示例性技术的流程图。
[0024]图9是示出制造复合纤维预制件的另一示例性技术的流程图。
具体实施方式
[0025]在一些示例中，本公开描述了复合摩擦材料和制造复合摩擦材料的方法，该复合
摩擦材料可用于例如形成碳
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碳复合材料制动盘或其他碳
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碳复合材料制动衬块。制造碳
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碳复合摩擦材料的方法可包括将基于碳纤维的织物和中间层卷绕在芯或芯轴上以形成复合纤维预制件。复合纤维预制件的层可按同心层布置，例如，卷绕成沿中心纵向轴线延伸的环和/或圆筒。该层内的碳纤维(例如，另选地通篇仅称为“纤维”)可主要在卷绕圆筒的轴向方向和周向方向上取向。
[0026]复合摩擦材料(诸如复合材料飞行器制动衬块)可在制动操作期间磨损。在飞行器制动器的示例中，增加制动衬块的使用寿命可通过增加耐磨销长度、降低摩擦材料的磨损率或两者来实现。通常，耐磨销已经处于最大长度。因此，降低制动衬块的磨损率可能是有益的。复合材料制动衬块中的纤维取向可影响磨损率和热导率。在一些示例中，用于形成呈环形制动盘形式的复合材料飞行器制动衬块的预制件可以包括径向和弦向(例如，周向)纤维织物区段的交替层，使得大部分纤维位于制动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，包括：将中间层和碳纤维织物组合，其中所述中间层包括高度取向的经研磨碳纤维层片，所述碳纤维层片包括多个平面外碳纤维；围绕芯卷绕所述中间层和所述碳纤维织物以形成复合纤维预制件，所述复合纤维预制件包括限定沿中心轴线延伸的环的多个层；以及使所述复合纤维预制件致密化。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳纤维织物包括多个碳纤维，其中所述碳纤维织物的所述多个碳纤维的具有基本上平面内取向的一部分大于或等于约50％，其中所述碳纤维织物的所述多个碳纤维的具有基本上平面外取向的一部分小于或等于约50％，并且其中所述平面外取向基本上平行于所述复合纤维预制件的径向取向，其中所述碳纤维织物包括碳毡，其中将所述中间层和所述碳纤维织物组合包括将所述中间层与所述碳毡组合以将所述多个平面外碳纤维中的一个或多个平面外碳纤维至少部分地引入到所述碳毡中。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：选择所述碳纤维织物或所述中间层中的至少一者的张力以增加或减小至少一个径向取向的碳纤维在所述碳纤维织物内延伸的径向长度的量；经由控制所述碳纤维织物或所述中间层中的至少一者的张力来加固所述中间层和所述碳纤维织物以增加所述复合纤维预制件的碳纤维体积分数，其中控制所述碳纤维织物或所述中间层中的至少一者的张力包括控制张力，使得碳纤维体积相对于所述复合纤维预制件的总体积的百分比介于约5％至约25％之间。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：围绕所述复合纤维预制件的外径卷绕压实层，其中所述压实...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：