硅-碳复合材料刹车盘的精炼工艺制造技术

本发明专利技术涉及刹车盘制备领域，具体关于硅

【技术实现步骤摘要】
硅
‑
碳复合材料刹车盘的精炼工艺


[0001]本专利技术涉及刹车盘制备领域，尤其是一种硅
‑
碳复合材料刹车盘的精炼工艺。

技术介绍

[0002]刹车盘是汽车制动系统的重要组成部分，制动性能的好坏直接关系到车辆的行驶安全。目前广泛使用的铸铁刹车盘导热率低、易热裂、耐磨性差，需要加以改进；用重量轻、性能优良的金属基复合材料刹车盘替代铸铁刹车盘是汽车刹车盘今后的主要发展方向；同时，汽车产业作为我国的支柱产业之一，近年来发展迅速，对刹车盘的需求量也非常巨大的。
[0003]申请号为CN201811275797.0的中国专利申请，公开了一种碳/碳
‑
碳化硅
‑
碳化锆刹车盘的制备工艺，解决了现有技术制备工艺步骤繁琐、成本较高，及较难实现工业化生产的问题。采用的技术方案是一种碳/碳
‑
碳化硅
‑
碳化锆刹车盘的制备工艺，包括：带通孔的碳/碳刹车盘胚体制备、碳/碳
‑
碳化硅
‑
碳化锆刹车盘制备。其中碳/碳
‑
碳化硅
‑
碳化锆刹车盘制备是碳/碳刹车盘胚体包埋在硅锆合金的熔渗剂粉料中，在高温下熔硅浸渗。该专利技术将硅锆合金作为熔渗剂浸渗对碳/碳刹车盘胚体改性，增加了ZrC相，提升了碳陶刹车盘的抗氧化性能，在制备过程中不需要再制备防氧化涂层，简化了制备工艺，同时采用热压、碳化、熔融金属浸渗生产周期短，单位成本较低，对设备要求简单，适用于工业化批产。
>[0004]申请号为CN202010473214.6的中国专利申请，公开了控制钛和碳化硅颗粒充分反应的方法及其制备的制动盘，通过对铝基复合熔液进行中频电磁搅拌，经磁力多次脉动的作用，使得氟钛酸钾与碳化硅粉相互对撞次数增加，加速了氧化反应过程，减少了氟盐和碳在铝合金中数量，在碳化硅与氟钛酸钾的制备过程中Ti和SiC反应后颗粒直径较大容易颗粒团聚，质量比大于铝，容易下沉，造成碳化硅在铝液中不均匀的现象，使得铝基复合熔液颗粒均匀分布，流动性好，提高了材料成型效果，提高铝基复合材料的显微硬度和抗拉强度；通过该专利技术公开的控制钛和碳化硅颗粒充分反应的方法，将铝基铸造熔液按设计要求制备成铝基制动盘，受力强度均匀，表面粗糙度均匀，摩擦性能稳定。
[0005]申请号为CN201711024758.9的中国专利，公开了一种利用碳纤维预浸带制备C/SiC材料刹车盘的方法，将碳纤维预浸带裁剪为长度3
‑
10mm的短碳纤维带并压制成刹车盘坯体，再将坯体碳化得到碳/碳预制体，最后经渗碳处理即制得产品，所述渗碳处理是指，将碳/碳预制体置于石墨坩埚中，在真空或惰性气氛保护下，在1550
‑
1650℃下加热处理0.5
‑
2h，而后随炉降温冷却即完成渗碳处理。该专利技术的C/SiC复合材料在碳碳预制体的制备上具有成本较低、工艺周期短、制备过程无污染、简单可控等优点，有望于在C/SiC复合刹车盘上得到广泛的应用。
[0006]以上专利及现有技术，仍存在一些问题有待进一步解决：1）涂层中存在较多裂纹；2）涂层的高温稳定性差；3）涂层防氧化温度范围较窄，难以满足低温至高温的全温区范围长寿命防氧化；4）涂层的抗高温冲刷性能差；5）生产成本高，制作工艺复杂，合成周期长等。

技术实现思路

[0007]针对上述
技术介绍
中提出的技术问题，本专利技术提供了一种硅
‑
碳复合材料刹车盘的精炼工艺。本方法制备的刹车盘具备优异的抗氧化能力及抗弯曲强度，提高了刹车盘的使用寿命。
[0008]为实现上述目的，达到上述技术效果，本专利技术采用如下技术方案：一种硅
‑
碳复合材料刹车盘的精炼工艺，其操作步骤为：S1：按重量份，称取15
‑
40份MoSi2、30
‑
60份Si、5
‑
10份C、5
‑
10份Cr、1
‑
4份促进烧结剂、2
‑
3份粘结剂放入反应釜，经超声波分散后，得混合浆料；S2：将混合浆料均匀的刷涂于硅
‑
碳复合材料刹车盘表面，并于室温下晾干，重复刷涂2
‑
3次后放入烘箱中60
‑
80℃下烘干；S3：将刷涂烘干后的硅
‑
碳复合材料刹车盘表面，放入真空碳管烧结炉中，在氩气气氛下，烧结。
[0009]优选的，所述促进烧结剂为氧化钙或氧化镁或氧化硅或氧化铜中的一种或几种。
[0010]优选的，所述超声波分散时间为10
‑
30min。
[0011]优选的，所述真空碳管烧结炉的温度为1350
‑
1650℃，烧结时间为15
‑
45min。
[0012]优选的，所述粘结剂为有机金属粘结剂，其制备方法为：S1：按重量份，在高压反应釜中将2
‑
5份三氯化铬、10
‑
20份对巯基对苯二甲酸和100
‑
140份DMF混合均匀，通入氮气，搅拌反应；S2：之后加入15
‑
22份乙烯基三甲氧基硅烷，2
‑
5份二烯丙基双酚A，3
‑
6份叔丁基醇钠，搅拌反应，反应结束后蒸馏除去DMF；S3：再加入300
‑
500份硅溶胶，持续搅拌20
‑
50min，得到有机金属粘结剂。
[0013]优选的，所述S1的反应温度为60
‑
70℃，时间为50
‑
120min。
[0014]优选的，所述S2的反应温度为60
‑
80℃，时间为100
‑
150min。
[0015]上述公开方案中，有机金属粘结剂制备机理为：（1）三氯化铬与对巯基对苯二甲酸生成对巯基有机金属铬络合物；（2）乙烯基三甲氧基硅烷，二烯丙基双酚A继续与对巯基有机金属铬络合物发生巯基加成反应；得到含有机金属的三甲氧基硅烷；再加入硅溶胶，得到有机金属粘结剂。
[0016]本专利技术的一种硅
‑
碳复合材料刹车盘的精炼工艺，与现有技术相比，具有以下显著效果：1、本专利技术制备的硅
‑
碳复合材料刹车盘，在1500℃氧化30h后，试样失重率为1.72%，涂层仍保存完好，没有出现剥离或脱落现象；该粘结剂能够引入含有机金属的硅溶胶，因此可以增强材料的化学稳定性和耐氧化性，有机金属可以起到催化剂的作用，使硅溶胶更加牢固地附着在材料表面，从而提高了材料的抗氧化能力；2、本专利技术采用MoSi2‑
Si
‑
C
‑
Cr来制备涂料，在涂层应用过程中，硅溶胶能够形成一层均匀且致密的氧化硅保护层，隔绝了刹车盘表面和外界环境的接触，防止空气、水分和其他有害介质的侵蚀和氧化反应。同时，由于有机金属可以提高硅溶胶的附着性能，使得硅溶胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅
‑
碳复合材料刹车盘的精炼工艺，其特征在于：其操作步骤为：S1：按重量份，称取15
‑
40份MoSi2、30
‑
60份Si、5
‑
10份C、5
‑
10份Cr、1
‑
4份促进烧结剂、2
‑
3份粘结剂放入反应釜，经超声波分散后，得混合浆料；S2：将混合浆料均匀的刷涂于硅
‑
碳复合材料刹车盘表面，并于室温下晾干，重复刷涂2
‑
3次后放入烘箱中60
‑
80℃下烘干；S3：将刷涂烘干后的硅
‑
碳复合材料刹车盘表面，放入真空碳管烧结炉中，在氩气气氛下，烧结。2.根据权利要求1所述的硅
‑
碳复合材料刹车盘的精炼工艺，其特征在于：所述促进烧结剂为氧化钙或氧化镁或氧化硅或氧化铜中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的硅
‑
碳复合材料刹车盘的精炼工艺，其特征在于：所述超声波分散时间为10
‑
30min。4.根据权利要求1所述的硅
‑
碳复合材料刹车盘的精炼工艺，其特征在于：所述真空碳管烧结炉的温度为1350
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪军，
申请(专利权)人：烟台奥森制动材料有限公司，
类型：发明
国别省市：