【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于刹车盘，具体涉及一种复合碳纤维的碳陶刹车盘的复合工艺。
技术介绍
1、刹车片是动力机械和机动车辆必须装配的制动材料，其性能直接影响车辆、设备使用的稳定性和可靠性。碳纤维复合材料刹车片，是采用碳纤维为增强材料制成的一类摩擦材料，充分利用了碳纤维在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、导热好、耐热、耐摩擦等特点。
2、中国专利cn116373074a：公开了复合碳纤维的碳陶刹车盘的复合工艺及其设备，具体包括以下步骤：s1、高温回收：在复合碳纤维的碳陶刹车盘生产过程中，在进行浸渗固化处理、热处理、碳化处理等高温处理(温度≥100℃)工序时，均在回收机构的高温烘室内部进行，且在高温烘室内部高温处理后，一侧水箱由保温室运动至高温烘室内部，通过内部液态水对热量进行吸收；s2、余热烘干：在低温烘室进行短切碳纤维预浸料烘干等低温处理(温度＜100℃)工序时，涉及碳纤维复合材料制造
，解决了现有碳纤维碳陶刹车盘生产工艺，在生产过程中需要使用较多加热设备，以及加热后热量浪费，不仅增大了生产成本，且不符合节能环保的问题。
3、中国专利cn111892416a：提供了一种碳陶刹车材料的制备方法。该方法通过将低密度碳/碳坯体置于硅粉浸渍浆料中，浸渍完成后烘干，然后将硅粉浸渍后的碳/碳坯体装入硅化处理炉中，高温下碳坯体内的硅粉与坯体表面的沉积碳原位发生熔融化学反应，形成sic陶瓷相。该方法无需在熔融渗硅过程中使用工装坩埚，节省了装炉空间和渗硅原材料。且工艺简单，实施方便，渗硅量易控易调，形成的陶瓷相弥散性、均匀性
4、以上专利及现有技术制备的刹车盘，主要使用半金属摩擦材料、无石棉有机摩擦材料及少量石棉刹车片；由于石棉是强致癌物质，不符合环保要求；无石棉有机制动材料存在耐热性能低；半金属摩擦材料又存在密度较大、产生噪音等不足；尽管c/c复合材料性能优异，但其成本较高，通常只能在飞机及高档赛车上使用。
技术实现思路
1、针对上述常规方法制备的刹车盘的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种复合碳纤维的碳陶刹车盘的复合工艺。
2、本专利技术限定的一种复合碳纤维的碳陶刹车盘的复合工艺，制备得到的碳陶刹车盘的摩擦磨损性能得到显著提高，具有较好的摩擦磨损性能，线磨损率远远低于树脂基刹车片。具体操作步骤：
3、s1：按重量份，称取5-10份改性磷酸盐胶黏剂，20-30份有机金属钛改性陶瓷纤维，2-7份矿物纤维、1-3份芳纶纤维，10-20份石墨，5-10份腰果壳油摩擦粉，20-30份填料，3-5份环氧改性酚醛树脂，混合均匀后，热压；
4、s2：热压后的复合材料，在真空条件下，进行热处理；
5、s3：热处理后的复合材料，经加工成型，得复合碳纤维的碳陶刹车盘。
6、进一步地，其中所述的s1的热压温度为150-180℃。
7、进一步地，其中所述的s2的热处理温度为1500-1600℃。
8、进一步地，其中所述的填料为高岭土、滑石粉、硅灰石、钛白粉、重晶石粉中的一种或多种。
9、进一步地，其中所述的改性磷酸盐胶黏剂的制备方法为：
10、a1：按重量份，称取10-20份磷酸、3-7份氢氧化铝，于反应釜中，升温至80-100℃，反应50-90min；
11、a2：继续加入质量分数为2-10％的氧化铬粉末，继续在反应50-90min；
12、a3：反应结束后，冷却至室温，最后加入0.5-2份固化剂，升温至40-60℃，反应50-70min，得到改性磷酸盐胶黏剂。
13、进一步地，其中所述的有机金属钛改性陶瓷纤维的制备方法为：
14、b1：按照质量份数，取100-120份陶瓷纤维放于1500-1800份水中，加入3-6份3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷，于32-45℃下反应50-100分钟，过滤，烘干，制得3-异氰酸酯基硅烷处理的陶瓷纤维；
15、b2：按照质量份数，取3-6份硝酸钛，0.06-0.3份硝酸镧，5-10份6,6'-二羟基-2,2'-联吡啶，500-750份n,n-二甲基甲酰胺中，通入氮气，于32-45℃下反应40-80分钟，得到钛/镧有机金属前驱体；
16、b3：在反应釜中再加入80-100份3-异氰酸酯基硅烷处理的陶瓷纤维，0.08-0.6份四羟基二硼，2-4份辛酸亚锡，60-85℃下反应40-80分钟，过滤，干燥，得到有机金属钛改性陶瓷纤维。
17、进一步地，其中所述的固化剂为氧化铬、氧化铝、氧化镁、二氧化硅。
18、上述有机金属钛改性陶瓷纤维的制备方法为：
19、s1：陶瓷纤维表面羟基与3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷，制得3-异氰酸酯基硅烷处理的陶瓷纤维；
20、s2：硝酸钛，硝酸镧与6,6'-二羟基-2,2'-联吡啶生成金属配合物，得到钛/镧有机金属前驱体；
21、s3：3-异氰酸酯基硅烷处理的陶瓷纤维与四羟基二硼的羟基发生缩合反应，3-异氰酸酯基硅烷处理的陶瓷纤维与钛/镧有机金属前驱体的羟基的发生缩合反应，得到含二硼基团的有机金属钛改性陶瓷纤维。
22、通过采用上述技术，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
23、1、本专利技术制备的复合碳纤维的碳陶刹车盘，具有较高的抗弯强度、断裂韧性，可大幅提高刹车盘的力学性能；
24、2、含二硼基团的有机金属钛改性陶瓷纤维制备的复合碳纤维的碳陶刹车盘，有机金属钛促进了碳纤维与陶瓷基体的界面反应；此外，有机金属钛还可以通过化学气相沉积(cvd)等方法在碳纤维表面形成一层致密的钛碳化物(tic)保护层，提高碳纤维的抗氧化性能。
25、3、碳陶刹车盘的制备及性能提升：将制备好的复合碳纤维与陶瓷纤维进行混合，然后在一定温度和压力下进行热压成型，得到碳陶刹车盘；由于复合碳纤维的增强作用以及二硼基团和有机金属钛的改性效果，使得碳陶刹车盘的摩擦磨损性能得到显著提高；具有较好的摩擦磨损性能，线磨损率远远低于树脂基刹车片；
26、4、含二硼基团的有机金属钛改性陶瓷纤维制备的复合碳纤维的碳陶刹车盘，具有密度适中、使用寿命长、制动舒适、环保、价格适宜等优点。
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1.一种复合碳纤维的碳陶刹车盘的复合工艺，其操作步骤为：
2.根据权利要求1所述的复合碳纤维的碳陶刹车盘的复合工艺，其特征在于：所述的S1的热压温度为150-180℃。
3.根据权利要求1所述的复合碳纤维的碳陶刹车盘的复合工艺，其特征在于：所述的S2的热处理温度为1500-1600℃。
4.根据权利要求1所述的复合碳纤维的碳陶刹车盘的复合工艺，其特征在于：所述的填料为高岭土、滑石粉、硅灰石、钛白粉、重晶石粉中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的复合碳纤维的碳陶刹车盘的复合工艺，其特征在于：所述的改性磷酸盐胶黏剂的制备方法为：
6.根据权利要求5所述的复合碳纤维的碳陶刹车盘的复合工艺，其特征在于：所述的固化剂为氧化铬、氧化铝、氧化镁、二氧化硅。
7.根据权利要求1所述的复合碳纤维的碳陶刹车盘的复合工艺，其特征在于：所述的有机金属钛改性陶瓷纤维的制备方法为：
【技术特征摘要】
1.一种复合碳纤维的碳陶刹车盘的复合工艺，其操作步骤为：
2.根据权利要求1所述的复合碳纤维的碳陶刹车盘的复合工艺，其特征在于：所述的s1的热压温度为150-180℃。
3.根据权利要求1所述的复合碳纤维的碳陶刹车盘的复合工艺，其特征在于：所述的s2的热处理温度为1500-1600℃。
4.根据权利要求1所述的复合碳纤维的碳陶刹车盘的复合工艺，其特征在于：所述的填料为高岭土、滑石粉...
【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，王志钦，陈志远，
申请(专利权)人：烟台美丰机械集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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