[发明专利]一种低磨损汽车碳/陶刹车片的制备方法

权利要求书

1.一种低磨损汽车碳/陶刹车片的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤1：制备三维针刺预制体，将三维针刺预制体进行高温热处理，处理气氛为Ar气；

步骤2：将高温热处理后的三维针刺预制体通过化学气相渗透CVI沉积热解碳，先驱体为CH₄和C₃H₈，得到密度为0.8g/cm³-1.2g/cm³的碳/碳复合材料；

步骤3：将TiC粉末加入酚醛树脂溶液中，加入固化剂，球磨后得到含TiC粉末的TiC酚醛树脂溶液；

步骤4：将步骤2中密度为0.8g/cm³-1.2g/cm³的碳/碳复合材料在真空炉中进行真空压力浸渍步骤3所得的TiC酚醛树脂溶液，浸渍过程中通过惰性气体加压；浸渍完成后，取出，在烘箱内进行固化；

步骤5：将步骤4中浸渍后的碳/碳复合材料通过碳化炉进行碳化处理，得到密度为1.2-1.7g/cm³的含碳化钛的碳/碳复合材料；

步骤6：将步骤5所得的含碳化钛的碳/碳复合材料进行渗硅处理，反应熔体为硅或硅合金，获得具有密度为1.9g/cm³-3.0g/cm³的碳/陶复合材料；

步骤7：将步骤6所得的碳/陶复合材料经加工和打磨后制备相应规格型号的碳/陶刹车片。

2.根据权利要求1所述的低磨损汽车碳/陶刹车片的制备方法，其特征在于，步骤1所用碳纤维三维针刺预制体为长纤维和短纤维三维针刺而成，预制体呈板状，尺寸为400*400*20-40mm。

3.根据权利要求2所述的低磨损汽车碳/陶刹车片的制备方法，其特征在于，步骤1中，首先将牌号为T700的C纤维制成短纤维胎网和无纬布，然后将单层0°无纬布、胎网、90°无纬布、胎网依次循环铺层，然后利用棱边带下倒钩刺的针对无纬布和胎网进行针刺；倒钩刺在针刺过程中将胎网层纤维带向垂直方向，使无纬布和胎网连成一体，针刺孔密度为10个/cm2；经反复叠层、针刺后得到三维针刺预制体；预制体密度约为0.45g/cm3，碳纤维的体积含量约为40vol.％，层密度约为14层/10mm。

4.根据权利要求1所述的低磨损汽车碳/陶刹车片的制备方法，其特征在于，步骤1中，高温热处理的温度为1800℃-2600℃，保温时间0.5h～6h。

5.根据权利要求1所述的低磨损汽车碳/陶刹车片的制备方法，其特征在于，步骤2中，沉积温度为900℃-1100℃，沉积时间为100h-300h。

6.根据权利要求1所述的低磨损汽车碳/陶刹车片的制备方法，其特征在于，步骤3中，加入固化剂为六次甲基四氨，加入的固化剂的量为树脂溶液质量的1％。

7.根据权利要求6所述的低磨损汽车碳/陶刹车片的制备方法，其特征在于，步骤3中，将TiC粉末和硅烷偶联剂加入丙酮中，在60℃的水浴搅拌反应两小时后烘干备用，将前述表面处理后的TiC粉末加入酚醛树脂溶液中，加入固化剂，球磨24-48h后得到含TiC粉末的TiC酚醛树脂溶液。

8.根据权利要求1所述的低磨损汽车碳/陶刹车片的制备方法，其特征在于，步骤4中，浸渍压力为0.5MPa-2MPa，保压时间为0.5h-2h；烘箱内固化的温度为80-150℃。

9.根据权利要求1所述的低磨损汽车碳/陶刹车片的制备方法，其特征在于，步骤5中，碳化温度为800℃-1000℃，碳化处理时间为1h-4h。

10.根据权利要求1所述的低磨损汽车碳/陶刹车片的制备方法，其特征在于，步骤6中，渗硅处理的反应温度为1300℃-1900℃，保温时间0.5h-4h，随炉自然冷却至室温。