[发明专利]碳碳刹车盘改性浆料及碳碳刹车盘的制备方法

说明书

本发明公开了一种碳碳刹车盘改性浆料及碳碳刹车盘的制备方法，所述改性料浆由改性剂、悬浮剂和去离子水组成，其中改性剂由石墨粉、B₄C粉、碳化硅粉和碳粉组成，其质量百分比分别为：10～15％：20～35％：25～35％：30～40％。将按照上述步骤配制的改性料浆与树脂按照质量百分比为(20～30％):(70～80％)的比例进行混合配制成浸渍剂，利用真空加压工艺将上述配制的浸渍剂浸渗到C/C刹车盘预制体内，再对刹车盘预制体进行固化，对固化后的刹车盘预制体进行CVD致密化处理，最后经高温热处理得到碳碳刹车盘成品，通过本工艺方法制得的碳碳刹车盘，其各项综合性能均提高有效的改善，可广泛应用于刹车盘生产制造领域。

技术领域

本发明涉及刹车盘制备工艺领域，尤其是涉及一种碳碳刹车盘改性浆料及碳碳刹车盘的制备方法。

背景技术

由于C/C复合材料具有高比强、高比模、低密度、优良的导热性能以及高承载能力、长使用寿命等突出优点，目前已经占据飞机刹车市场的绝对主导地位。但随着应用规模的扩大，发现C/C刹车盘也存在一定的缺陷，具体表现在以下几个方面：

(1)静摩擦系数偏低，仅为0.12～0.18。为满足起飞线静刹车的需要，在飞机正常刹车7～10MPa的基础上，需增加一套20MPa左右的高压静刹车系统，飞机刹车系统的结构也更加复杂，这在一定程度上影响到了飞机刹车的可靠性和安全性。

(2)刹车时存在刹车力矩有前冲现象，并有抖动，刹车效率偏低。

(3)湿态刹车性能差，具体表现为清晨第一次刹车或雨天刹车时，刹车力矩偏低，这种情况通常称为“早晨病”。

(4)刹车温度偏高，正常着陆500～800℃，中止起飞时甚至1200℃以上。

为解决上述问题，因此，需要研发一种各项性能均优异的碳碳刹车盘。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳碳刹车盘改性浆料及碳碳刹车盘的制备方法，解决现有碳碳刹车盘静摩擦系数偏低、湿态刹车性能差和刹车温度偏高等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：配制一种改性料浆，并将其与树脂进行混合配制成浸渍剂，利用真空加压工艺将上述配制的浸渍剂浸渗到C/C刹车盘预制体内，再对刹车盘预制体进行固化，对固化后的刹车盘预制体进行CVI致密化处理，最后经高温热处理得到碳碳刹车盘成品。

所述改性料浆由改性剂、悬浮剂和去离子水组成，其质量百分比分别为：7～10％、1～2％和80～90％。其中改性剂包括质量百分比为10～15％的石墨粉，质量百分比为20～35％的B₄C粉，质量百分比为25～35％的碳化硅粉和质量百分比为30～40％的碳粉。将按照上述步骤配制的改性料浆与树脂按照质量百分比(20～30％):(70～80％)的比例进行混合配制成浸渍剂，利用真空加压工艺将上述配制的浸渍剂浸渗到C/C刹车盘预制体内，再对刹车盘预制体进行固化，对固化后的刹车盘预制体进行CVI致密化处理，最后经高温热处理得到碳碳刹车盘成品。

优先的，所述石墨粉、B₄C粉、碳化硅粉和碳粉粒径均为1～5μm。

优选的，所述石墨粉、B₄C粉、碳化硅粉和碳粉的优选质量百分比分别为：13％：28％：27％：32％。

一种碳碳刹车盘的制备方法，包括以下步骤：

1)浆料制备步骤，将质量百分比为10～15％的石墨粉、质量百分比为20～35％的B₄C粉、质量百分比为25～35％的碳化硅粉和质量百分比为30～40％的碳粉进行混合得改性剂；将改性剂加入去离子水中配置成改性浆料，并加入羧甲基纤维素钠作为浆料悬浮剂；其中，改性剂的质量百分比为7～10％，悬浮剂的质量百分比为1～2％，去离子水的质量百分比为80～90％；