[发明专利]一种碳基刹车材料的制备方法

说明书

本发明属于制动装置技术领域，公开了一种碳基刹车材料的制备方法，包括：将所述三维针刺毡预制体置于化学气相沉积炉中，采用CVI工艺进行沉积；再置于液相浸渍炉中，采用液相浸渍工艺进行增密；将所述经过浸渍的碳/碳复合材料坯体置于固化炉中进行固化；对所述固化后的碳/碳复合材料坯体进行机械加工；将所述经过机械加工的碳/碳工件进行RMI致密化处理，得到碳/陶刹车材料制品，是一种周期短、成本低、摩擦磨损性能优异的碳基复合材料制备方法。

技术领域

本发明属于制动装置技术领域，尤其涉及一种碳基刹车材料的制备方法。

背景技术

碳基复合刹车材料包括碳/碳复合材料与碳/陶复合材料，因其具有高比强度、高比模量、高热容、优异的高温力学性能、独特的摩擦磨损特性、抗烧蚀性及多方位可设计性等优点，已经成为国防、民用高端刹车领域的热门选材。其中碳/碳复合刹车材料的制备方法主要包括化学气相沉积法(CVI)与液相浸渍法，碳/陶复合刹车材料的制备方法主要是反应熔体浸渗法(RMI)。碳/碳复合材料与碳/陶复合材料已在飞机刹车领域广泛应用，并逐步向非航空领域发展。但是目前化学气相沉积法(CVI)制备的碳/碳复合材料刹车盘具有成本高、周期长的缺点，液相浸渍法制备的碳/碳复合材料刹车盘具有磨损量大的缺点，反应熔体浸渗法(RMI)制备的碳陶复合材料刹车盘具有刹车抖动的缺点。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种碳基刹车材料的制备方法，是一种周期短、成本低、摩擦磨损性能优异的碳基复合材料制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种碳基刹车材料的制备方法，所述方法包括：

S1，获取三维针刺毡预制体；

S2，将所述三维针刺毡预制体置于化学气相沉积炉中，采用CVI工艺进行沉积，得到碳/碳复合材料坯体；

S3，将所述碳碳复合材料坯体置于液相浸渍炉中，采用液相浸渍工艺进行增密，得到经过浸渍的碳/碳复合材料坯体；

S4，将所述经过浸渍的碳/碳复合材料坯体置于固化炉中进行固化，想得到固化后的碳/碳复合材料坯体；

S5，依次重复S3至S4，直到所述固化后的碳/碳复合材料坯体的密度达到预设密度；

S6，对所述固化后的碳/碳复合材料坯体进行机械加工，得到经过机械加工的碳/碳工件；

S7，将所述经过机械加工的碳/碳工件进行RMI致密化处理，得到碳/陶刹车材料制品。

本发明技术方案的特点和进一步的改进为：

(1)S2中采用CVI工艺进行沉积，沉积所用的碳源气体为天然气或者丙烯气。

(2)S2中采用CVI工艺进行沉积的过程中，沉积温度为800℃～1100℃，沉积时间为50h～100h。

(3)S3采用液相浸渍工艺进行增密时，采用的浸渍液位树脂，浸渍温度为50℃～75℃，浸渍压力为5atm～25atm，浸渍时间为8h～20h，从而得到经过浸渍的碳/碳复合材料坯体。

(4)S4将所述经过浸渍的碳/碳复合材料坯体置于固化炉中进行固化时，固化压力为3atm～8atm，固化温度为180℃。

(5)在到达固化温度之前进行升温，升温过程中采用0.3℃/min～0.8℃/min的升温速率，并分别在100℃、120℃、150℃与180℃保温1h。

(6)S5中预设密度为1.35～1.60g/cm3之间。