[发明专利]一种无湿态衰减碳/碳复合材料飞机刹车盘的制备方法

说明书

本发明涉及飞机用碳刹车盘的制备方法技术领域，尤其是一种无湿态衰减碳/碳复合材料飞机刹车盘的制备方法，包含以下步骤：制作刹车盘预制体→高温热处理→致密化处理→石墨化处理→机加工→疏水性防护涂层处理→精加工步骤，本发明利用紧凑完善的工艺步骤，获得摩擦磨损性能较为优异的刹车盘，并在工艺中采取辅助措施控制刹车盘预制体的密度以及CVD处理后刹车盘预制件的密度，配合疏水性防护涂层，一并提高刹车盘在湿态环境下的摩擦磨损性能，使碳/碳复合材料飞机刹车盘湿态环境下刹车性能无衰减。

技术领域

本发明涉及飞机用碳刹车盘的制备方法技术领域，尤其是一种无湿态衰减碳/碳复合材料飞机刹车盘的制备方法。

背景技术

碳/碳复合材料是一类碳纤维增强碳基体复合材料，具有良好的摩擦性能，而且密度小、抗热震性能好、高温强度高，是目前主要的飞机刹车材料，在波音B747、B757及空客A300、A320等大型民航客机及国内外军用飞机上得到了广泛的应用。飞机刹车盘是飞机实现制动和保证飞行安全的关键部位材料，材料的刹车性能直接决定了飞机的制动效果。由于飞机需要在不同的环境、气候等条件下飞行，尤其是军用飞机，为保证飞行安全，这就要求飞机刹车盘在不同的环境状况下都应具有良好的刹车性能。

飞机碳/碳复合材料刹车盘在正常条件下刹车性能良好，但在潮湿、盐雾等环境条件下，刹车性能会有一定程度的湿态“衰减”，即湿态摩擦系数降低、刹车性能退化等，这将严重影响碳/碳复合材料刹车装置的可靠性和安全性。文献1“C/C复合材料飞机刹车盘湿态刹车性能研究，崔鹏，卢钢认，陈志军. 炭素技术，2004，23(4):12-14”通过对比分析了英国Dunlop公司及采用不同工艺方法制备的C/C复合材料在正常条件和湿态条件下的摩擦磨损性能，指出国内生产的刹车盘仍存在湿态衰减现象。至今，这一问题仍然没有得到根本性的改变。

发明内容

为了克服现有的飞机刹车盘在湿态环境下刹车性能的衰减的不足，本发明提供了一种无湿态衰减碳/碳复合材料飞机刹车盘的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无湿态衰减碳/碳复合材料飞机刹车盘的制备方法，包含以下步骤：

①制作刹车盘预制体步骤：将无纬布和碳纤维网胎通过针刺正交编织工艺制作刹车盘预制体，其中，无纬布的重量百分率为80%～90%，可以为80%、85%或90%，碳纤维网胎的重量百分率为10%～20%，可以为10%、15%或20%；

②高温热处理步骤：将步骤①所制作刹车盘预制体放入高温炉中进行热处理；

③致密化处理步骤：将步骤②高温热处理后的刹车盘预制件通过化学气相沉积（CVD）进行致密化处理；

④石墨化处理步骤：将步骤③得到的刹车盘预制件进行石墨化处理；

⑤机加工步骤：将步骤④得到的刹车盘预制件进行机加工，得到半成品刹车盘；

⑥疏水性防护涂层处理步骤：将步骤⑤得到的半成品刹车盘的表面施加疏水性防护涂层处理；

⑦精加工步骤：将步骤⑥得到的涂层后半成品刹车盘进行精细加工，最终得到碳/碳复合材料刹车盘成品。

优选的，所述步骤①中制作的刹车盘预制体的密度由中心向边缘逐渐降低，平均密度为0.50～0.55 g/cm³，可以为0.50g/cm³、0.52g/cm³、0.53g/cm³或0.55g/cm³。

优选的，所述步骤②的高温热处理温度为2000℃以上，可以为2000℃、2100℃或2200℃；