[发明专利]高温碳基刹车盘及其制作方法

权利要求书

1.一种高温碳基刹车盘，所述刹车盘包括碳纤维和基质，其特征是所述刹车盘的两个侧面形成第一摩擦面和第二摩擦面，所述碳纤维包括垂直碳纤维，垂直碳纤维沿刹车盘轴向分布，与摩擦面垂直，所述基质为C/C-SiC-Si₃N₄复合材料基质。

2.根据权利要求1所述的高温碳基刹车盘，其特征是所述基质为酚醛树酯、聚碳硅烷和聚氮硅烷按重量比100：（2-8）：（1-3）配比，在高温下碳化得到的C/C-SiC-Si₃N₄复合材料基质。

3.根据权利要求1所述的高温碳基刹车盘，其特征是所述碳纤维还包括缝绗碳纤维，缝绗碳纤维与第一摩擦面及第二摩擦面平行或呈一定角度分布，缝绗碳纤维作为摩擦面的组元。

4.一种制备权利要求1-3任一项所述的高温碳基刹车盘的制作方法，其特征是包括以下步骤：

（1）制备胶膜，酚醛树酯、聚碳硅烷和聚氮硅烷按重量比100：（2-8）：（1-3）的比例制得胶膜，胶膜克重200-220g/m²；

（2）制备酚醛碳纤维预浸料，用胶膜与碳纤维原布制得预浸料，酚醛树脂与预浸料的重量比33%-45%，碳纤维零度方向排布与胶膜粘合，制得单向酚醛碳纤维预浸料；

（3）制备碳纤维管筒，以刹车盘内径大小制成模具芯模，按照刹车盘的外径尺寸将步骤（2）中的酚醛碳纤维预浸料高压卷缠在模具芯模上，并沿管筒环向用碳纤维进行绗缝制得碳纤维管筒；

（4）碳纤维管筒固化，将步骤（3）得到碳纤维管筒进行加热固化，固化后脱模；

（5）分切，将固化的碳纤维管筒按照刹车盘坯体厚度要求进行横截面分切得到刹车盘毛坯体；

（6）碳化，毛坯体放入碳化炉中进行碳化，碳化炉温度1200℃，无氧环境；

（7）精加工，将碳化的刹车盘半成品进行机械加工制得高温碳基刹车盘成品。

5.根据权利要求4所述高温碳基刹车盘的制作方法，其特征是所述步骤（1）中酚醛树酯树脂残存率为45%以上，并且游离基小于0.02。

6.根据权利要求4所述高温碳基刹车盘的制作方法，其特征是所述步骤（3）中绗缝用人字纹绗缝，呈现±45°的交叉结构。

7.根据权利要求4所述高温碳基刹车盘的制作方法，其特征是所述步骤（4）中固化温度160-220℃，时间120-180分钟，前90分钟缓慢升温至160-220℃，升温速度≤2℃/分钟，温度达160-220℃保温30-60分钟。

8.根据权利要求4所述高温碳基刹车盘的制作方法，其特征是所述步骤（6）中将热处理炉抽真空至≤1KPa时升温；当升温至800-1000℃时，充Ar进行保护；继续升温至1200℃，保温1-2h进行高温热处理。