[发明专利]一种碳/碳摩擦材料再制造方法

说明书

本发明提供一种碳/碳摩擦材料再制造方法，包括以下步骤：损伤分析：采用目视和/或探测设备确定损伤区域大小及位置；损伤区域处理：采用铣削去除损伤区域后依次采用丙酮和无水乙醇清洗并烘干；补片加工：采用切削结合铣削加工补片；粘接剂的配置：粘接剂由硼改性酚醛树脂酒精溶液，低熔点玻璃粉，铝粉，硅粉，碳化钛粉和炭纤维混合而成；胶结：将粘接剂均匀涂覆在待修复区域和补片表面；固化：采用热压机在大气环境下加热固化；碳化：将固化后的材料在高温真空炉中加热碳化；采用防氧化涂层对已修复部位及其所在的碳/碳摩擦材料的非摩擦面进行防氧化处理；检验检测：对再制造后的目标零件进行检验。

技术领域

本发明提供一种碳/碳摩擦材料再制造方法，属于碳/碳复合材料技术领域。

背景技术

碳/碳复合材料具有密度低、热容量大、高温性能稳定等诸多优点，是一种先进的摩擦材料，广泛应用于飞机、工程赛车等的刹车系统。同时，碳/碳复合材料又是一种造价昂贵、技术含量高、高附加值的材料。因此对于由于表面起毛、划痕、凹坑、掉块等损伤造成不能使用的新材料，或者已经到达使用寿命的旧材料进行再制造，使其达到与完整新材料同等的性能和使用寿命，可以大幅度降低碳/碳摩擦材料的使用成本。而实现碳/碳摩擦材料再制造的关键在于对损伤区域的修复，由于碳/碳材料不能焊接，目前修复它们的方法之一是用耐熔金属或碳/碳复合材料本身制成的螺栓进行固定修复，但用这种方法工艺复杂，容易产生应力集中，结构重量增大，造成可靠性能和有效载荷下降。而粘接剂粘接作为一种将同质或异质物体表面连接在一起的技术，具有应力分布连续，重量轻等特点，是一种十分有效的碳/碳材料修复方法。

目前已开发出的碳/碳材料用粘接剂主要分为有机和无机两种。有机粘接剂经高温热处理后形成碳粘结层或硅粘接层，在室温条件下具有较高的结合强度，但由于其为单相结构，存在一定的局限性，断裂韧性低，抗热震性差。无机胶粘剂可以与C/C基体反应形成具有较高结合强度的碳化物结合层，耐温性能优异，但陶瓷层与C/C复合材料之间的热膨胀系数和弹性模量存在很大的不匹配，在制备温度冷却过程中会产生残余应力，导致粘接强度降低。因此，实现碳/碳摩擦材料的再制造技术的核心是研制出具有优异修复性能的粘接剂。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术的不足，从而提供一种碳/碳摩擦材料再制造方法，采用该技术再制造的碳/碳摩擦材料能够达到与新材料同等的性能和使用寿命，在室温到1500℃范围内均具有很高的剪切强度，并且在1300℃下热循环50次后仍具有很高的剪切强度。

本发明的目的还在于提供一种碳/碳摩擦材料再制造方法用粘接剂的制备方法。

本发明的目的还在于提供用上述粘接剂制备方法制备的粘接剂。

一种碳/碳摩擦材料再制造方法，包括损伤分析、损伤区域处理、补片加工、粘接剂的配置、胶结、固化、碳化、防氧化处理，步骤如下：

(1)损伤分析

直接采用目视和/或探测设备全面检查、分析判断待修复碳/碳摩擦材料损伤大小及位置，得出损伤区域；

(2)损伤区域处理

首先采用铣削机械加工方式去除步骤（1）检查得出的损伤区域表面，得到待修复区域，之后依次采用丙酮和无水乙醇超声清洗待修复区域表面并烘干，最后在120℃的大气环境下干燥2小时；

(3)补片加工

采用切削和铣削的加工方式加工出与待修复区域尺寸相同的碳/碳摩擦材料补片；

(4)粘接剂的配置