[發(fā)明專利]一種城市軌道車輛用炭陶制動(dòng)閘瓦及其制造方法

有效

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• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102659443A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李專;肖鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: C04B35/83
• 分類號: C04B35/83;C04B35/80;C04B35/565;F16D65/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 鄧建輝

1.一種城市軌道車輛用炭陶制動(dòng)閘瓦，以連續(xù)炭纖維為增強(qiáng)纖維，熱解炭和SiC陶瓷材料為基體材料，采用化學(xué)氣相滲透法制得熱解炭基體，采用定向熔硅浸滲法制得陶瓷基體，其特征在于：所述的陶瓷基體的各組分重量比如下：

炭纖維：12-24％；

熱解炭：16-32％；

碳化硅：18-46％；

硅銅化合物：6-19％；

鈦化碳：1-5％；

單質(zhì)銅：2-12％。

2.制造權(quán)利要求1所述的城軌車輛用炭陶制動(dòng)閘瓦的方法，其特征是：包括以下工藝步驟：

(1)、針刺炭纖維整體氈：

將單層0°無緯布、胎網(wǎng)、90°無緯布、胎網(wǎng)依次循環(huán)疊加，然后采用帶下倒鉤刺的針對疊加的無緯布和網(wǎng)胎進(jìn)行反復(fù)針刺制成炭纖維整體氈，其密度為0.40～0.60g/cm³之間；

(2)、高溫?zé)崽幚恚?/p>

將制得的炭纖維整體氈在高溫處理爐進(jìn)行900～1600℃的高溫?zé)崽幚恚?/p>

(3)、化學(xué)氣相滲透：

將經(jīng)過高溫?zé)崽幚砗蟮奶坷w維預(yù)制體進(jìn)行化學(xué)氣相滲透制得炭基體，得到密度為0.9～1.5g/cm³的低密度C/C多孔體材料；

(4)、石墨化處理：

將低密度C/C多孔體材料進(jìn)行1800～2400℃的石墨化處理；

(5)、機(jī)加工：

將C/C多孔體材料按閘瓦尺寸加工，并且加工出與骨架鉚接的沉孔；

(6)、熔滲劑配比：

由炭陶制動(dòng)閘瓦的預(yù)期密度和低密度C/C多孔體材料坯體密度兩者之差計(jì)算出熔融滲硅過程中需生成的SiC含量，進(jìn)而計(jì)算出硅與炭反應(yīng)中理論需硅量；取理論需硅量的1.1～2.0倍硅粉；同時(shí)為改善炭陶閘瓦的熱性能，添加20％～80％硅粉重量的銅粉，另外為改善銅粉和熱解炭的潤濕性，添加8％～12％銅粉重量的鈦粉；把粉末混合后制成熔滲劑；

(7)、定向熔硅浸滲：

將熔滲劑置于石墨坩鍋中鋪平，將C/C多孔體材料平鋪于熔滲劑上并輕壓；將石墨坩鍋疊置于高溫真空爐中進(jìn)行定向熔硅浸滲，使熔滲劑熔化后通過毛細(xì)管力的作用從下往上滲透C/C多孔體，制得密度為1.8～2.4g/cm³的炭陶摩擦塊；

(8)、鉚接：

將制得的炭陶摩擦塊與鋼制骨架鉚接，骨架兩端沖裁出插銷定位凹槽，制得城市軌道車輛用炭陶制動(dòng)閘瓦。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造城軌車輛用炭陶制動(dòng)閘瓦的方法，其特征是：上述步驟(2)中高溫?zé)崽幚頊囟葹?00～1600℃，全程時(shí)間5～20小時(shí)，壓力為微正壓即略微超過真空壓力表0刻度，氬氣惰性氣體保護(hù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造城軌車輛用炭陶制動(dòng)閘瓦的方法，其特征是：上述步驟(3)中化學(xué)氣相滲透的碳源氣體為甲烷、丙稀、丙烷或者天然氣，稀釋氣體為氮?dú)狻錃饣蚱浠旌蠚怏w，碳源氣體與稀釋氣體之比為1∶1～3，沉積時(shí)間為100～400小時(shí)，沉積溫度為900～1100℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造城軌車輛用炭陶制動(dòng)閘瓦的方法，其特征是：上述步驟(4)中石墨化處理溫度為1500～2400℃，全程時(shí)間15～30小時(shí)，壓力為微正壓即略微超過真空壓力表0刻度，氬氣惰性氣體保護(hù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造城軌車輛用炭陶制動(dòng)閘瓦的方法，其特征是：上述步驟(6)中硅粉純度為99.3％、粒度為0.01～0.1mm；Cu粉純度為99.8％，粒度為0.05～0.075mm；鈦粉純度為99％、粒度為0.04～0.07mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造城軌車輛用炭陶制動(dòng)閘瓦的方法，其特征是：上述步驟(7)中熔融滲硅的溫度為1500～1900℃、在最高溫度點(diǎn)保溫0.5～2.5h。