[發明專利]一種飛機碳-碳復合材料剎車盤及其制作方法

有效

• 申請號: 201610120455.6
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN105697614B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 何永樂
• 申請（專利權）人: 西安航空制動科技有限公司
• 主分類號: F16D65/12
• 分類號: F16D65/12;B29C70/44;C04B35/83
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

一種飛機碳?碳復合材料剎車盤及其制作方法。飛機碳?碳復合材料碳剎車盤由碳纖維布或聚丙烯腈碳纖維氈或將碳纖維布和碳纖維氈疊在一起的復合層連續周向卷繞，以及徑向貫穿該卷繞層的碳纖維線和碳質基體復合構成，通過增密工藝和隨后處理得到飛機碳?碳復合材料剎車盤。所述碳剎車盤的兩個側面分別形成了第一摩擦面和第二摩擦面，并且隨著表面磨損，所述碳纖維布卷層的碳纖維線也成為摩擦面的組元。本發明碳盤的纖維取向，既有平行摩擦面的，又有垂直摩擦面的，或與摩擦面成一定角度的，有利于穩定和改善摩擦磨損性能。這與碳布平面疊層碳盤纖維均處于平行摩擦面的狀態是完全不同的，具有使用壽命較長、碳盤綜合性能較好的特點。

技術領域

本發明涉及飛機機輪剎車裝置領域，具體是一種飛機機輪剎車裝置用碳-碳復合材料剎車盤及其制作方法。

背景技術

飛機碳剎車是指構成剎車熱庫的剎車盤零件完全采用碳-碳復合材料制造的剎車裝置，較鋼剎車來說，具有重量輕、耐磨損、比熱高、高溫不粘接等優點，顯著提高了飛機使用技術性能以及可靠性、安全性、經濟性，因而在現代飛機上得到廣泛應用。飛機機輪剎車裝置用碳-碳復合材料剎車盤常簡稱飛機碳剎車盤，碳剎車盤或碳盤。一套碳剎車裝置的碳剎車盤包括一個壓緊盤、幾個動盤、幾個靜盤和一個承壓盤。在動盤的外圓周上開設有若干均布的鍵槽，用來與飛機機輪導軌配合；而在靜盤的內圓周上開設有若干均布的鍵槽，用來與剎車殼體導軌配合。在幾何結構上，碳剎車盤基本上是一個帶較大中心孔的兩個側面平行的圓盤或圓環。碳剎車盤的制造方式方法多樣，各有特點，并得到實際應用。碳布疊層法就是其中之一，如中國專利ZL90110359，1993年12月29日，公開了采用碳布疊層制備飛機碳剎車盤的方法。碳布疊層法的主要工序包括：落料-在碳纖維布(簡稱碳布)上剪裁或沖切碳布環；疊層-將多層碳布環疊放成碳布盤(亦稱碳盤骨架或預制體)；致密化-將碳布盤浸漬樹脂碳化增密，或采用化學氣相沉積(CVD)使碳布盤增密。碳布疊層制造的碳剎車盤結構由碳布和埋入碳布層間的碳質基體組成。不同的致密化工藝形成的碳質基體是不同的。采用浸漬樹脂碳化工藝得到的碳質基體是樹脂碳，而采用CVD工藝得到的碳質基體是沉積碳。由于碳布疊層得到的碳剎車盤是一種層壓板結構，這種碳剎車盤的不足主要是垂直于摩擦面的方向(即沿碳剎車盤中心軸向，簡記為Z向)導熱性差，平行于摩擦面的方向(即徑向)導熱性遠高于Z向導熱性，使用中容易分層、剝落等。另外，落料余下的大塊圓布片被廢棄，材料利用率低。因此，碳布疊層法的應用發展受限。

發明內容

為克服現有技術中存在的使用中容易分層、剝落的不足，本發明提出了一種飛機碳-碳復合材料剎車盤及其制作方法。

飛機碳-碳復合材料碳剎車盤由連續周向卷繞的碳纖維布和徑向貫穿該碳纖維布層的碳纖維線與碳質基體復合構成，或者由周向連續卷繞的聚丙烯腈碳纖維氈與徑向貫穿該碳纖維布層的碳纖維線及碳質基體復合構成，或者由周向連續卷繞的復合層與徑向貫穿該碳纖維布層的碳纖維線及碳質的基體復合構成；所述的復合層是將碳纖維布和碳纖維氈疊在一起得到的；所述碳剎車盤的兩個側面分別形成了第一摩擦面和第二摩擦面，并且所述第一摩擦面和第二摩擦面包括碳纖維布的卷層或碳纖維氈的卷層或多層碳纖維布與碳纖維氈的卷層以及碳質基體。

所述聚丙烯腈碳纖維線沿圓周方向和厚度方向均布；隨著表面磨損，所述碳纖維布卷層的碳纖維線也成為摩擦面的組元。

所述的碳質基體包括樹脂碳或瀝青碳或沉積碳，或者樹脂碳與瀝青碳與沉積碳的組合。

本發明提出的制備飛機碳-碳復合材料剎車盤的具體過程是：

步驟1、制備預制體：在圓筒工裝或圓紙筒上，先將碳纖維織物周向連續卷繞成一個碳纖維織物卷盤；在卷層中徑向植入沿圓周和厚度均布的碳纖維線，得到飛機碳-碳復合材料剎車盤的預制體。

步驟2，致密化：對得到的碳布盤進行致密化處理；所述的致密化采用液相浸漬碳化法，或者采用化學氣相沉積法，或者采用以液相浸漬碳化法為主、化學氣相沉積法為輔的復合工藝；通過致密化處理，得到飛機碳-碳復合材料剎車盤的毛坯。