[發明專利]碳陶復合材料剎車盤及制備方法

有效

• 申請號: 201911302480.6
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN110981518B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 廖寄喬;鄧華峰;李丙菊;石磊;李軍;王冰泉;彭信輝;劉學文;王躍軍;龔玉良
• 申請（專利權）人: 湖南金博碳素股份有限公司
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B35/84;C04B35/565;C04B35/622;C04B35/626;C04B35/584;C04B35/563;F16D69/02
• 代理公司: 益陽市銀城專利事務所(普通合伙) 43107
• 代理人: 陳禧

1.一種碳陶復合材料剎車盤制備方法，其特征是它包括以下步驟：

⑴制備陶瓷漿料：將陶瓷粉、分散劑、溶劑通過攪拌球磨混合均勻，調節溶液pH值，配制成懸浮的陶瓷漿料；陶瓷漿料中還包括潤滑劑，所述潤滑劑為石墨粉或石墨烯中的一種，以質量計，陶瓷粉：潤滑劑為1：0.1～0.3；制備的陶瓷漿料的pH值為11.8～12.0，陶瓷粉的固含量為15﹪～25﹪，粘度為80mPa.S～150mPa.S；

⑵制備碳陶復合材料剎車盤濕坯：按照圖紙將碳纖維網胎、碳纖維布交替層疊針刺成碳/碳預制體；由針刺機構對其針刺，所述針刺機構包括針座，針座上布置有注射針、針刺針；針刺時，由針刺針形成Z軸方向纖維，同時，由注射針將步驟⑴制備的陶瓷漿料注入碳/碳預制體，制成碳陶復合材料剎車盤濕坯；

⑶制備碳陶復合材料剎車盤干坯：將步驟⑵制備的碳陶復合材料剎車盤濕坯放入100℃～200℃的環境中處理6h～24h，制成碳陶復合材料剎車盤干坯，所述碳陶復合材料剎車盤干坯密度為1.05g/㎝³～1.8g/㎝³；

⑷粗加工：按照圖紙對碳陶復合材料剎車盤干坯進行粗加工，預留加工余量；

⑸氣相沉積：將步驟⑶制備的碳陶復合材料剎車盤干坯放入氣相沉積爐中進行氣相沉積；重復步驟⑷、⑸，至密度≥2.0g/㎝³，制成碳陶復合材料剎車盤；

⑹精加工：按照圖紙精加工制成碳陶復合材料剎車盤；所述碳陶復合材料剎車盤的開氣孔率為1﹪～3.5﹪，密度為2.0g/㎝³～2.3g/㎝³，抗彎強度為390MPa～480MPa，摩擦系數為0.35～0.42，磨損率為0.3×10^-7 ㎝³/(N·m)～0.5×10^-7㎝³/(N·m)。

2.根據權利要求1所述碳陶復合材料剎車盤制備方法，其特征是在步驟⑴中，所述陶瓷粉為碳化硅或氮化硅或碳化硼中的一種或多種，陶瓷粉粒徑為1μm～10μm，純度為99.0﹪；所述分散劑為聚乙烯醇或聚乙二醇或環氧樹脂或酚醛樹脂中的一種，所述溶劑為蒸餾水；以質量計，陶瓷粉：分散劑：溶劑為1：0.05～0.1：2.9～5.62。

3.根據權利要求1所述碳陶復合材料剎車盤制備方法，其特征是在步驟⑴中，所述石墨粉的粒徑為1μm～10μm，石墨粉純度為99﹪；石墨烯的粒徑為35μm～50μm，石墨烯純度為95﹪。

4.根據權利要求1所述碳陶復合材料剎車盤制備方法，其特征是在步驟⑴中，調節pH值所使用的酸是濃度30﹪的鹽酸，所使用的堿是丙烯酰胺或液氨。

5.根據權利要求1所述碳陶復合材料剎車盤制備方法，其特征是在步驟⑵中，所述碳纖維布為單向布，面密度為800g/m² ～ 1000g/m²；網胎的面密度為100g/m²～130g/m²；針刺深度為6㎜～25㎜，針刺密度4次/cm²～8次/cm²，注射密度1次/cm²～2次/cm²。

6.根據權利要求1所述碳陶復合材料剎車盤制備方法，其特征是在步驟⑵中，注射時的壓力為0.25MPa～0.40MPa，陶瓷漿料注射量為3.0g/㎝³～4.8g/㎝³，使碳陶復合材料剎車盤濕坯內陶瓷粉的引入量為0.45g/㎝³～1.2g/㎝³。

7.根據權利要求1所述碳陶復合材料剎車盤制備方法，其特征是在步驟⑵中，注射針與針刺針的個數比為1：4～6，注射針的長度比針刺針的長度長2±0.1㎜。

8.根據權利要求1所述碳陶復合材料剎車盤制備方法，其特征是在步驟⑸中，氣相沉積時，以天然氣或甲烷或丙烷為原料，沉積壓力1kPa～3kPa，沉積溫度950℃～1200℃。

9.一種如權利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述方法制備的碳陶復合材料剎車盤，其特征是所述碳陶復合材料剎車盤的開氣孔率為1﹪～3.5﹪，密度為2.0g/㎝³～2.3g/㎝³，抗彎強度為390MPa～480MPa，摩擦系數為0.35～0.42，磨損率為0.3×10^-7 ㎝³/(N·m)～0.5×10^-7㎝³/(N·m)。