[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

本發明公開了一種碳陶復合材料內陶瓷粉分布均勻、制備成本低的碳陶復合材料剎車盤制備方法，它包括以下步驟：⑴制備陶瓷漿料；⑵制備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；⑷粗加工；⑸氣相沉積；⑹精加工；本發明實現了在室溫下通過物理方式將陶瓷粉體及包括石墨粉或石墨烯的潤滑劑引入到碳纖維預制體中，經氣相沉積后制備得碳陶復合材料剎車盤，具有工藝簡單，生產周期短，制備成本低，耐磨性能好等特點；制備的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)。

技術領域

本發明涉及一種碳陶復合材料制備，具體地說是一種碳陶復合材料剎車盤及制備方法，特別是涉及一種碳陶復合材料內陶瓷粉分布均勻、制備成本低的碳陶復合材料剎車盤及制備方法。

背景技術

盤式制動器是目前乘用車最普遍使用的制動器，它具有結構簡單、反應迅速、效果穩定、易維修等優點。制動盤是盤式制動系統的核心部件，它的性能決定著汽車的制動安全性的駕駛舒適性。

碳陶剎車材料是近年來既粉末冶金剎車材料和C/C摩擦材料之后發展的一種高性能剎車材料。該材料不但具有現有摩擦材料的高強度、耐高沖擊，良好的導熱性和韌性，優良的摩擦系數等特點。還具備低密度，使用溫度高，磨耗低的優點，被公認為下一代理想剎車材料。

目前，碳陶復合材料的制備方法主要包括如下幾種：(1)化學氣相滲透沉積法（CVI），該方法是在高溫下通過硅有機物裂解產生的氣體沉積到預制體內部形成碳陶復合材料，其缺點是制備周期長，沉積陶瓷基體均勻性差，制備成本高；(2)先驅體浸漬裂解法（PIP），該方法是采用聚合物硅烷作為先驅體浸漬到多孔的纖維預制體中然后高溫裂解原位生成陶瓷基體，經過多次處理最終得到碳陶復合材料，其缺點是制備周期長，碳化硅在纖維上的附著力較差導致摩擦磨損過程中磨耗大；(3)熔融滲硅法（RMI），該方法是在高溫下將硅粉熔融，通過毛細作用滲透到碳纖維預制體中，然后與碳預制體中的熱解碳反應生成碳化硅最終得到碳陶復合材料。該方法簡單、快捷、成本較低，但存在著碳化硅顆粒粗大且分布不均勻，熔體硅不但與沉積碳反應也與碳纖維反應導致材料整體力學性能下降，且多余的硅影響碳陶復合材料的穩定性和高溫性能等缺點。

專利CN 1 02128225A 公開了一種碳陶復合材料剎車盤的制造方法，該方法先制備碳/碳坯體，然后通過加工滲硅通孔，最后熔滲得到碳陶復合材料剎車盤，該方法較傳統的熔滲工藝在結構上做了調整能提高碳/碳坯體的滲硅效率，改善了坯體內部碳化硅的均勻度，但是由于工藝本身的條件制約，導致碳化硅在材料內部仍然呈梯度分布，表面含量多內部含量少，從而影響產品摩擦性能的穩定性。

專利CN 1 05565839A 公開了一種碳陶剎車材料的制備方法和一種碳陶復合材料剎車盤的制造方法，該方法通過預先制備碳纖維預制體，在將配好的陶瓷漿料通過先真空后加壓的方式引入到碳纖維預制體中，然后高溫處理得到第一多孔碳/碳-陶瓷粉復合材料，最后高溫滲硅得到碳陶剎車材料。該方法雖然改善了碳化硅分布的均一性，但是基體里外仍然存在梯度差，且成型方法也相應變復雜，不利于工業化生產。

發明內容

本發明的目的是提供一種碳陶復合材料內陶瓷粉分布均勻、制備成本低的碳陶復合材料剎車盤及制備方法。

本發明是采用如下技術方案實現其發明目的的，一種碳陶復合材料剎車盤制備方法，它包括以下步驟：