[發明專利]一種無濕態衰減碳/碳復合材料飛機剎車盤的制備方法

在審

• 申請號: 202010742893.2
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111960840A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 樓建軍
• 申請（專利權）人: 常州翊翔炭材科技有限公司
• 主分類號: C04B35/83
• 分類號: C04B35/83;C04B35/52;C04B35/622;C04B41/87;B64C25/42
• 代理公司: 常州市夏成專利事務所(普通合伙) 32233
• 代理人: 沈毅

本發明涉及飛機用碳剎車盤的制備方法技術領域，尤其是一種無濕態衰減碳/碳復合材料飛機剎車盤的制備方法，包含以下步驟：制作剎車盤預制體→高溫熱處理→致密化處理→石墨化處理→機加工→疏水性防護涂層處理→精加工步驟，本發明利用緊湊完善的工藝步驟，獲得摩擦磨損性能較為優異的剎車盤，并在工藝中采取輔助措施控制剎車盤預制體的密度以及CVD處理后剎車盤預制件的密度，配合疏水性防護涂層，一并提高剎車盤在濕態環境下的摩擦磨損性能，使碳/碳復合材料飛機剎車盤濕態環境下剎車性能無衰減。

技術領域

本發明涉及飛機用碳剎車盤的制備方法技術領域，尤其是一種無濕態衰減碳/碳復合材料飛機剎車盤的制備方法。

背景技術

碳/碳復合材料是一類碳纖維增強碳基體復合材料，具有良好的摩擦性能，而且密度小、抗熱震性能好、高溫強度高，是目前主要的飛機剎車材料，在波音B747、B757及空客A300、A320等大型民航客機及國內外軍用飛機上得到了廣泛的應用。飛機剎車盤是飛機實現制動和保證飛行安全的關鍵部位材料，材料的剎車性能直接決定了飛機的制動效果。由于飛機需要在不同的環境、氣候等條件下飛行，尤其是軍用飛機，為保證飛行安全，這就要求飛機剎車盤在不同的環境狀況下都應具有良好的剎車性能。

飛機碳/碳復合材料剎車盤在正常條件下剎車性能良好，但在潮濕、鹽霧等環境條件下，剎車性能會有一定程度的濕態“衰減”，即濕態摩擦系數降低、剎車性能退化等，這將嚴重影響碳/碳復合材料剎車裝置的可靠性和安全性。文獻1“C/C復合材料飛機剎車盤濕態剎車性能研究，崔鵬，盧鋼認，陳志軍. 炭素技術，2004，23(4):12-14”通過對比分析了英國Dunlop公司及采用不同工藝方法制備的C/C復合材料在正常條件和濕態條件下的摩擦磨損性能，指出國內生產的剎車盤仍存在濕態衰減現象。至今，這一問題仍然沒有得到根本性的改變。

發明內容

為了克服現有的飛機剎車盤在濕態環境下剎車性能的衰減的不足，本發明提供了一種無濕態衰減碳/碳復合材料飛機剎車盤的制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種無濕態衰減碳/碳復合材料飛機剎車盤的制備方法，包含以下步驟：

①制作剎車盤預制體步驟：將無緯布和碳纖維網胎通過針刺正交編織工藝制作剎車盤預制體，其中，無緯布的重量百分率為80%～90%，可以為80%、85%或90%，碳纖維網胎的重量百分率為10%～20%，可以為10%、15%或20%；

②高溫熱處理步驟：將步驟①所制作剎車盤預制體放入高溫爐中進行熱處理；

③致密化處理步驟：將步驟②高溫熱處理后的剎車盤預制件通過化學氣相沉積（CVD）進行致密化處理；

④石墨化處理步驟：將步驟③得到的剎車盤預制件進行石墨化處理；

⑤機加工步驟：將步驟④得到的剎車盤預制件進行機加工，得到半成品剎車盤；

⑥疏水性防護涂層處理步驟：將步驟⑤得到的半成品剎車盤的表面施加疏水性防護涂層處理；

⑦精加工步驟：將步驟⑥得到的涂層后半成品剎車盤進行精細加工，最終得到碳/碳復合材料剎車盤成品。

優選的，所述步驟①中制作的剎車盤預制體的密度由中心向邊緣逐漸降低，平均密度為0.50～0.55 g/cm³，可以為0.50g/cm³、0.52g/cm³、0.53g/cm³或0.55g/cm³。

優選的，所述步驟②的高溫熱處理溫度為2000℃以上，可以為2000℃、2100℃或2200℃；