[發明專利]一種碳/碳復合材料飛行器制動盤片的制備方法

在審

• 申請號: 202011264859.5
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112628326A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 賈纮;朱瑞源
• 申請（專利權）人: 甘肅新西北碳素科技有限公司
• 主分類號: F16D69/02
• 分類號: F16D69/02;F16D69/04;F16D69/00;C09K3/14
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 施艷榮

本發明提供了一種本發明實施例所述的碳/碳復合材料飛行器制動盤片的制備方法，用以解決現有技術中飛行器制動盤片制備周期長、機械強度低的問題。所述碳/碳復合材料飛行器制動盤片的制備方法，在制備圓環狀碳纖維制動盤片預制體和與相同尺寸墊盤的基礎上，將均勻分布有放射狀氣體通道的墊盤、預制體、尺寸大于預制體端面的石墨圓盤從下至上依次平放于沉積室內，石墨圓盤覆蓋于制動盤片預制體上；連接進氣裝置并抽真空后，再采用中頻感應加熱方式對預制體加熱，達到沉積溫度后，通入碳氫氣體與氮氣混合氣體進行滲碳并沉積預定時間，制得制動盤片。本發明降低了能耗，縮短了制動片生產周期，同時提高了制動盤片密度、機械強度和使用壽命。

技術領域

本發明屬于航空零部件制備領域，具體涉及一種碳/碳復合材料飛行器制動盤片的制備方法。

背景技術

軍用、民用飛機等飛行器在現代軍事及民用運輸中發揮著越來越重要的角色，飛行器的安全問題也不斷升級，其中起落是飛行安全的重要一環。飛行器在起落過程中，需要依靠制動盤片進行制動，因此，制動盤片的制動性能是保障飛行器安全起落的關鍵部件。現代飛行器通常采用碳/碳復合材料制動盤片。

現有技術中，航空用碳/碳復合材料制動盤片通常采用真空燒結爐為碳/碳材料的復合提供真空高溫環境，在均勻的熱環境中完成碳沉積。例如，申請號為201811527844.6的中國專利，公開了一種基于快速沉積工藝的碳/碳復合材料剎車盤制備設備及其制備方法，通過對沉積過程的速度場、氣體濃度場及溫度場分布的調整，來縮短剎車盤的生產周期。但是，制動盤片在均勻的熱環境中，無法保證對盤片任意厚度上的均勻滲碳，無法提高制動盤片的機械強度及使用壽命。

發明內容

鑒于現有技術中的上述缺陷或不足，本發明旨在提供一種碳/碳復合材料飛行器制動盤片的制備方法，采用中頻感應方式對碳纖維制動盤片毛坯進行加熱，同時通入含有碳及碳化硅氣體的混合氣體生成碳及碳化硅基體，提高制動盤片密度、機械強度及使用壽命，制備工藝簡單、便于精密控制，可實現批量生產。

為了實現上述目的，本發明實施例采用如下技術方案：

本發明實施例提供了一種碳/碳復合材料飛行器制動盤片的制備方法，所述飛行器制動盤片的制備方法包括如下步驟：

步驟S1，制備圓環狀碳纖維制動盤片預制體；

步驟S2，制備與圓環狀碳纖維制動盤片預制體端面尺寸相同的墊盤，所述墊盤上均勻分布有放射狀氣體通道；

步驟S3，將墊盤平放于沉積室內，碳纖維制動盤片預制體平放于所述墊盤上，再將尺寸大于預制體端面的石墨圓盤覆蓋于所述制動盤片預制體上；

步驟S4，連接沉積室的進氣裝置，此時進氣裝置閥門關閉；

步驟S5，對沉積室抽真空；

步驟S6，采用中頻感應加熱方式對沉積室內的墊盤和預制體進行加熱，達到沉積溫度后，打開進氣裝置閥門，通入碳氫氣體與氮氣混合氣體進行滲碳沉積；

步驟S7，沉積預定時間后，降溫并關閉進氣裝置，取出沉積后的碳/碳復合材料飛行器制動盤片毛坯，經后處理制得密度為1.7～2.0g/cm³的碳/碳復合材料制動盤片。

作為本發明的一個優選實施例，所述墊盤與預制體具有相同的端面，厚度為0.5～5mm；氣體通道是若干孔徑為2～6mm的氣孔，連通墊盤的上下端面，且均勻分布于整個墊盤，混合氣體由所述氣體通道進行定向流動。

作為本發明的一個優選實施例，所述墊盤為可碳化材料；后續加熱過程中，墊盤碳化。

作為本發明的一個優選實施例，所述碳纖維采用瀝青基碳纖維或聚丙烯晴基碳纖維。

作為本發明的一個優選實施例，所述預制體是采用瀝青基或聚丙烯晴基12k碳纖維單向布，通過疊層的方式制備的疊層結構預制體，并加以針刺。