[發(fā)明專利]一種多孔陶瓷局部增強(qiáng)復(fù)合材料汽車剎車片的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210089532.1
• 申請(qǐng)日: 2022-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN114292126A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜之明;孫永根;費(fèi)巖晗;李含宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B38/10
• 分類號(hào): C04B38/10;C04B35/10;C04B35/622;C04B35/64;F16D69/02
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213
• 代理人: 侯靜

1.一種多孔陶瓷局部增強(qiáng)復(fù)合材料汽車剎車片的制備方法，其特征在于它包括以下步驟：

步驟一、多孔陶瓷預(yù)制體的制備

通過有機(jī)泡沫浸漬法制備得到多孔陶瓷預(yù)制體，具體過程為：

1)有機(jī)泡沫的預(yù)處理包括堿溶液處理、表面活性劑處理和粘結(jié)劑處理三個(gè)過程：首先將有機(jī)泡沫裁制成規(guī)定形狀后，置于10wt.％～20wt.％的NaOH溶液中，在40～60℃水浴恒溫條件下浸泡2h，浸泡后反復(fù)揉搓并用清水沖凈，晾干待用；而后采用1wt.％～2wt.％的CMC溶液對(duì)有機(jī)泡沫浸泡處理1h；最后采用15wt.％～20wt.％的硅溶膠對(duì)有機(jī)泡沫浸泡1h，以待掛漿備用；

2)按照陶瓷骨料、助燒劑、高溫粘結(jié)劑、低溫粘結(jié)劑、分散劑、流變劑、表面活性劑和漿料溶劑的順序依次加料，在攪拌電機(jī)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為400～600r/min的速度下攪拌20～40min后，加入消泡劑，然后在攪拌電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為400～600r/min的速度下攪拌5～15min；得到陶瓷漿料；其中，陶瓷漿料中陶瓷骨料占比為45wt.％～55wt.％，助燒劑質(zhì)量占比9wt.％～12wt.％，高溫粘結(jié)劑質(zhì)量占比4wt.％～5wt.％，低溫粘結(jié)劑質(zhì)量占比15wt.％～18wt.％，分散劑質(zhì)量占比0.2wt.％～0.5wt.％，流變劑和表面活性劑質(zhì)量占比0.2wt.％～0.5wt.％，消泡劑質(zhì)量占比為0.2wt.％～0.5wt.％，其余為蒸餾水；

3)將步驟1)處理后的有機(jī)泡沫擠壓排出空氣，放置于掛漿模具中，連帶模具整體浸入步驟2)得到的陶瓷漿料中，使之飽吸，直至完全排除內(nèi)部的空氣為止；取出控干，并放置于工作平臺(tái)，吹干；再次浸入陶瓷漿料中；反復(fù)掛漿4-6次；制備獲得多孔陶瓷坯體，即完成有機(jī)泡沫掛漿；

4)對(duì)步驟3)掛漿后的有機(jī)泡沫進(jìn)行燒結(jié)，具體燒結(jié)工藝如下：按照6～7℃/min的升溫速度由室溫升至200℃；然后再按照1℃/min的升溫速度由200℃升溫至700℃，在700℃下保溫120min后，在5℃/min的升溫速度由700℃升溫至1500℃；并在1500℃下保溫120min后，在8～9℃/min的降溫速度由1500℃降溫至1000℃，最后隨爐冷卻，得到多孔陶瓷預(yù)制體；

步驟二、多孔陶瓷局部增強(qiáng)汽車剎車片一體化成形

通過液態(tài)模鍛成形，將合金基體與多孔陶瓷陶預(yù)制體的一體化成形，制備獲得多孔陶瓷局部增強(qiáng)復(fù)合材料汽車剎車片。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔陶瓷局部增強(qiáng)復(fù)合材料汽車剎車片的制備方法，其特征在于所述的陶瓷材料為Al₂O₃、ZrO₂、SiC或TiB₂。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔陶瓷局部增強(qiáng)復(fù)合材料汽車剎車片的制備方法，其特征在于所述的有機(jī)泡沫為聚氨酯泡沫或聚酯泡沫。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔陶瓷局部增強(qiáng)復(fù)合材料汽車剎車片的制備方法，其特征在于所述的鋁合金基體為Al-Mg-Si系、Al-Mg-Si-Cu系、Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金或Mg-Al-Zn系鎂合金。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔陶瓷局部增強(qiáng)復(fù)合材料汽車剎車片的制備方法，其特征在于所述的助燒劑為硅石粉或高嶺土；所述的高溫粘結(jié)劑為膨潤土或滑石粉；所述的低溫粘結(jié)劑為工業(yè)硅溶膠；所述的分散劑為聚丙烯酰胺水溶液；所述的流變劑和表面活性劑均為羧甲基纖維素水溶液；所述的消泡劑為正辛醇；所述的漿料溶劑為蒸餾水。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔陶瓷局部增強(qiáng)復(fù)合材料汽車剎車片的制備方法，其特征在于所述的陶瓷漿料的粘度為300～400mPa.S，張角為12％～15％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔陶瓷局部增強(qiáng)復(fù)合材料汽車剎車片的制備方法，其特征在于步驟4)中所述的燒結(jié)是采用KJ-SJ17高溫升降爐進(jìn)行的。