【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及剎車盤制造，尤其涉及一種含摩擦層的碳陶剎車盤及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、剎車盤是安裝在汽車、摩托車等車輛上的一種重要零部件，用于制動車輛。它通常位于車輪之間，與剎車系統(tǒng)中的剎車鉗、剎車片等配合工作。剎車盤在汽車運行中主要起降速或者急停的作用，在突發(fā)狀況下關(guān)乎人的生命安全，因此尤為重要。剎車盤分為金屬剎車盤和碳陶剎車盤兩種常見類型。金屬剎車盤通常由鑄鐵、鋼或鋁合金制成，具有耐用性和較高的制動性能。碳陶剎車盤則由碳纖維和陶瓷材料制成，具有更輕、更高制動性能和耐磨性的特點，適用于高性能車輛。
2、目前碳陶剎車盤的制備工藝為針刺-碳化-高溫處理-化學(xué)氣相沉積-高溫處理-施加摩擦層-加工-滲硅-加工，其中摩擦層的設(shè)置是為了提升剎車盤的耐磨能力，穩(wěn)定摩擦系數(shù)。摩擦層和剎車盤由于熱膨脹系數(shù)的差異，容易在摩擦層產(chǎn)生裂紋，且因為物相分布不均導(dǎo)致摩擦層中產(chǎn)生的裂紋大小，裂紋形狀不均勻，在摩擦的時候容易在局部產(chǎn)生較大的應(yīng)力導(dǎo)致摩擦層的剝落。對此，提出一種含摩擦層的碳陶剎車盤，有效增加了摩擦層中裂紋分布的均勻性，極大的提升了摩擦層在摩擦?xí)r的穩(wěn)定性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)目的在于提供一種含摩擦層的碳陶剎車盤及其制備方法，針對摩擦層裂紋分布不均的情況，通過激光的預(yù)處理，增加了摩擦層中裂紋分布的均勻性，極大的提升了摩擦層在摩擦?xí)r的穩(wěn)定性。
2、為達(dá)此目的，本專利技術(shù)提供一種含摩擦層的碳陶剎車盤，所述含摩擦層的碳陶剎車盤包括基體層和設(shè)在基體層外表面的摩擦層。所述摩擦
3、優(yōu)選的，所述三角摩擦層單元的數(shù)量占總摩擦層單元數(shù)量的5-30％，所述四角摩擦層單元的數(shù)量占總摩擦層單元數(shù)量的70-95％。
4、優(yōu)選的，所述摩擦層厚度為0.5-3mm。
5、優(yōu)選的，所述裂紋的寬度為10-100μm。
6、優(yōu)選的，所述摩擦層中包含有粒徑為80-150微米的粗碳化硅顆粒和0.5-30微米的細(xì)碳化硅顆粒，所述粗碳化硅顆粒和所述細(xì)碳化硅顆粒的含量比例為1:1～10:1。
7、優(yōu)選的，所述摩擦層中碳化硅含量為50-80％，硅含量為20-50％。
8、本專利技術(shù)還提出一種含摩擦層的碳陶剎車盤的制備方法，用于制備上述含摩擦層的碳陶剎車盤，包括如下步驟：
9、s1：制備預(yù)定厚度的碳纖維預(yù)制體；
10、s2：將所述碳纖維預(yù)制體浸漬在40％的酚醛樹脂中，然后對碳纖維預(yù)制體進(jìn)行干燥處理得到浸漬體；
11、s3：對所述浸漬體進(jìn)行碳化處理得到碳化坯體，碳化溫度為800-1100℃，保溫4-6h；
12、s4：將所述碳化坯體在氮氣中進(jìn)行低溫石墨化處理得到石墨化坯體，處理溫度為1400-1800℃，保溫2h；
13、s5：將碳化硅和酚醛粉末混合均勻得到摩擦層壓制粉末，均勻的鋪設(shè)在在石墨化坯體上，然后在0.5-4mpa的壓力，150℃的溫度下加壓保持60min使其完全固化得到剎車盤預(yù)坯體；
14、s6：對所述剎車盤預(yù)坯體表面固化的摩擦層按所需圖案進(jìn)行激光雕刻，雕刻深度為0.05-0.2mm，雕刻完畢后進(jìn)行機械加工得到剎車盤坯體；
15、s7：將所述剎車盤坯體放入氮化硼坩堝中，然后放入高溫真空爐中進(jìn)行滲硅處理得到硅化坯體，所述氮化硼坩堝中預(yù)先放入剎車盤坯體質(zhì)量1.1倍的純硅粉，所述滲硅處理溫度為1600-1700℃，保溫時間為2-4h，爐膛壓力小于1000pa；
16、s8：對所述硅化坯體進(jìn)行表面打磨和外輪廓尺寸加工得到所述含摩擦層的碳陶剎車盤。
17、優(yōu)選的，將碳纖維單向布和碳纖維網(wǎng)胎作為一個單元層進(jìn)行堆疊，其中相鄰兩個單元層的碳纖維單向布的碳纖維方向呈90°夾角，堆疊一個單元后對樣品進(jìn)行針刺，反復(fù)堆疊單元層得到所需厚度的碳纖維預(yù)制體，所述針刺密度為50-200針/cm2。
18、優(yōu)選的，所述步驟s2和步驟s3至少進(jìn)行一次，使所述碳化體的密度達(dá)到1.25-1.45g/cm3。
19、優(yōu)選的，所述摩擦層壓制粉末中碳化硅粒徑為80-150微米，含量為45-75vol％，酚醛粉末為25-55vol％。
20、有益效果：本專利技術(shù)提供的含摩擦層的碳陶剎車盤，針對摩擦層和剎車盤由于熱膨脹系數(shù)的差異，容易在摩擦層產(chǎn)生裂紋，裂紋形狀不均勻容易在局部產(chǎn)生較大的應(yīng)力導(dǎo)致摩擦層的剝落的問題，通過對摩擦層的裂紋位置和形狀進(jìn)行規(guī)劃，使裂紋連通在摩擦層形成三角摩擦層單元或四角摩擦層單元，相對于無規(guī)則的裂紋分布，均勻分布的裂紋可使摩擦層具有更好的穩(wěn)定性，防止摩擦的時候局部力過大導(dǎo)致摩擦層的剝落，對于提高剎車盤的抗磨性具有重大的意義。四角摩擦單元的夾角較大，在摩擦?xí)r相比三角摩擦單元更不容易出現(xiàn)裂紋單元的應(yīng)力集中，可避免了摩擦單元的剝落。但是四角摩擦單元很難單獨存在，一般會伴隨三角摩擦單元出現(xiàn)，通過調(diào)整四角摩擦單元和三角摩擦單元的占比，可以平衡好剎車盤摩擦層的抗磨性能。
21、本專利技術(shù)還提出一種含摩擦層的碳陶剎車盤的制備方法，整個制備工藝制造方法簡單，采用激光雕刻實現(xiàn)對摩擦層的預(yù)處理，在滲硅的摩擦坯上進(jìn)行圖案雕刻，在滲硅后摩擦層中的裂紋優(yōu)先沿著預(yù)加工的圖案分布，有效增加了摩擦層中裂紋分布的均勻性，避免傳統(tǒng)工藝制備的摩擦層裂紋隨機亂序分布，且工藝難度較低，容易規(guī)模化生產(chǎn)。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種含摩擦層的碳陶剎車盤，所述含摩擦層的碳陶剎車盤包括基體層和設(shè)在基體層外表面的摩擦層，其特征在于，所述摩擦層表面具有若干裂紋，相鄰裂紋互相連通形成一摩擦層單元，所述摩擦單元包括三角摩擦層單元和四角摩擦層單元；所述三角摩擦層單元由三條裂紋連通圍成，所述四角摩擦層單元由四條裂紋連通圍成；所述三角摩擦層單元的面積為2-15mm2，所述四角摩擦層單元的面積為5-20mm2。
2.如權(quán)利要求1所述的含摩擦層的碳陶剎車盤，其特征在于，所述三角摩擦層單元的數(shù)量占總摩擦層單元數(shù)量的5-30％，所述四角摩擦層單元的數(shù)量占總摩擦層單元數(shù)量的70-95％。
3.如權(quán)利要求1所述的含摩擦層的碳陶剎車盤，其特征在于，所述摩擦層厚度為0.5-3mm。
4.如權(quán)利要求1所述的含摩擦層的碳陶剎車盤，其特征在于，所述裂紋的寬度為10-100μm。
5.如權(quán)利要求1所述的含摩擦層的碳陶剎車盤，其特征在于，所述摩擦層中包含有粒徑為80-150微米的粗碳化硅顆粒和0.5-30微米的細(xì)碳化硅顆粒，所述粗碳化硅顆粒和所述細(xì)碳化硅顆粒的含量比例為1:1～10:1。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種含摩擦層的碳陶剎車盤，所述含摩擦層的碳陶剎車盤包括基體層和設(shè)在基體層外表面的摩擦層，其特征在于，所述摩擦層表面具有若干裂紋，相鄰裂紋互相連通形成一摩擦層單元，所述摩擦單元包括三角摩擦層單元和四角摩擦層單元；所述三角摩擦層單元由三條裂紋連通圍成，所述四角摩擦層單元由四條裂紋連通圍成；所述三角摩擦層單元的面積為2-15mm2，所述四角摩擦層單元的面積為5-20mm2。
2.如權(quán)利要求1所述的含摩擦層的碳陶剎車盤，其特征在于，所述三角摩擦層單元的數(shù)量占總摩擦層單元數(shù)量的5-30％，所述四角摩擦層單元的數(shù)量占總摩擦層單元數(shù)量的70-95％。
3.如權(quán)利要求1所述的含摩擦層的碳陶剎車盤，其特征在于，所述摩擦層厚度為0.5-3mm。
4.如權(quán)利要求1所述的含摩擦層的碳陶剎車盤，其特征在于，所述裂紋的寬度為10-100μm。
5.如權(quán)利要求1所述的含摩擦層的碳陶剎車盤，其特征在于，所述摩擦層中包含有粒徑為80-150微米的粗碳化硅顆粒和0.5-30微米的細(xì)碳化硅顆粒，所述粗碳化硅顆粒和所述細(xì)碳化硅顆粒的含量比例...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉松青，劉凱，
申請(專利權(quán))人：深圳市佰斯倍新材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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