【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及剎車材料制備，具體涉及一種摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、陶瓷基復(fù)合材料作為新型剎車材料，和傳統(tǒng)材料相比，具有摩擦系數(shù)穩(wěn)定、摩擦損耗量小、制動(dòng)范圍大和壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。其中c/sic材料要比c/c材料制成的剎車材料性能更出色，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力更強(qiáng)。陶瓷基復(fù)合材料作為剎車材料，較大地提高了使用溫度，減小了剎車系統(tǒng)體積，提高了整車的安全性，其作為新一代剎車材料具有廣闊前景。
2、碳陶復(fù)合剎車材料的微觀結(jié)構(gòu)包含碳纖維增強(qiáng)相、碳基體、sic陶瓷基體及少量殘余si。sic陶瓷相為硬質(zhì)相，其作用是提高摩擦系數(shù)，但摩擦表面sic含量過(guò)高時(shí)，產(chǎn)生“犁溝”效應(yīng)而加速磨損；摩擦表面和近表面的si相在剎車過(guò)程中會(huì)因溫度過(guò)高而熔融，出現(xiàn)粘著磨損，嚴(yán)重影響剎車安全性；且由于sic和si耐磨性好，剎車盤在制動(dòng)過(guò)程中，難以形成穩(wěn)定的摩擦膜，這對(duì)摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性和制動(dòng)的平穩(wěn)性有很大的影響。增加填料對(duì)基體進(jìn)行改性，是改善碳陶復(fù)合材料摩擦性能的有效方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)的目的是提供一種摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤及其制備方法，以解決現(xiàn)有碳陶剎車盤在制動(dòng)過(guò)程中摩擦系數(shù)抖動(dòng)、制動(dòng)不平穩(wěn)以及磨損量大的問(wèn)題。
2、本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：提供一種摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤的制備方法，包括以下步驟：
3、(1)在填料中加入樹脂、有機(jī)溶劑和固化劑，混合均勻，制得漿料；
4、(2)將碳纖維預(yù)制體采用步驟(1)制
5、(3)將步驟(2)制得的帶有填料的碳/碳坯體進(jìn)行機(jī)械加工，得到碳/碳剎車盤，然后采用反應(yīng)熔滲法進(jìn)行陶瓷化處理，再進(jìn)行精加工，制得摩擦系數(shù)穩(wěn)定陶瓷剎車盤。
6、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本專利技術(shù)還可以做如下改進(jìn)：
7、進(jìn)一步，步驟(1)中，將填料和分散劑混合，進(jìn)行超聲處理后，再加入樹脂、有機(jī)溶劑和固化劑。
8、進(jìn)一步，分散劑為乙醇或丙酮。
9、進(jìn)一步，填料和分散劑的質(zhì)量比為1：45-55
10、進(jìn)一步，填料和分散劑的質(zhì)量比為1：50。
11、進(jìn)一步，超聲處理25-35min。
12、進(jìn)一步，超聲處理30min。
13、進(jìn)一步，步驟(1)中，填料、樹脂和有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為5-30：20-50：50-70。
14、進(jìn)一步，步驟(1)中，固化劑質(zhì)量為樹脂質(zhì)量的5-15％。
15、進(jìn)一步，步驟(1)中，填料為多壁碳納米管、石墨粉或二硫化鉬。
16、采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果為：以cnts形式在c/c預(yù)制體中加入過(guò)量的碳，可以顯著提高si的浸滲效率，從而提高c-sic復(fù)合材料的密度和微觀組織的均勻性，以獲得更好的摩擦性能；另外，未反應(yīng)的cnts及較低的殘余孔隙率可以提升材料的斷裂強(qiáng)度。石墨粉可減緩基體收縮，提高產(chǎn)碳率，很容易在對(duì)偶件表面上形成一層具有減摩、潤(rùn)滑作用的石墨膜，從而使摩擦變成兩石墨膜之間的摩擦，減緩摩擦面直接接觸，使磨損顯著降低，摩擦系數(shù)穩(wěn)定。二硫化鉬的加入有利于提高材料的致密性，改善摩擦材料的表面粗糙度，有效減小磨損過(guò)程中纖維的拔出與斷裂，大幅度降低磨損率。
17、進(jìn)一步，石墨粉的粒徑為1μm。
18、進(jìn)一步，步驟(1)中，樹脂為酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂。
19、進(jìn)一步，步驟(1)中，有機(jī)溶劑為乙醇或丙酮。
20、進(jìn)一步，步驟(1)中，固化劑為六次甲基四胺。
21、進(jìn)一步，步驟(1)中，于500-700r/min條件下攪拌3-5h，完成混合均勻過(guò)程。
22、進(jìn)一步，步驟(1)中，于600r/min條件下攪拌4h，完成混合均勻過(guò)程。
23、進(jìn)一步，步驟(2)中，將碳纖維預(yù)制體清洗干燥后，再進(jìn)行浸漬。
24、進(jìn)一步，于水中超聲0.8-1.5h，完成清洗過(guò)程。
25、進(jìn)一步，于75-85℃條件下干燥10-15h。
26、進(jìn)一步，于80℃條件下干燥12h。
27、進(jìn)一步，步驟(2)中，于真空條件浸漬0.5-1h，然后于壓力條件下浸漬0.5-1h，完成浸漬過(guò)程。
28、進(jìn)一步，于0.7-0.9mpa壓力條件下浸漬。
29、進(jìn)一步，于0.8mpa壓力條件下浸漬。
30、進(jìn)一步，步驟(2)中，于60-80℃條件下固化1-2h，然后于90-110℃條件下固化1-2h，再于120-150℃條件下固化3-5h，完成整個(gè)固化過(guò)程。
31、進(jìn)一步，步驟(2)中，于80℃條件下固化1h，然后于100℃條件下固化1h，再于150℃條件下固化4h，完成整個(gè)固化過(guò)程。
32、進(jìn)一步，步驟(2)中，于800-1200℃條件下裂解1-3h。
33、進(jìn)一步，步驟(2)中，于1000℃條件下裂解3h。
34、進(jìn)一步，以8-12℃/min的速度加熱至裂解溫度。
35、進(jìn)一步，以10℃/min的速度加熱至裂解溫度。
36、進(jìn)一步，步驟(2)中，碳纖維預(yù)制體為三維針刺碳纖維預(yù)制體。
37、進(jìn)一步，步驟(2)中，帶有填料的碳/碳坯體的密度為1.3g/cm3。
38、進(jìn)一步，步驟(3)中，采用硅粉或硅鐵粉進(jìn)行陶瓷化處理。
39、進(jìn)一步，硅鐵粉為質(zhì)量比為80：20的si和fe的混合物，si平均粒徑為50μm，fe平均粒徑為100μm。
40、進(jìn)一步，步驟(3)中，于1500-1800℃條件下陶瓷化處理2-6h。
41、本專利技術(shù)還提供上述方法制得的摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤。
42、本專利技術(shù)具有以下有益效果：
43、1、本專利技術(shù)的方法在rmi前，將填料通過(guò)漿料浸漬引進(jìn)碳碳坯體中，再通過(guò)反應(yīng)熔體浸滲工藝(rmi)進(jìn)行陶瓷化，獲得具有表面連續(xù)摩擦膜、良好的磨損率、制動(dòng)穩(wěn)定性良好的碳陶剎車盤。
44、2、本專利技術(shù)中pip(浸漬-裂解)工藝、添加填料，能夠減緩基體體積收縮，提高產(chǎn)碳率，增加密度，減小碳陶剎車盤在制動(dòng)過(guò)程中的磨損，獲得大面積連續(xù)的摩擦膜，提高剎車盤的制動(dòng)穩(wěn)定性，獲得穩(wěn)定性高的摩擦系數(shù)，解決了碳陶剎車盤在制動(dòng)過(guò)程中摩擦系數(shù)抖動(dòng)、制動(dòng)不平穩(wěn)、磨損量大的問(wèn)題。
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1.一種摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，將填料和分散劑混合，進(jìn)行超聲處理后，再加入樹脂、有機(jī)溶劑和固化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，填料、樹脂和有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為5-30：20-50：50-70。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，固化劑質(zhì)量為樹脂質(zhì)量的5-15％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，填料為多壁碳納米管、石墨粉或二硫化鉬。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，于真空條件下浸漬0.5-1h，然后于壓力條件下浸漬0.5-1h，完成浸漬過(guò)程。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，于60-80℃條件下固化1-2h，然后于90-110℃條件
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，于800-1200℃條件下裂解1-3h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，采用硅粉或硅鐵粉進(jìn)行陶瓷化處理。
10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤的制備方法制得的摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，將填料和分散劑混合，進(jìn)行超聲處理后，再加入樹脂、有機(jī)溶劑和固化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，填料、樹脂和有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為5-30：20-50：50-70。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，固化劑質(zhì)量為樹脂質(zhì)量的5-15％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，填料為多壁碳納米管、石墨粉或二硫化鉬。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦系數(shù)穩(wěn)定碳陶剎車盤...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王芙愿，鄭偉，王靜，董強(qiáng)，史思濤，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國(guó)投陶瓷基復(fù)合材料研究院西安有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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