一种碳陶刹车盘的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111892416A(43)申请公布日2020.11.06(21)申请号202010729737.2(22)申请日2020.07.27(71)申请人贵阳天龙摩擦材料有限公司地址550000贵州省贵阳市修文县扎佐镇兴红村(72)发明人曾立宏周继煜杨正茂(74)专利代理机构北京细软智谷知识产权代理有限责任公司11471代理人王睿(51)Int.Cl.C04B35/83(2006.01)C04B35/622(2006.01)F16D65/12(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种碳陶刹车盘的制备方法(57)摘要本发明提供了一种碳陶刹车材料的制备方法。该方法通过将低密度碳/碳坯体置于硅粉浸渍浆料中，浸渍完成后烘干，然后将硅粉浸渍后的碳/碳坯体装入硅化处理炉中，高温下碳坯体内的硅粉与坯体表面的沉积碳原位发生熔融化学反应，形成SiC陶瓷相。该方法无需在熔融渗硅过程中使用工装坩埚，节省了装炉空间和渗硅原材料。且工艺简单，实施方便，渗硅量易控易调，形成的陶瓷相弥散性、均匀性好，残留硅含量低，性能稳定。CN111892416ACN111892416A权利要求书1/1页1.一种碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)按碳陶刹车盘的实际规格要求制备碳纤维预制体毛坯，然后对所述毛坯进行第一真空热处理；2)将经过第一真空热处理的所述碳纤维预制体毛坯置于化学气相沉积炉中进行气相沉积，至所述碳纤维预制体毛坯的密度达到1.30～1.55g/cm3，得到低密度碳/碳坯体；3)对所述低密度碳/碳坯体依次进行第二真空热处理和机加工；4)将机加工后的低密度碳/碳坯体置于硅粉浸渍浆料中，浸渍完成后烘干，得到硅粉浸渍后的碳/碳坯体，其密度为1.80～1.95g/cm3；5)将多个所述硅粉浸渍后的碳/碳坯体装入硅化处理炉中，相邻的坯体之间用垫环隔开，烧结得到所述碳陶刹车盘。2.根据权利要求1所述的碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述第一真空热处理温度为1500～1700℃，时间为2～4h。3.根据权利要求1所述的碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述化学气相沉积以天然气、甲烷或丙烷为反应气，沉积压力为1～3KPa，沉积温度为800～950℃，时间为200～350h。4.根据权利要求1所述的碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述第二真空热处理温度为1800～1900℃，时间为3～6h。5.根据权利要求1所述的碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述硅粉浸渍浆料通过将硅粉、分散剂和溶剂混合后球磨得到。6.根据权利要求5所述的碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯亚胺，所述溶剂为乙醇与丙酮的混合溶剂，两者体积比为1:1。7.根据权利要求5所述的碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于，所述硅粉浸渍浆料中硅粉的固含量为20％～30％，分散剂质量分数为3％～7％；溶剂质量分数为63％～77％。8.根据权利要求1所述的碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于，步骤4)中，将机加工后的低密度碳/碳坯体置于真空浸渍罐中，抽真空至罐内压力达到1000Pa以下，然后在大气压的作用下将硅粉浸渍浆料压入浸渍罐中，并浸没所述低密度碳/碳坯体；然后对浸渍罐内的浆料施加1～2MPa的气压，保压后泄压并取出浸有硅粉的低密度碳/碳坯体，然后将所述浸有硅粉的低密度碳/碳坯体置于烘箱内干燥，得到硅粉浸渍后的碳/碳坯体。9.根据权利要求1所述的碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于，步骤5)中，所述垫环为石墨垫环，厚度为2～2.5mm。10.根据权利要求1所述的碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于，步骤5)中，所述烧结程序包括：以3～5℃/min的速率升温至1450℃，保温8～12min，随后自然降温至150℃以下出炉；所述烧结过程中真空度为100～500Pa。2CN111892416A说明书1/6页一种碳陶刹车盘的制备方法技术领域[0001]本发明涉及刹车制动材料技术领域，具体涉及一种碳陶刹车盘的制备方法。背景技术[0002]盘式制动器是目前最普遍使用的制动器，制动盘是盘式制动系统的核心部件，它的性能决定着交通工具的制动安全性和驾驶舒适性。碳陶刹车材料是近年来继粉末冶金刹车材料和C/C摩擦材料之后发展的一种高性能刹车材料。该材料不但具有现有摩擦材料的高强度、耐高冲击，良好的导热性和韧性，还具备低密度，使用温度高，磨耗低的优点，被公认为下一代理想刹车材料。[0003]碳陶刹车盘通常采用恒温CVD工艺制备低密度的碳/碳坯体，然后将碳/碳坯体埋入装有硅粉的坩埚里，再置入硅化处理炉中，在高温条件下熔融渗硅发生化学反应，从而在碳/碳坯体中形成SiC陶瓷相。现行制备