一种碳陶刹车盘及其制备方法与流程

本发明属于碳陶刹车盘，具体涉及一种碳陶刹车盘及其制备方法。

背景技术：

1、随着人们对汽车行驶安全性的关注度越来越高，凸显出了汽车刹车盘的重要性，传统刹车盘为铸铁盘，但是铸铁盘存在不耐磨、密度高、质量大，且容易发软和发热的缺点。与铸铁盘相比，碳陶刹车盘不仅损耗小寿命长，并且具有很强的机械性能，制动性能更稳定。

2、但是，目前现有工艺制备的碳陶刹车盘的盘面上往往存在白色斑点，导致碳陶刹车盘在使用过程中，盘面上靠近白色斑点区域的碳化硅陶瓷涂层容易脱落，严重降低了碳陶刹车盘的使用寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种碳陶刹车盘及其制备方法，本发明提供的碳陶刹车盘盘面无白色斑点，碳化硅陶瓷涂层不易脱落，使用寿命长，且制作成本低廉。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种碳陶瓷刹车盘的制备方法，包括以下步骤：

4、以天然气为碳源气体，采用化学气相沉积的方法对针刺结构碳纤维预制体进行碳致密化，得到c/c预制体；

5、将所述c/c预制体加工成c/c刹车盘；

6、在所述c/c刹车盘的表面进行布胶后依次进行热处理和模压处理，得到半成品，所述布胶使用的胶料包括以下质量百分含量的组分：无机粉体58～75％、液态树脂15～28％和乙醇10～17％，所述无机粉体包括碳化硅粉和/或碳粉；

7、将所述半成品进行渗硅处理，得到所述碳陶刹车盘。

8、优选的，所述针刺结构碳纤维预制体的制备方法包括以下步骤：

9、使用短切碳纤维丝制备得到网胎，使用长碳纤维丝制备得到无纬布；

10、将所述网胎和所述无纬布采用一层网胎和一层无纬布的循环铺层方式进行铺放，得到层叠坯体，将所述层叠坯体进行针刺，得到针刺结构碳纤维预制体。

11、优选的，所述层叠坯体的厚度为18～30mm；所述层叠坯体的的密度为0.58～0.63g/m3；所述针刺的密度为25针/cm2。

12、优选的，所述化学气相沉积使用的还原气体为氢气，天然气的流量为45～75slm，氢气的流量为25～50slm，所述化学气相沉积的温度为1000～1100℃，沉积时间≥160h。

13、优选的，所述c/c预制体的密度≥1.4g/m3。

14、优选的，所述胶料的布胶量为0.52g/cm2。

15、优选的，所述热处理的温度为100～120℃，时间为60～80min。

16、优选的，所述模压处理的压制温度为260～280℃，压制时间为30～45min，压力为10～14mpa。

17、优选的，所述渗硅处理为熔融渗硅处理，所述熔融渗硅处理的温度为1400～1550℃，保温时间为1～3h，所述熔融渗硅处理在保护气体气氛中进行。

18、本发明提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的碳陶刹车盘。

19、本发明提供了一种碳陶瓷刹车盘的制备方法，包括以下步骤：以天然气为碳源气体，采用化学气相沉积的方法对针刺结构碳纤维预制体进行碳致密化，得到c/c预制体；将所述c/c预制体加工成c/c刹车盘；在所述c/c刹车盘的表面进行布胶后依次进行热处理和模压处理，得到半成品，所述布胶使用的胶料包括以下质量百分含量的组分：无机粉体58～75％、液态树脂15～28％和乙醇10～17％，所述无机粉体包括碳化硅粉和/或碳粉；将所述半成品进行渗硅处理，得到所述碳陶刹车盘。本发明提供的制备方法在通过化学气相沉积对碳纤维预制体进行碳增密后，在进行渗硅之前，通过胶料对c/c刹车盘表面进行布胶处理，然后通过热处理和模压处理，能够使胶料渗入到c/c刹车盘内部，通过液态树脂将无机粉体(碳化硅粉和/或碳粉)与c/c刹车盘粘接成为整体，然后再进行渗硅处理，能够有效避免得到的碳陶刹车盘盘面出现白色斑点(由气泡形成)缺陷，从而得到的碳化硅陶瓷涂层不易脱落，使用寿命长。同时，本发明提供的制备方法仅仅需要对c/c刹车盘表面进行布胶、热处理和模压处理，制备成本低廉，本发明生产的刹车盘价格只有现有技术的1/4。

技术特征：

1.一种碳陶瓷刹车盘的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述针刺结构碳纤维预制体的制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述层叠坯体的厚度为18～30mm；所述层叠坯体的的密度为0.58～0.63g/m3；所述针刺的密度为25针/cm2。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述化学气相沉积使用的还原气体为氢气，天然气的流量为45～75slm，氢气的流量为25～50slm，所述化学气相沉积的温度为1000～1100℃，沉积时间≥160h。

5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述c/c预制体的密度≥1.4g/m3。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述胶料的布胶量为0.52g/cm2。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为100～120℃，时间为60～80min。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述模压处理的压制温度为260～280℃，压制时间为30～45min，压力为10～14mpa。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述渗硅处理为熔融渗硅处理，所述熔融渗硅处理的温度为1400～1550℃，保温时间为1～3h，所述熔融渗硅处理在保护气体气氛中进行。

10.权利要求1～9任一项所述的制备方法制备得到的碳陶刹车盘。

技术总结
本发明属于碳陶刹车盘技术领域，具体涉及一种碳陶刹车盘及其制备方法。本发明提供了一种碳陶瓷刹车盘的制备方法，在通过化学气相沉积对碳纤维预制体进行碳增密后，在进行渗硅之前，通过胶料对C/C刹车盘表面进行布胶处理，然后通过热处理和模压处理，能够使胶料渗入到C/C刹车盘内部，通过液态树脂将无机粉体(碳化硅粉和/或碳粉)与C/C刹车盘粘接成为整体，然后再进行渗硅处理，能够有效避免得到的碳陶刹车盘盘面出现白色斑点缺陷，从而得到的碳化硅陶瓷涂层不易脱落，使用寿命长。同时，本发明提供的制备方法仅仅需要对C/C刹车盘表面进行布胶、热处理和模压处理，制备成本低廉。

技术研发人员：罗军,赖祯平,李兆晟,肖久旺
受保护的技术使用者：上海康碳复合材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/10