炭/炭复合材料刹车盘的制作方法

本发明公开了一种炭/炭复合材料刹车盘的制作方法,主要是基体的制作采用编织的方法,避免了传统方法中基体材料使用炭布、针刺炭毡、针刺炭纤维等,需要剪切、叠层的过程,采用这种方法制作的刹车盘具有材料利用率高、成本下降,基体内部纤维排列有序,致密均匀,分散性好,生产时沉积速度快,生产效率高的特点,同时也降低了工人劳动强度,改善了工作环境。
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1、炭/炭复合材料刹车盘的制作方法，主要包括基体的编织制作、 基体成型、基体的气相沉积或浸树脂炭化、高温热处理、机械加工、 防氧化处理、最后进行装配，其特征在于所述的基体的编织制作方 法主要包括以下步骤： a、准备好要使用的炭纤维或予氧丝 b、按照预先计算好的针距在直径可调的内外环上固定好编织针 或调好织针 c、先沿X轴或径向方向编织一层，在0～90°范围内转动基体 d、再沿Y轴或环向方向编制一层，在0～90°范围内转动基体 e、重复a、b两步，直到达到要求厚度 f、根据基体厚度将Z向每次织入的纤维长度调好 g、将调好的纤维沿Z向用针织入，Z向针距可据要求任意调整， 即可完成编织。
2、根据权利要求1所述的炭/炭复合材料刹车盘的制作方法，其 特征在于所述的基体编织方法也可以是在同一层上沿X轴、Y轴或 径向、环向交替进行编织。
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本发明涉及一种刹车盘技术领域，尤其是一种炭/炭复合材料刹车 盘的制作方法。
目前作为刹车盘基体材料有炭布、针刺炭毡、针刺炭纤维等，这 些材料原始形态是卷料或方形，使用时需要剪切、叠层，并且为了保 证合适的纤维体积含量，在炭刹车盘的生产过程中需要夹紧装置，因 而目前的刹车盘基体的生产方法具有材料利用率低，生产效率低，生 产成本高，工艺复杂，劳动强度大，工作环境恶劣的缺点。
本发明的目的在于提供一种材料利用率高、生产效率高、生产成 本低、质量好、劳动强度低、改善工作环境的炭/炭复合材料刹车盘 的制作方法。
本发明的目的是这样实现的：炭/炭复合材料刹车盘的制作方法， 主要包括基体的编织制作、基体成型、基体的气相沉积或浸树脂炭 化、高温热处理、机械加工、防氧化处理、最后进行装配，其特点 在于所述的基体的编织制作方法主要包括以下步骤： a、准备好使用的炭纤维或予氧丝 b、按照预先计算好的针距在直径可调的内外环上固定好编织针 或调好织针 c、先沿X轴或径向方向编织一层，在0～90°范围内转动基体 d、再沿Y轴或环向方向编制一层，在0～90°范围内转动基体 e、重复a、b两步，直到达到要求厚度 f、根据基体厚度将Z向每次织入的纤维长度调好 g、将调好的纤维沿Z向用针织入，Z向针距可据要求任意调整， 即可完成编织。
为了更进一步实现本发明的目的，进行基体编织时也可以是在同 一层上沿X轴、Y轴或径向、环向交替进行编织。
本发明与已有技术相比具有以下显著特点：由于采用纤维丝编织， 材料利用率高达98％以上，因而成本下降，用该方法编织的基体是整 体的，初始密度高，基体内部纤维排列有序，致密均匀，分散性好， 生产时沉积速度快，省去了传统工艺方法中的剪切、叠层、装夹、成 型等复杂的工艺过程，工艺简单，生产效率高，同时也降低了工人劳 动强度，改善了工作环境。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明 图1为本发明炭/炭复合材料刹车盘的制作方法的生产工艺流程图 图2为基体编织方法的一种工艺流程图 图3为基体编织方法的另一种工艺流程图 实施例1，参照图1、图2，一种炭/炭复合材料刹车盘的制作方 法，是准备好使用的炭纤维或予氧丝，按照预先计算好的针距在直径 可调的内外环上固定好编织针或调好织针，先沿X轴或径向方向编 织一层，在0～90°范围内转动基体，再沿Y轴或环向方向编织一层， 在0～90°范围内转动基体，重复上述的编织步骤，直到达到所要求 的基体厚度，根据基体厚度将Z向所用纤维长度调好，将调好的纤维 沿Z向用针织入，Z向针距可据要求任意调整，即可完成基体的编织， 将编织成型的基体进行化学气相沉积，即将基体放入气相沉积炉内， 加热到800℃～1800℃之间，然后通入碳氢气体，使碳渗入并牢固地 沉积在基体纤维表面，也可以将成型的基体进行浸树脂炭化，即将基 体放入树脂液体中，进行加压、浸渍，使树脂渗入到基体内部纤维周 围，然后将之固化炭化，也可以将化学气相沉积法和浸树脂炭化法同 时使用，将经过化学气相沉积法和浸树脂炭化法处理过的基体加热到 2000℃～3000℃进行热处理，再根据要求尺寸进行机械加工，由于炭 材料在500以上极易氧化，而且在刹车时温度都大于600℃，因而要 将刹车盘的非摩擦表面进行防氧化处理，以提高刹车盘的寿命，最后 将防氧化处理好的刹车盘装配即可。
实施例2，参照图1、图2，在进行基体编织时，在同一层上沿X 轴方向、Y轴方向或径向、环向交替进行编织，直到达到要求的厚度， 其他步骤同实施例1。
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