[发明专利]一种生产飞机刹车盘用炭-炭复合材料坯体的方法

说明书

本发明提供了一种生产飞机刹车盘用炭‑炭复合材料坯体的方法，该方法包括在CVI炉(1)内以碳源气体对炭刹车盘预制体(4)进行化学气相渗透，装炉时炭刹车盘预制体堆叠成圆筒状的料柱，任意相邻两层炭刹车盘预制体之间铺有硫酸纸；通气时碳源气体分两路由下而上到达料柱，其中一路通往料柱的内表面，另一路通往料柱的外表面。本发明提供的方法有助于提高炭‑炭复合材料坯体中粗糙层热解炭的含量，进而提高产品质量一致性。

技术领域

本发明涉及飞机刹车盘制造领域，特别是涉及一种生产飞机刹车盘用炭-炭复合材料坯体的方法。

背景技术

当前，世界上绝大部分的大型民用客机均使用炭-炭复合材料制备飞机刹车盘。化学气相渗透(CVI)制备炭-炭复合材料的一般做法是：将碳纤维预制体置于CVI炉中，气态的碳氢化合物通过扩散、流动等方式进入预制体内部，在一定温度下发生热解反应，生成热解炭并沉积于纤维表面，最终形成炭-炭复合材料。

热解炭按其在偏光显微镜下的结构可分为光滑层(SL)、粗糙层(RL)和各向同性层(ISO)三种类型，其中，粗糙层热解炭相对于光滑层热解炭和各向同性层热解炭密度更高、导热更好，摩擦磨损性能优良，适宜做飞机刹车盘材料，因此，在生产飞机刹车盘用炭-炭复合材料坯体时，如何尽可能多地生成粗糙层热解炭，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种生产飞机刹车盘用炭-炭复合材料坯体的方法，该方法有助于提高炭-炭复合材料坯体中粗糙层热解炭的含量，进而提高产品质量一致性。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种生产飞机刹车盘用炭-炭复合材料坯体的方法，所述方法包括在CVI炉内以碳源气体对炭刹车盘预制体进行化学气相渗透，装炉时所述炭刹车盘预制体堆叠成圆筒状的料柱，任意相邻两层所述炭刹车盘预制体之间铺有硫酸纸；通气时所述碳源气体分两路由下而上到达所述料柱，其中一路通往所述料柱的内表面，另一路通往所述料柱的外表面。

可选地，在上述方法中，装炉时在所述料柱的外围罩设外挡体，使所述外挡体与所述料柱的外表面之间形成外环形通道。

可选地，在上述方法中，装炉时在所述料柱的筒腔内设置内挡体，使所述内挡体与所述料柱的内表面之间形成内环形通道。

可选地，在上述方法中，装炉时在所述料柱的上方设置与所述外挡体密封连接的集气罩，所述集气罩的顶部出气口对接于所述CVI炉的尾气管道的入口。

可选地，在上述方法中，装炉时在所述料柱顶部放置带透气孔的尾气吸收盒，所述尾气吸收盒内盛装有多孔结构的废气吸附材料。

可选地，在上述方法中，所述碳源气体到达所述料柱之前被预热到700℃～1000℃。

可选地，在上述方法中，所述碳源气体中天然气的体积百分含量为20％～95％。

可选地，在上述方法中，所述炭刹车盘预制体由炭纤维无纬布与炭纤维网胎交替铺层后针刺制成，所述炭刹车盘预制体的密度为0.3g/cm³～0.6g/cm³。

根据上述技术方案可知，本发明提供的生产飞机刹车盘用炭-炭复合材料坯体的方法中，炭刹车盘预制体在装炉时彼此隔着硫酸纸堆叠，而不是像传统的装炉方式中用垫块或垫板隔开，这样就避免了在上下两层炭刹车盘预制体之间形成气体通道，从而有效减少碳源气体的滞留时间，同时，本发明提供的方法中，碳源气体分两路由下而上到达由炭刹车盘预制体堆成的料柱，其中一路通往料柱的内表面，另一路通往料柱的外表面，也就是对内、外表面实现了同时通气，这样增密结束后料柱径向方向上密度差异性较小。由于碳源气体的滞留时间相对较少，且料柱的内、外表面是同时通气的，所以本发明提供的方法有助于提高炭-炭复合材料坯体中粗糙层热解炭的含量，进而提高产品质量一致性。

附图说明