[发明专利]一种碳陶刹车盘的制造方法

摘要

一种碳陶刹车盘的制造方法。先制备出碳纤维坯体，通过天然气CVI、石墨化处理、加工、制孔、反应熔融和精磨制备成碳陶复合材料刹车盘。制孔使得刹车盘的盘面上排满若干通孔，各通孔的中心线垂直于刹车盘盘面。本发明在刹车盘盘面上排满布的通孔使得在熔融渗Si反应中，液态Si能够均匀地渗透至刹车盘的厚度方向，并且能够保证Si在整个摩擦面的渗透均匀性，同时也你有效保证熔融渗Si反应重点发生至厚度方向区域，仅影响厚度方向的尺寸，而在径向圆周方向区域的尺寸基本不受影响，后续碳陶加工只需要加工厚度区域即可，从而使得本发明具有渗Si深度好、渗Si均匀和产品容易加工的特点。

主权项

一种碳陶刹车盘的制造方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1，制备碳纤维坯体；用无纬单向碳布与碳纤维网胎复合，以碳布纤维方向0°/60°/120°铺设叠层，形成碳纤维坯体；碳纤维坯体的铺成厚度为(15～25)mm且保证14～16层/cm；碳纤维坯体的体积密度为0.6g/cm3；步骤2，制备C/C坯体；将制备的碳纤维坯体装入CVI炉中进行沉积；沉积温度为1000～1020℃，沉积气体为天然气和乙烷，其中天然气的流量为40～80SLM，乙烷的流量为20～40SLM；炉膛压力为2.0kPa，沉积时间为250～300h，即可制得C/C坯体；步骤3，石墨化处理；将获得的C/C坯体放入高温热处理炉中进行石墨化处理，具体过程如下：Ⅰ对高温热处理炉抽真空至真空计值≤100Pa，保压12h；真空计值为≤1kPa时，则可升温；Ⅱ高温热处理炉以200℃/h的升温速率升温至1300℃时，充Ar气至炉压(‑0.05)MPa～(‑0.03)MPa；停Ar气，继续以100℃/h的升温速率升温至2100℃，保温1h～4h；Ⅲ高温热处理炉降温至150℃以下时出炉，得到石墨化处理后的C/C坯体；步骤4，机械加工；通过机械加工的方法将经过石墨化处理的C/C坯体的内径、外径、键槽、台阶和铆钉孔一次性精加工到位，并在C/C坯体上端面和下两端面各留0.3～0.4mm余量；步骤5，制孔；在加工好的C/C坯体的盘面上排满若干Φ3mm通孔；位于刹车盘盘面外边缘和内边缘的通孔的中心距离刹车盘外圆边和内圆边处的距离均为15mm～20mm，相邻的通孔之间的间距为13mm～18mm；各通孔的中心线垂直于刹车盘盘面；步骤6，反应熔融渗Si；将上述多孔C/C坯体放入熔融渗Si炉中，抽真空至1000Pa以下，升温至1475℃，保温2h；自然降温至150℃以下出炉，即可制备出碳陶刹车盘；步骤7，精磨；将上述碳陶刹车盘的上下两端面精磨0.3～0.4mm，即获得碳陶刹车盘。