[发明专利]一种短纤维模压制备汽车刹车盘的方法

摘要

一种短纤维模压制备汽车刹车盘的方法，采用短切碳纤维预浸料模压成型制备碳基汽车刹车盘，通过控制短切碳纤维与酚醛树脂的比例，采用熔融浸渍工艺，得到密度≥1.80g/cm3的汽车刹车盘预制体。短切碳纤维模压工艺+熔融浸渍工艺于传统CVI工艺和树脂浸渍‑碳化工艺相比，它通过高温压制固化工艺快速得到碳纤维增强树脂基复合材料，之后通过碳化过程将基体中的有机物转化为无机物，得到多孔碳基复合材料，最后利用熔融硅在毛细管力的作用下渗透到C/C复合材料的内部，生成SiC陶瓷基体。不仅大大缩短制备周期(表1)，并且这种复合材料具有良好的韧性和强度，具有生产周期短、韧性和强度更为优异的特点。

主权项

1.一种短纤维模压制备汽车刹车盘的方法，其特征在于，具体过程为：步骤1，混料：采用改性氨酚醛树脂，所述的改性氨酚醛树脂由短切碳纤维和树脂组成，并且短切碳纤维：树脂＝30％～50％：50％～70％，得到长度为短切碳纤维预浸料；所述的比例为质量百分比；步骤2，烘干；步骤3，压制固化成型：采用阶梯增压和阶梯升温的方式进行压制固化成型；步骤4、碳化处理：通过碳化处理制备汽车刹车盘的预制品；将所述汽车刹车盘的坯体放入液相浸渍碳化炉内，抽真空至≤1KPa时升温；当所述液相浸渍碳化炉以75℃/h的升温速率升温至150℃时，保温2h；保温结束后该液相浸渍碳化炉继续以15～30℃/h的升温速率升温至900℃，保温2h；保温结束后，汽车刹车盘的坯体随炉冷却至室温出炉，得到汽车刹车盘的预制品；步骤5，精加工；步骤6，致密化处理:采用熔融浸渗法对得到的汽车刹车盘的预制品进行化处理；将硅粉均匀鋪覆在石墨坩埚内的石墨纸上；所述硅粉的添加量根据汽车刹车盘预制品的重量计算确定，所述硅粉的重量为汽车刹车盘预制品重量的1.3～1.5倍；所述硅粉的粒度为320目；将添加有硅粉的汽车刹车盘预制品放置在硅粉上，并通过置于硅粉上的石墨纸垫片使硅粉与所述汽车刹车盘预制品形成2mm的间隙；将添加有硅粉和汽车刹车盘预制品的石墨坩埚叠置于高温真空炉中进行熔硅浸渗，具体是：对所述高温真空炉抽真空至≤1KPa，保真空12h后，该高温真空炉的真空度应≤2KPa；所述高温真空炉升温至沉积温度1600～1800℃，保温1～4h；保温结束后即完成对所述汽车刹车盘半成品的浸渍；浸渍结束后出炉，进行表面加工，并称重测密；若该汽车刹车盘半成品的密度≤1.80g/cm3，则将重复本步骤中的添加硅粉和沉积的过程，将该汽车刹车盘半成品再次放于高温真空炉中进行熔硅浸渗，直至得到密度≥1.80g/cm3的汽车刹车盘半成品；步骤7，热处理：将所述的汽车刹车盘半成品放入热处理炉内进行热处理；所述热处理的具体过程是，对该热处理炉抽真空至≤1KPa时升温；当升温至1000℃时，充Ar进行保护；继续升温至1600～2000℃，保温1～4h。