CN108329032B - 一种汽车碳陶刹车盘的修复方法 - Google Patents

一种汽车碳陶刹车盘的修复方法 Download PDF

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Abstract

一种汽车碳陶刹车盘的修复方法。一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，本方法包括五步，第一步待修复刹车盘清理，第二步碳纤维布浸渍树脂，第三步树脂碳化，第四步熔融渗硅，第五步精加工。本发明用于汽车碳陶刹车盘的修复。

Description

一种汽车碳陶刹车盘的修复方法
技术领域
本发明涉及一种汽车碳陶刹车盘的修复方法。
背景技术
当前刹车盘材质常用灰铸铁，这种材料重量大，熔点低，而且容易变形，其加工方式多为浇注，目前中高档车以及竞技车辆普遍开始使用碳/碳、碳/陶材料制成的刹车盘，这种刹车盘具有密度低、耐高温、高强度、摩擦性能好和使用寿命长的优点。
碳/陶复合材料中主要包含碳、硅和碳化硅三种成分，而其中的碳又主要由碳纤维和基体碳这两部分组成，在常温下这两种碳组分能保持稳定，不会发生变化，但在500℃以上的温度下容易被氧化;在长时间处于高温下时，碳/陶复合材料制成的刹车盘可能会由于氧化在表面上出现沟槽或其它损伤，影响刹车盘的制动性能，导致刹车片磨损加剧。
目前市场上碳/陶刹车盘价格较高，若由于损伤问题直接报废会造成浪费，因此为了避免浪费对碳/陶刹车盘进行修复具有很强的必要性。
发明内容
本发明的目的是提供一种不影响刹车盘的制动性能，大大提高了刹车盘的使用寿命的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，本方法包括五步，第一步待修复刹车盘清理，第二步碳纤维布浸渍树脂，第三步树脂碳化，第四步熔融渗硅，第五步精加工。
所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，所述的第一步待修复刹车盘清理是先用纯净的水把待修复的刹车盘上的杂物清洗干净，然后把表面打磨平整，再清洗烘干；所述的第二步碳纤维布浸渍树脂是把液态的热固性树脂和固化剂混合，经搅拌后获得均匀分散的树脂混合液，将用碳纤维编织的碳布充分浸泡在树脂中；然后把浸渍完的碳布粘附在清理后的刹车盘表面；所述的第三步树脂碳化是将粘附碳布的刹车盘装入真空石墨化炉中，炉内抽真空后充入保护气，炉内维持常压，在高温下对粘附树脂的碳布进行石墨化处理；所述的第四步熔融渗硅将碳化后的刹车盘装入渗硅炉中，放入硅粉，炉内抽真空后充入保护气体，硅粉在高温下熔融，通过毛细管力作用熔融渗透，将刹车盘体和树脂碳化层连接起来；所述的第五步精加工是将熔融渗硅后的刹车盘进行精加工，对外边缘和表面进行处理，得到完全修复后的碳/陶刹车盘。
所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，所述的第二步的热固性树脂为酚醛树脂或环氧树脂；所述的第二步的固化剂为对甲基苯磺酸或邻苯二甲酸酐；所述的第二步的碳布由碳纤维网胎横向铺层，然后纵向针刺制成；
所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，所述的第三步的保护气为高纯氮气，氮气纯度＞99.999%，流量为3-8L/min；所述的第三步的树脂碳化工艺温度为800-1050℃，时间为40-60h。
所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，所述的第四步的保护气体为氩气，氩气纯度＞99.99%；所述的第四步的硅粉的粒度为40-80目；所述的第四步的熔融渗硅的工艺温度为1500-1700℃，工艺时间为13-20h。
所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，所述的第五步的加工过程是一次精加工到位，得到最终修复好的碳/陶刹车盘。
有益效果
1.本发明能够有效地解决碳/陶刹车盘由于表面氧化产生的损伤之外，还能够修复机械碰撞产生的缺损，并且不影响刹车盘的制动性能，大大提高了刹车盘的使用寿命，避免了浪费,降低了使用和维修成本。
2.本发明采用该方法制备的碳陶刹车盘表面修复层与刹车盘体之间粘接力强、相容性好，并且修复层均匀度高、工艺稳定性好、强度高、摩擦磨损性能优异。
附图说明
附图1是本发明碳/陶刹车盘修复后正面示意图。
附图2是本发明碳/陶刹车盘修复后侧面示意图。
附图3是附图2的D区域局部放大图。
附图3中1为刹车盘体，2为修复层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，本方法包括五步，第一步待修复刹车盘清理，第二步碳纤维布浸渍树脂，第三步树脂碳化，第四步熔融渗硅，第五步精加工。
待修复的刹车盘表面打磨后进行清洗烘干，制备碳纤维布，在树脂中浸泡后粘附在刹车盘表面，进行树脂碳化，碳化完成后进行熔融渗硅，最后进行精加工得到修复后的碳/陶刹车盘。
刹车盘体的外侧为修复层。
实施例2
实施例1所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，所述的第一步待修复刹车盘清理是先用纯净的水把待修复的刹车盘上的杂物清洗干净，然后把表面打磨平整，再清洗烘干；所述的第二步碳纤维布浸渍树脂是把液态的热固性树脂和固化剂混合，经搅拌后获得均匀分散的树脂混合液，将用碳纤维编织的碳布充分浸泡在树脂中；然后把浸渍完的碳布粘附在清理后的刹车盘表面；所述的第三步树脂碳化是将粘附碳布的刹车盘装入真空石墨化炉中，炉内抽真空后充入保护气，炉内维持常压，在高温下对粘附树脂的碳布进行石墨化处理；所述的第四步熔融渗硅将碳化后的刹车盘装入渗硅炉中，放入硅粉，炉内抽真空后充入保护气体，硅粉在高温下熔融，通过毛细管力作用熔融渗透，将刹车盘体和树脂碳化层连接起来；所述的第五步精加工是将熔融渗硅后的刹车盘进行精加工，对外边缘和表面进行处理，得到完全修复后的碳/陶刹车盘。
实施例3
实施例1或2所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，所述的第二步的热固性树脂为酚醛树脂或环氧树脂；所述的第二步的固化剂为对甲基苯磺酸或邻苯二甲酸酐；所述的第二步的碳布由碳纤维网胎横向铺层，然后纵向针刺制成；
实施例4
实施例1或2所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，所述的第三步的保护气为高纯氮气，氮气纯度＞99.999%，流量为3-8L/min；所述的第三步的树脂碳化工艺温度为800-1050℃，时间为40-60h。
实施例5
实施例1或2所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，所述的第四步的保护气体为氩气，氩气纯度＞99.99%；所述的第四步的硅粉的粒度为40-80目；所述的第四步的熔融渗硅的工艺温度为1500-1700℃，工艺时间为13-20h。
实施例6
实施例1或2所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，所述的第五步的加工过程是一次精加工到位，得到最终修复好的碳/陶刹车盘。
实施例7
实施例4所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，所述的第三步的保护气为高纯氮气，氮气纯度＞99.999%，流量为3L/min；所述的第三步的树脂碳化工艺温度为800℃，时间为40h。
实施例8
实施例4所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，所述的第三步的保护气为高纯氮气，氮气纯度＞99.999%，流量为8L/min；所述的第三步的树脂碳化工艺温度为1050℃，时间为60h。
实施例9
实施例4所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，所述的第三步的保护气为高纯氮气，氮气纯度＞99.999%，流量为5L/min；所述的第三步的树脂碳化工艺温度为900℃，时间为50h。
实施例10
实施例4所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，所述的第三步的保护气为高纯氮气，氮气纯度＞99.999%，流量为6L/min；所述的第三步的树脂碳化工艺温度为1000℃，时间为48h。
实施例11
实施例5所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，所述的第四步的保护气体为氩气，氩气纯度＞99.99%；所述的第四步的硅粉的粒度为40目；所述的第四步的熔融渗硅的工艺温度为1500℃，工艺时间为13h。
实施例12
实施例5所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，所述的第四步的保护气体为氩气，氩气纯度＞99.99%；所述的第四步的硅粉的粒度为80目；所述的第四步的熔融渗硅的工艺温度为1700℃，工艺时间为20h。
实施例13
实施例5所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，所述的第四步的保护气体为氩气，氩气纯度＞99.99%；所述的第四步的硅粉的粒度为50目；所述的第四步的熔融渗硅的工艺温度为1600℃，工艺时间为15h。
实施例14
实施例5所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，所述的第四步的保护气体为氩气，氩气纯度＞99.99%；所述的第四步的硅粉的粒度为70目；所述的第四步的熔融渗硅的工艺温度为1650℃，工艺时间为18h。
实施例15
上述实施例所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，包括步骤如下：
步骤1，待修复刹车盘清理，先用纯净的水把待修复的刹车盘上的杂物清洗干净，然后把表面打磨平整，再清洗烘干。
步骤2，碳纤维布浸渍树脂，把液态的酚醛树脂和甲基苯磺酸混合，经搅拌后获得均匀分散的树脂混合液，将用碳纤维编织的碳布充分浸泡在树脂中；然后把浸渍完的碳布粘附在清理后的刹车盘表面。
步骤3，树脂碳化，将粘附碳布的刹车盘装入真空石墨化炉中，炉内抽真空后以3L/min的流量充入纯度大于99.999%的氮气，炉内维持常压，在800℃下对粘附树脂的碳布进行碳化处理60h，将树脂转化为裂解碳。
步骤4，熔融渗硅，将碳化后的刹车盘装入渗硅炉中，放入一定量40目的硅粉，炉内抽真空后充入纯度大于99.99%的氩气，在1500℃下硅粉熔融，通过毛细管力作用进行渗透，工艺时间为20h，将刹车盘体和树脂碳化层连接起来。
步骤5，精加工，熔融渗硅后的刹车盘进行精加工，对外边缘和表面进行处理，得到完全修复后的碳/陶刹车盘。
实施例16
上述实施例所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，包括步骤如下：步骤1，待修复刹车盘清理，先用纯净的水把待修复的刹车盘上的杂物清洗干净，然后把表面打磨平整，再清洗烘干。
步骤2，碳纤维布浸渍树脂，把液态的环氧树脂和邻苯二甲酸酐混合，经搅拌后获得均匀分散的树脂混合液，将用碳纤维编织的碳布充分浸泡在树脂中；然后把浸渍完的碳布粘附在清理后的刹车盘表面。
步骤3，树脂碳化，将粘附碳布的刹车盘装入真空石墨化炉中，炉内抽真空后以8L/min的流量充入纯度大于99.999%的氮气，炉内维持常压，在1050℃下对粘附树脂的碳布进行碳化处理60h，将树脂转化为裂解碳。
步骤4，熔融渗硅，将碳化后的刹车盘装入渗硅炉中，放入一定量40目的硅粉，炉内抽真空后充入纯度大于99.99%的氩气，在1700℃下硅粉熔融，通过毛细管力作用进行渗透，工艺时间为13h，将刹车盘体和树脂碳化层连接起来。
步骤5，精加工，熔融渗硅后的刹车盘进行精加工，对外边缘和表面进行处理，得到完全修复后的碳/陶刹车盘。
实施例17
上述实施例所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，包括步骤如下：
步骤1，待修复刹车盘清理，先用纯净的水把待修复的刹车盘上的杂物清洗干净，然后把表面打磨平整，再清洗烘干。
步骤2，碳纤维布浸渍树脂，把液态的环氧树脂和邻苯二甲酸酐混合，经搅拌后获得均匀分散的树脂混合液，将用碳纤维编织的碳布充分浸泡在树脂中；然后把浸渍完的碳布粘附在清理后的刹车盘表面。
步骤3，树脂碳化，将粘附碳布的刹车盘装入真空石墨化炉中，炉内抽真空后以5L/min的流量充入纯度大于99.999%的氮气，炉内维持常压，在1050℃下对粘附树脂的碳布进行碳化处理40h，将树脂转化为裂解碳。
步骤4，熔融渗硅，将碳化后的刹车盘装入渗硅炉中，放入一定量40目的硅粉，炉内抽真空后充入纯度大于99.99%的氩气，在1600℃下硅粉熔融，通过毛细管力作用进行渗透，工艺时间为17h，将刹车盘体和树脂碳化层连接起来。
步骤5，精加工，熔融渗硅后的刹车盘进行精加工，对外边缘和表面进行处理，得到完全修复后的碳/陶刹车盘。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，其特征是:本方法包括五步，第一步待修复刹车盘清理，第二步碳纤维布浸渍树脂，第三步树脂碳化，第四步熔融渗硅，第五步精加工；所述的第一步待修复刹车盘清理是先用纯净的水把待修复的刹车盘上的杂物清洗干净，然后把表面打磨平整，再清洗烘干；所述的第二步碳纤维布浸渍树脂是把液态的热固性树脂和固化剂混合，经搅拌后获得均匀分散的树脂混合液，将用碳纤维编织的碳布充分浸泡在树脂中；然后把浸渍完的碳布粘附在清理后的刹车盘表面；所述的第三步树脂碳化是将粘附碳布的刹车盘装入真空石墨化炉中，炉内抽真空后充入保护气，炉内维持常压，在高温下对粘附树脂的碳布进行石墨化处理；所述的第四步熔融渗硅将碳化后的刹车盘装入渗硅炉中，放入粒度为40-80目的硅粉，炉内抽真空后充入保护气体氩气，氩气纯度＞99.99%；硅粉在1500-1700℃的高温下熔融，持续时间13-20h，通过毛细管力作用熔融渗透，将刹车盘体和树脂碳化层连接起来；所述的第五步精加工是将熔融渗硅后的刹车盘进行精加工，对外边缘和表面进行处理，得到完全修复后的碳/陶刹车盘。
2.根据权利要求1所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，其特征是:所述的第二步的热固性树脂为酚醛树脂或环氧树脂；所述的第二步的固化剂为对甲基苯磺酸或邻苯二甲酸酐；所述的第二步的碳布由碳纤维网胎横向铺层，然后纵向针刺制成。
3.根据权利要求1所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，其特征是:
所述的第三步的保护气为高纯氮气，氮气纯度＞99.999%，流量为3-8L/min；所述的第三步的树脂碳化工艺温度为800-1050℃，时间为40-60h。
4.根据权利要求1所述的一种汽车碳陶刹车盘的修复方法，其特征是:
所述的第五步的加工过程是一次精加工到位，得到最终修复好的碳/陶刹车盘。
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