CN116837344A - 一种温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法 - Google Patents
一种温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116837344A CN116837344A CN202310835118.5A CN202310835118A CN116837344A CN 116837344 A CN116837344 A CN 116837344A CN 202310835118 A CN202310835118 A CN 202310835118A CN 116837344 A CN116837344 A CN 116837344A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- workpiece
- prefabricated body
- deposition
- fixing
- temperature gradient
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 69
- 230000008021 deposition Effects 0.000 title claims abstract description 64
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 19
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 claims description 2
- 238000000280 densification Methods 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 46
- 239000002783 friction material Substances 0.000 description 5
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/26—Deposition of carbon only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4581—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber characterised by material of construction or surface finish of the means for supporting the substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
一种温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，涉及飞机刹车盘的制备领域，具体操作步骤包括：S1、依据待致密预制体工件形状与尺寸，计算设计芯模；S2、按照发热功率选择相应电阻率的石墨材料，将设计好的芯模在加工中心加工成型；S3、固定预制体工件；S4、将多个装有预制体工件的芯模堆叠安装后装入沉积炉；S5、对沉积炉内依次抽真空、通入充惰性气体至微正压、通入碳氢气体与氩气混合气体进行渗碳沉积、控制沉积温度、降温至工艺结束；S6、取出沉积后的装有预制体工件的芯模，进行脱模；本发明通过设计的芯模，既作为发热体又作为承载预制体工件的载体，即将预制体工件放置在发热体径向温度梯度中，实现短时间内获得高密度的致密效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种飞机刹车盘的制备领域，尤其是涉及一种温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法。
背景技术
公知的，飞机刹车盘属于飞机刹车装置的一部分，是飞机实现制动和保证安全飞行最关键的部件之一，它是利用相对运动的接触表面间所产生的摩擦阻力来达到制动的目的；飞机刹车盘的材质通常采用碳/碳复合材料，碳/碳复合材料是指以碳纤维及其织物为增强材料，以碳为基体，通过致密化和石墨化处理制成的全碳质复合材料，其具有低密度、高热导率、低热膨胀系数的特点，此外，碳/碳复合材料作为新型结构材料，其具有比强度高、抗热震性能优良、抗烧蚀性能优良、耐磨擦损失、耐腐蚀的特点；因其密度小、耐高温、耐磨擦磨损性能优异以及制动吸收能量大的特点，成为一种良好的摩擦材料，尤其是应用于飞机刹车盘，可使其自身减重达40%，提高在制动过程中的高温摩擦稳定性，同时不产生热翘曲和表面龟裂等问题，从而延长刹车盘的使用寿命。
通常碳/碳复合材料飞机刹车盘的制备过程：预制体成型→致密化→石墨化；在制备过程中，其关键步骤是致密化处理，致密工艺过程是在真空或惰性气体气氛条件下，利用发热体将置于沉积炉内的预制体，加热到一定温度后，通入碳源气体，生成热解碳，碳原子沉积于工件纤维表面，填补空隙，达到增密的目的；常用的方法为等温CVD法和热梯度CVI炉沉积致密法；
等温CVD方法是将预制体水平层层叠放，作为料柱，放置在沉积室内，即发热体在工件外，为达到要求的密度，致密时间通常要800百小时以上或更长时间，并且需要加工被封孔的表面，和交错摆放位置，以使不同位置均能获得一致的致密效果；时间长，效率低，劳动强度大；
热梯度CVI炉沉积致密的原理是：将待致密的的预制体套在发热体即芯模外表面，即发热体在中心，预制体外表面处于炉体水冷套、隔热屏形成的低温空间中，由此形成成径向温度梯度，碳源气体由外（低温区域）穿过预制体间隙向内（高温区域）裂解沉积，实现由高温面（内层）至低温面（外层）的连续沉积，从而达到致密目的，其特别适用于轴对称筒装工件，30mm厚度的筒状预制体可在小于120小时内，均匀致密到1.6g/cm3以上，时间短，效率高；
但对于圆盘状、孔径小或无孔的预制体，厚度范围数mm至数百mm工件的致密，由于无孔或有孔径小，均无法像筒状预制体那样套在芯模上，形成径向温度梯度，还没有更有效的解决办法。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法。
为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，具体操作步骤包括：
S1、依据待致密预制体工件形状与尺寸，计算设计芯模；
所述芯模呈桶装的多边形结构，多条棱边均为圆弧过渡面，在其外面中部均设有凹陷的圆形工件安装位，根据待致密预制体工件为有孔或无孔设计，在每个工件安装位的中心处设置或不设置圆台形凸台，且圆台形凸台的中心处均开设固定孔A；在每个工件安装位的上下左右均开设有凹陷的导流面，上部及下部的的导流面分别开设至芯模的上边缘及下边缘处，左右的导流面均与相邻工件安装位上的左右导流面连通，在芯模每个面的四角均形成固定凸台，在固定凸台上均设有固定孔B；
S2、按照发热功率选择相应电阻率的石墨材料，将设计好的芯模在加工中心加工成型；
S3、固定预制体工件；
S4、将多个装有预制体工件的芯模堆叠安装后装入沉积炉；
S5、对沉积炉内依次抽真空、通入充惰性气体至微正压、通入碳氢气体与氩气混合气体进行渗碳沉积、控制沉积温度、降温至工艺结束；
S6、取出沉积后的装有预制体工件的芯模，进行脱模。
所述的温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，S1步骤中的芯模为石墨材料，且为桶状的正四边形、正五边形或正六边形结构，正四边形上设有四个工件位工件安装位，正五边形上设有五个工件位工件安装位，正六边形上设有六个工件位工件安装位。
所述的温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，步骤S3中固定预制体工件的具体步骤为：a、将芯模每个工件安装位内放置预制体工件；b、预制体工件为有孔设计时，预制体工件的中心孔套设在每个工件安装位中心处的圆台形凸台上，使用固定孔A上的固定螺丝将中心压条竖向预紧在预制体工件外面上，上下对应固定孔B上的固定螺丝将侧压条固定在预制体工件的外侧面；预制体工件为无孔设计时，使用上下对应固定孔B内的固定螺丝将侧压条固定在预制体工件的外面。
所述的温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，所述的中心压条、侧压条、固定螺丝均为碳碳复合材料。
所述的温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，在预制体工件与每个工件安装位之间均设有0.5mm厚的碳纸。
所述的温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，步骤S4中的多个预制体工件为上下堆叠。
所述的温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，步骤S5中沉积温度为1050℃、沉积时间为120h，降温至100℃以下工艺结束。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
1、本发明所述的温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，通过设计芯模，既作为发热体，又作为承载预制体工件的载体，即将预制体工件放置在发热体径向温度梯度中，覆盖在发热体表面工件安装位置，由于以厚度作为径向温度梯度，可以实现短时间内获得高密度的致密效果；实现了盘状轴对称体或非轴对称体预制体工件的致密。
2、本发明所述的温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，通过将中心压条、侧压条竖直方向安装，在固定预制体工件的同时，最大限度的减小对工艺气体流场的扰动；通过在每个工件安装位的上下左右均开设有凹陷的导流面，保证了气流的可靠流通；电流流过芯模水平截面，产生热量，使待致密工件温度上升，碳源气体由外至內渗透，通过控制沉积面温度，由内至外沉积致密，实现了满足要求的致密效果。
附图说明
图1是本发明正四边形芯模有孔设计的结构示意图。
图2是本发明正四边形芯模安装预制体工件的结构示意图。
图3是本发明多个正四边形芯模安装预制体工件的叠加结构示意图。
图4是本发明正五边形芯模有孔设计的结构示意图。
图5是本发明正六边形芯模有孔设计的结构示意图。
图6是本发明正四边形芯模无孔设计的结构示意图。
图中：1、固定凸台；2、导流面；3、工件安装位；4、圆台形凸台；5、固定孔A；6、棱边；7、固定螺丝；8、侧压条；9、固定孔B；10、预制体工件；11、中心压条；12、芯模。
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
实施例1
由附图1-3所示，温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，其操作步骤为：
S1、依据圆盘状有孔设计的待致密预制体工件的形状与尺寸，设计的芯模12为石墨材料，呈桶装的正四边形结构，四条棱边6均为圆弧过渡面，在其外面中部均设有凹陷的圆形工件安装位3，每个工件安装位3的中心处均设置圆台形凸台4，圆台形凸台4的中心处均开设固定孔A5；在每个工件安装位3的上下左右均开设有凹陷的导流面2，上部及下部的的导流面2分别开设至芯模12的上边缘及下边缘处，左右的导流面2均与相邻工件安装位3上的左右导流面2连通，在芯模12每个面的四角均形成固定凸台1，在固定凸台1上均设有固定孔B9；
S2、按照发热功率选择相应电阻率的石墨材料，将设计好的芯模12在加工中心加工成型；
S3、固定预制体工件10；其操作步骤为：a、将芯模12每个工件安装位3内放置预制体工件10，在预制体工件10与每个工件安装位3之间均放置0.5mm厚的碳纸；b、预制体工件10的中心孔套设在每个工件安装位3中心处的圆台形凸台4上，使用固定孔A5上的固定螺丝7将中心压条11竖向预紧在预制体工件10外面上，上下对应固定孔B9上的固定螺丝7将侧压条8固定在预制体工件10的外侧面；
S4、将多个装有预制体工件10的芯模12上下堆叠五层装入沉积炉；
S5、对沉积炉内依次抽真空、通入充惰性气体至微正压、通入碳氢气体与氩气混合气体进行渗碳沉积、控制沉积温度在1050℃之间，沉积时间为120h，降温至至100℃以下工艺结束；
S6、取出沉积后的装有预制体工件10的芯模12，进行脱模。
实施例2
由附图4所示，温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，具体操作步骤包括：
S1、依据圆盘状有孔设计的待致密预制体工件的形状与尺寸，设计的芯模12为石墨材料，呈桶装的正五边形结构，五条棱边6均为圆弧过渡面，在其外面中部均设有凹陷的圆形工件安装位3，每个工件安装位3的中心处均设置圆台形凸台4，圆台形凸台4的中心处均开设固定孔A5；在每个工件安装位3的上下左右均开设有凹陷的导流面2，上部及下部的的导流面2分别开设至芯模12的上边缘及下边缘处，左右的导流面2均与相邻工件安装位3上的左右导流面2连通，在芯模12每个面的四角均形成固定凸台1，在固定凸台1上均设有固定孔B9；
S2、按照发热功率选择相应电阻率的石墨材料，将设计好的芯模12在加工中心加工成型；
S3、固定预制体工件10；其操作步骤为：a、将芯模12每个工件安装位3内放置预制体工件10，在预制体工件10与每个工件安装位3之间均放置0.5mm厚的碳纸；b、预制体工件10的中心孔套设在每个工件安装位3中心处的圆台形凸台4上，使用固定孔A5上的固定螺丝7将中心压条11竖向预紧在预制体工件10外面上，上下对应固定孔B9上的固定螺丝7将侧压条8固定在预制体工件10的外侧面；
S4、将多个装有预制体工件10的芯模12上下堆叠后装入沉积炉；
S5、对沉积炉内依次抽真空、通入充惰性气体至微正压、通入碳氢气体与氩气混合气体进行渗碳沉积、控制沉积温度在1050℃之间，沉积时间为120h，降温至至100℃以下工艺结束；
S6、取出沉积后的装有预制体工件10的芯模12，进行脱模。
实施例3
由附图5所示，温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，具体操作步骤包括：
S1、依据圆盘状有孔设计的待致密预制体工件的形状与尺寸，设计的芯模12为石墨材料，呈桶装的正六边形结构，六条棱边6均为圆弧过渡面，在其外面中部均设有凹陷的圆形工件安装位3，每个工件安装位3的中心处均设置圆台形凸台4，圆台形凸台4的中心处均开设固定孔A5；在每个工件安装位3的上下左右均开设有凹陷的导流面2，上部及下部的的导流面2分别开设至芯模12的上边缘及下边缘处，左右的导流面2均与相邻工件安装位3上的左右导流面2连通，在芯模12每个面的四角均形成固定凸台1，在固定凸台1上均设有固定孔B9；
S2、按照发热功率选择相应电阻率的石墨材料，将设计好的芯模12在加工中心加工成型；
S3、固定预制体工件10；其操作步骤为：a、将芯模12每个工件安装位3内放置预制体工件10，在预制体工件10与每个工件安装位3之间均放置0.5mm厚的碳纸；b、预制体工件10的中心孔套设在每个工件安装位3中心处的圆台形凸台4上，使用固定孔A5上的固定螺丝7将中心压条11竖向预紧在预制体工件10外面上，上下对应固定孔B9上的固定螺丝7将侧压条8固定在预制体工件10的外侧面；
S4、将多个装有预制体工件10的芯模12上下堆叠后装入沉积炉；
S5、对沉积炉内依次抽真空、通入充惰性气体至微正压、通入碳氢气体与氩气混合气体进行渗碳沉积、控制沉积温度在1050℃之间，沉积时间为120h，降温至至100℃以下工艺结束；
S6、取出沉积后的装有预制体工件10的芯模12，进行脱模。
实施例4
由附图6所示，温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，具体操作步骤包括：
S1、依据圆盘状无孔设计的待致密预制体工件的形状与尺寸，设计的芯模12为石墨材料，呈桶装的正四边形结构，四条棱边6均为圆弧过渡面，在其外面中部均设有凹陷的圆形工件安装位3，在每个工件安装位3的上下左右均开设有凹陷的导流面2，上部及下部的的导流面2分别开设至芯模12的上边缘及下边缘处，左右的导流面2均与相邻工件安装位3上的左右导流面2连通，在芯模12每个面的四角均形成固定凸台1，在固定凸台1上均设有固定孔B9；
S2、按照发热功率选择相应电阻率的石墨材料，将设计好的芯模12在加工中心加工成型；
S3、固定预制体工件10；固定预制体工件10的具体步骤为：a、将芯模12每个工件安装位3内放置预制体工件10，在预制体工件10与每个工件安装位3之间均放置0.5mm厚的碳纸；b、使用上下对应固定孔B9内的固定螺丝7将侧压条8分别固定在预制体工件10的外面；
S4、将多个装有预制体工件10的芯模12上下堆叠安装后装入沉积炉；
S5、对沉积炉内依次抽真空、通入充惰性气体至微正压、通入碳氢气体与氩气混合气体进行渗碳沉积、控制沉积温度为1050℃、沉积时间为120h降温至100℃以下工艺结束。
S6、取出沉积后的装有预制体工件10的芯模12，进行脱模。
在附图1-6中隐藏了上、下电极，电流流过芯模水平截面，产生热量；实施例1-4中以A319/320刹车盘动盘为致密的预制体工件，厚度为30mm，均达到了一次均匀致密密度大于1.78g/cm3的效果；同时通过破坏性检测，工件致密密度均匀性符合要求。
本发明未详述部分为现有技术。
为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。
Claims (7)
1.一种温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，其特征是：具体操作步骤包括：
S1、依据待致密预制体工件形状与尺寸，计算设计芯模；
所述芯模呈桶装的多边形结构，多条棱边均为圆弧过渡面，在其外面中部均设有凹陷的圆形工件安装位，根据待致密预制体工件为有孔或无孔设计，在每个工件安装位的中心处设置或不设置圆台形凸台，且圆台形凸台的中心处均开设固定孔A；在每个工件安装位的上下左右均开设有凹陷的导流面，上部及下部的的导流面分别开设至芯模的上边缘及下边缘处，左右的导流面均与相邻工件安装位上的左右导流面连通，在芯模每个面的四角均形成固定凸台，在固定凸台上均设有固定孔B；
S2、按照发热功率选择相应电阻率的石墨材料，将设计好的芯模在加工中心加工成型；
S3、固定预制体工件；
S4、将多个装有预制体工件的芯模堆叠安装后装入沉积炉；
S5、对沉积炉内依次抽真空、通入充惰性气体至微正压、通入碳氢气体与氩气混合气体进行渗碳沉积、控制沉积温度、降温至工艺结束；
S6、取出沉积后的装有预制体工件的芯模，进行脱模。
2.根据权利要求1所述的温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，其特征是：S1步骤中的芯模为石墨材料，且为桶状的正四边形、正五边形或正六边形结构，正四边形上设有四个工件位工件安装位，正五边形上设有五个工件位工件安装位，正六边形上设有六个工件位工件安装位。
3.根据权利要求1所述的温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，其特征是：步骤S3中固定预制体工件的具体步骤为：a、将芯模每个工件安装位内放置预制体工件；b、预制体工件为有孔设计时，预制体工件的中心孔套设在每个工件安装位中心处的圆台形凸台上，使用固定孔A上的固定螺丝将中心压条竖向预紧在预制体工件外面上，上下对应固定孔B上的固定螺丝将侧压条固定在预制体工件的外侧面；预制体工件为无孔设计时，使用上下对应固定孔B内的固定螺丝将侧压条固定在预制体工件的外面。
4.根据权利要求1所述的温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，其特征是：所述的中心压条、侧压条、固定螺丝均为碳碳复合材料。
5.根据权利要求1所述的温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，其特征是：在预制体工件与每个工件安装位之间均设有0.5mm厚的碳纸。
6.根据权利要求1所述的温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，其特征是：步骤S4中的多个预制体工件为上下堆叠。
7.根据权利要求1所述的温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法，其特征是：步骤S5中沉积温度为1050℃、沉积时间为120h，降温至100℃以下工艺结束。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310835118.5A CN116837344A (zh) | 2023-07-10 | 2023-07-10 | 一种温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310835118.5A CN116837344A (zh) | 2023-07-10 | 2023-07-10 | 一种温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116837344A true CN116837344A (zh) | 2023-10-03 |
Family
ID=88166813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310835118.5A Pending CN116837344A (zh) | 2023-07-10 | 2023-07-10 | 一种温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116837344A (zh) |
-
2023
- 2023-07-10 CN CN202310835118.5A patent/CN116837344A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5547717A (en) | Method for densifying and refurbishing brakes | |
| US20170002466A1 (en) | A cvi densification installation including a high capacity preheating zone | |
| CN108975922B (zh) | 一种表面具有热解碳涂层的碳/碳复合材料发热体及其制备方法 | |
| KR20000049264A (ko) | 증기상의 화학적 침투에 의한 고리형 적층체 내에 넣어진 기질을 온도구배로 고밀도화시키는 방법 | |
| US20070014990A1 (en) | Support structure for radiative heat transfer | |
| CN2903095Y (zh) | 制造飞机炭刹车盘的炭管式多料柱大型气相沉积炉 | |
| CN104831347A (zh) | 一种内热式化学气相渗透致密c/c坩埚的工装及方法 | |
| US20100272923A1 (en) | Apparatus and method of densifying porous articles | |
| CN115231938A (zh) | 碳/碳复合材料刹车盘的制备方法 | |
| EP2106460B1 (en) | Method of densifying porous articles | |
| CN116837344A (zh) | 一种温度梯度法快速沉积制备致密飞机刹车盘的方法 | |
| EP2298716A2 (en) | Methods of rapidly densifying complex-shaped, asymmetrical porous structures | |
| CN110923671A (zh) | 一种化学气相浸渗炉内置物料架 | |
| CN102212800B (zh) | 一种化学气相渗透增密用多料柱式工业炉 | |
| WO2023280024A1 (zh) | 一种热屏外胆及热屏、拉晶热场 | |
| CN115819101A (zh) | 一种碳/碳复合材料刹车盘快速制备的方法 | |
| US6432477B1 (en) | Densification of porous bodies | |
| JP3215503B2 (ja) | オーブン内側でワークピースを支持するための載荷装置 | |
| EP0909343B1 (en) | Method for refurbishing brakes | |
| CN112628326A (zh) | 一种碳/碳复合材料飞行器制动盘片的制备方法 | |
| CN219260192U (zh) | 一种碳碳复合材料压差沉积法的工装 | |
| CN113149648B (zh) | 提高碳/碳复合材料厚板增密密度及密度均匀性的方法 | |
| CN220393900U (zh) | 一种均匀流场碳基高密件的沉积装置 | |
| CN211872084U (zh) | 一种化学气相沉积装置 | |
| CN117776757A (zh) | 一种大尺寸陶瓷基复材零件界面层制备均匀性的控制方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |