CN117545939A - 成形材料件及其制造方法 - Google Patents

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CN117545939A CN202280029223.3A CN202280029223A CN117545939A CN 117545939 A CN117545939 A CN 117545939A CN 202280029223 A CN202280029223 A CN 202280029223A CN 117545939 A CN117545939 A CN 117545939A
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Abstract

本发明涉及一种成形材料件(1、11)、例如用于盘式制动器的盘以及该成形材料件的制造方法。更具体地，本发明涉及一种成形材料件，其包括沿重叠轴线(Z)叠置的碳纤维的多个层状部(2、3、4、5)，每个层状部(2、3、4、5)由多个径向部段(6)和横向部段(7)形成，其中每个径向部段(6)在两侧与横向部段(7)相邻并连接至横向部段(7)，并且每个横向部段(7)在两侧与径向部段相邻并连接至径向部段(6)，从而在每个层状部(2、3、4、5)中形成径向部段(6)和横向部段(7)的交替布置结构。

Description

成形材料件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种成形材料件以及制造所述成形材料件的方法。优选地，所述成形材料件是用于盘式制动器的盘。更优选地，所述成形材料件是用于盘式制动器的通风式盘。
背景技术
由碳基材料、所谓的“碳-碳”或“C/C”制成的用于盘式制动器的盘的使用是已知的。这些材料是包括布置有碳增强纤维的碳基体的复合材料。
通常，碳纤维或由碳前体制成的纤维被聚集(单独或使用粘合剂、例如树脂)以形成称为“预成型件”的三维结构。最常用的碳前体是PAN、沥青和人造丝。
碳基体是在纤维结构的致密化过程中获得的，该过程可以以各种方式进行，例如通过化学气相沉积(CVD)、化学气相渗透(CVI)、液体聚合物渗透(LPI)、聚合物渗透和热解(PIP)、或用树脂和/或沥青浸渍。
因此，由“C/C”材料制成的盘是通过以下方法获得的：该方法包括对织物和/或无纺布的层状部进行叠置以形成所谓的碳质“预成型件”、可能添加树脂、可能进行热处理以及碳的致密化过程。碳的致密化过程导致密度增加，从而赋予材料足够的机械、热和摩擦学性能，例如密度增加到2倍至6倍。
为了用作摩擦材料，“C/C”材料需要高的应用温度，这使得由“C/C”材料制成的盘特别适合用于在待安装在高性能车辆、例如高端车辆或赛车摩托车上的盘式制动器中应用。
如已知的，用于盘式制动器的盘包括称为制动带的环形部分，该环形部分旨在与卡钳的制动垫配合。在通风型盘的情况下，制动带由两个板制成，这两个板的外表面限定出相反的制动表面，而内表面限定出盘的包括用于对盘进行冷却的通风孔的部分。所述制动带旨在与盘式制动卡钳配合，盘式制动卡钳适于通过利用前述垫在两个板的相反表面、称为制动表面上施加摩擦而在车辆上施加制动作用。
由于在由“C/C”材料制成的盘的分层结构内部创建的特殊结构，盘的某些区域已被证明对结构等级至关重要，因为这些区域对于所施加的负载具有较低的阻力和较低的弯曲强度。
因此，这些区域可能会形成裂纹或断裂，而这对于使用范围内的最高性能和最极端的制动应用来说是不可接受的，例如在跑车、摩托车和其他高速行驶的交通工具的情况下。
为了增加由“C/C”材料制成的盘的弯曲强度，EP 3 308 053描述了一种包括多个碳纤维层状部的盘，每个碳纤维层状部又包括并排放置的多个径向部段和横向部段，其中横向部段的数量大于径向部段的数量。更具体地，在上述碳纤维层状部内，五个径向部段与至少六个或七个横向部段交替布置。
虽然由EP 3 308 053的盘所呈现的结构已被证明有效减少了断裂的发生，但是该结构无法确保盘的最佳阻力。
对于高端道路应用和最极端的制动应用而言，还特别需要尽可能地减小盘的板所允许的最小厚度，即，允许的板被磨损的最小厚度，即，通过制动表面与盘式制动器的垫摩擦的效果所消耗的板的最小厚度。
EP 3 308 053中描述的盘结构需要板的待被减小的最小厚度，特别是在使用范围内的最高性能的情况下。
迄今为止，还不可能显著增加由“C/C”材料制成的盘的弯曲强度，同时显著增加其阻力。
因此，本发明要解决的问题是提供一种克服了现有技术的缺点的成形材料件，优选是一种用于盘式制动器的盘，以及提供一种易于实施的获得该成形材料件的方法。更具体地，本发明的目的在于提供一种成形材料件，该成形材料件能够显著降低盘式制动器中裂纹和断裂的可能性，同时确保盘的高阻力并进一步减小板所允许的最小厚度。
发明内容
上述问题通过所附权利要求中概述的成形材料件和用于制造所述成形材料件的方法来解决，所述权利要求的限定形成本说明书的组成部分。
本发明的第一目的是一种具有圆形或环形形状的成形材料件，例如用于盘式制动器的盘，例如通风型盘式制动器，该成形材料件包括：
沿重叠轴线Z叠置的碳纤维的多个层状部，
其中每个层状部包括并排放置并连接在一起以形成所述层状部的多个径向部段和横向部段，
其中，径向部段是其中碳纤维主要相对于重叠轴线Z沿径向方向R定向或大致平行于径向方向R定向的部段，并且横向部段是其中碳纤维主要沿与所述径向方向R相交的方向I定向的部段，
其中，所述成形材料件的特征在于，每个径向部段在两侧与横向部段相邻并连接至横向部段，并且每个横向部段在两侧与径向部段相邻并连接至径向部段，从而在每个层状部中形成径向部段和横向部段的交替布置结构。
本发明的第二个目的是一种制造上述成形材料件的方法，该方法包括以下步骤：
a)沿重叠轴线Z对碳纤维或所述碳纤维的前体的多个层状部进行叠置以形成多层本体，所述层状部中每个层状部由多个径向部段和横向部段形成，其中每个径向部段在两侧与横向部段相邻并连接至横向部段，并且每个横向部段在两侧与径向部段相邻并连接至径向部段，从而在每个层状部中形成径向部段和横向部段的交替布置结构；
b)使步骤a)中得到的多层本体经受热致密化或热化学致密化处理，以得到所述成形材料件；
c)可选地，用渗透剂、例如硅(Si)或碳化硅(SiC)对步骤b)中获得的成形材料件进行渗透。
本发明的成形材料件的层状部的特定结构被制成，即在每个层状部中径向部段和横向部段交替布置，使本发明的成形材料件相比于现有的由“C/C”材料制成的具有不同层结构的成形材料件而言具有增大的弯曲强度以及增大的阻力。
此外，令人惊讶地发现，当成形材料件是用于盘式制动器的通风型盘时，盘的板的弯曲强度通过比已知的通风式盘低的板的层状部的数量被确保。这有利地转化为磨损板所允许的最小厚度小于已知的通风式盘的最小厚度。特别地，令人惊奇地发现，仅用板中的三个层状部就可以确保通风式盘的弯曲强度。
本发明的成形材料件对象表现出的上述优点是在与现有成形材料件相同的制造成本下获得的。
从本文中通过非限制性示例给出的一些说明性实施方式的描述，本发明的另外的特征和优点将变得明显。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施方式的成形材料件的制造步骤的立体图。
图2和图3分别示意性地示出了可用于本发明的成形材料件的径向部段和横向部段。
图4示意性地示出了根据本发明的实施方式的用于通风型盘式制动器的盘的侧视图。
图5示意性地示出了根据本发明的实施方式的成形材料件的结构在360°上的延伸，即所谓的“1-1”。
图6示意性地示出了已知成形材料件的结构在360°上的延伸，即所谓的“7-5”，其中每个层状部具有交替的七个横向部段和五个径向部段。
图7表示对根据本发明的盘(“盘1-1”)和根据现有技术的盘(“盘7-5”)的损坏体积与扭矩(Nm)的百分比进行说明的图表。
具体实施方式
本发明的目的在于提供一种具有圆形或环形形状的成形材料件，该成形材料件包括沿重叠轴线Z、也称为构造轴线Z叠置的碳纤维的多个层状部，其中每个层状部由多个径向部段和横向部段形成，并且其中每个径向部段在两侧与横向部段相邻并连接至横向部段，并且每个横向部段又在两侧与径向部段相邻并连接至径向部段，从而在每个层状部中形成径向部段和横向部段的交替布置结构。
优选地，根据本发明的成形材料件涉及用于盘式制动器的盘，有利地涉及通风型盘。
令人惊讶地发现，这种被称为“1-1”的结构，其中径向部段与横向部段交替布置以形成成形材料件的每个层状部，从而既增加了阻力——特别地由径向部段提供，又增加了弯曲强度——特别地由横向部段提供。特别地，令人惊讶地发现，在上述“1-1”结构中，横向部段的纤维有效地平行于弯曲载荷，因此更加有效。因此，成形材料件内部裂纹或断裂的发生显著减少，使得成形材料件特别适合于除其他特征之外还需要高弯曲强度的应用，例如作为运动和高性能车辆的制动系统中的盘。
此外，令人惊讶地发现，在根据本发明的用于通风型盘式制动器的盘中，通过盘的板中较少数量的层状部便确保了弯曲强度。
与这种特征相关的第一个优点涉及以下可能性：增加盘的可被磨损的厚度并因此增加盘本身的使用寿命、保持板在生命周期开始时的厚度不变。
与这种特征相关的另一个优点涉及以下可能性：减小板在盘的生命周期开始时的厚度、保持可被磨损的厚度不变、以及因此增加通风孔的数量及通过更大的通风空间来增加盘的热交换。另外，由于更好的散热性，根据本发明的盘适用于运动和高性能车辆的制动系统。
参考附图，本发明的成形材料件整体上用附图标记1来表示。
成形材料件1包括碳纤维的多个层状部2、3、4、5，这些层状部沿着重叠轴线Z、也称为构造轴线Z叠置，例如在图1中竖向地示出的。为了简化表示，图1示出了四个层状部2、3、4、5，但是这样的层状部的数量仅作为示例给出并且不应被理解为限制本发明的目的。
在本说明书中，除非另有说明，否则术语“径向”、“轴向”、“成角度地”、“周向”将总是相对于重叠轴线Z来理解。
根据实施方式变型，所述重叠轴线Z在其使用期间平行于成形材料件1或盘式制动器的盘的旋转轴线定向。
每个层状部2、3、4、5包括并排放置并连接在一起以形成所述层状部的多个部段6、7，每个层状部2、3、4、5的部段包括径向部段6和横向部段7。
径向部段6是其中碳纤维主要相对于重叠轴线Z沿径向方向R定向或大致平行于径向方向R定向的部段。横向部段7是其中碳纤维主要沿与径向方向R相交的方向I定向的部段。就此而言，图2和图3的图分别示出了碳纤维在相应部段6和7上沿径向方向和沿横向方向的取向。
在优选实施方式中，相交方向I基本上垂直于径向方向R。
有利地，所述部段6、7的至少一部分呈圆形的扇形或圆形的冠状拱形部的形式，例如如图1所示。
优选地，所述圆形的扇形或圆形的冠状拱形部的周向宽度在60°至90°、优选为60°至80°、优选为65°至72°的范围内，例如为约68°。
在本发明的实施方式中，所有部段6、7基本上具有相同的形式。优选地，所有部段6、7具有相同的周向宽度。
在优选实施方式中，每个部段主要或排他地包括单向碳纤维，该单向碳纤维沿径向方向R或沿相交方向I布置，这取决于该单向碳纤维是径向部段6还是横向部段7。
在优选实施方式中，相对于重叠轴线Z，层状部2的部段相对于邻接层状部3的部段成角度地偏移，使得部段之间的连接区域8不会在成形材料件1的厚度S上重叠。
在本发明的实施方式中，相对于重叠轴线Z，层状部2的每个径向部段6部分地与邻接层状部3的径向部段6重叠并且部分地与邻接层状部3的横向部段7重叠。根据该实施方式，层状部2的每个径向部段6与邻接层状部3的径向部段6重叠的部分等于径向部段的周向宽度的5％至50％，优选地等于10％至40％或15％至35％，并且层状部2的每个径向部段6与邻接层状部3的横向部段7重叠的部分等于50％至95％，优选地等于60％至90％或65％至85％。
类似地，在本发明的实施方式中，相对于重叠轴线Z，层状部2的每个横向部段7部分地与相邻层状部3的横向部段7重叠并且部分地与邻接层状部3的径向部段6重叠。根据该实施方式，层状部2的每个横向部段7与邻接层状部3的横向部段7重叠的部分等于该横向部段的周向宽度的5％至50％，优选地等于10％至40％或15％至35％，并且层状部2的每个横向部段7与邻接层状部3的径向部段6重叠的部分等于50％至95％，优选地等于60％至90％或65％至85％。
在实施方式(未示出)中，层状部2的至少一个部段可以与在周向方向上与其并排的至少一个其他部段部分地重叠。
有利地，在每个层状部2、3、4、5中，径向部段6的数量等于横向部段7的数量。
在本发明的实施方式中，在碳纤维的多个层状部2、3、4、5中，部段6、7以基本上连续的方式围绕构造轴线Z延伸成螺旋结构。在这种情况下，层状部2、3、4、5由盘圈(coil)表示。根据该实施方式，优选地，每个盘圈相对于与构造轴线Z正交的轴线具有在介于1°与10°之间、优选在介于1°与5°之间的范围内的倾斜度，例如约1°的倾斜度。
在本说明书中，不对层状部和盘圈进行区别。因此，当部段6、7以螺旋的方式延伸时，可以理解，层状部2、3、4、5是盘圈。
在优选实施方式中，碳纤维的层状部或盘圈2、3、4、5的数量在介于10与50之间、优选在介于18与40之间的范围内，例如在20至35之间或24至30之间。在具体的实施方式中，层状部或盘圈的数量在21至26之间。
仅作为示例，所述碳纤维层状部2、3、4、5中的每个碳纤维层状部可以具有0.5mm至3mm之间的厚度，例如约1.25mm或1.5mm的厚度。
仅举例来说，沿着重叠轴线Z，成形材料件1可以具有等于或大于约5毫米、例如等于或大于约25毫米、例如在约25毫米与约300毫米之间的厚度S，例如28毫米、32毫米、38毫米或40毫米的厚度S。
在本发明的实施方式中，所述碳纤维的至少一部分、优选全部碳纤维衍生自氧化聚丙烯腈纤维。例如，所述纤维由SGL Carbon SE公司以商品名生产。
在优选实施方式中，成形材料件1包含碳质基体，该碳质基体中掺入了至少一部分所述碳纤维。表述“碳质基体”表示由至少50％的碳组成的基体。
在本发明的实施方案中，成形材料件1包含通过所述成形材料件1的碳纤维和/或碳质基体的部分碳(C)与渗透到成形材料件1中的至少部分硅(Si)进行反应而获得的碳化硅(SiC)。优选地，所述碳化硅(SiC)布置为相邻的碳纤维层状部2、3、4、5之间的桥接部。
优选地，成形材料件1具有小于5％、例如等于或小于3％的残余孔隙率。优选地，对于包含碳化硅(SiC)区域的成形材料件1而言特别是在用硅(Si)进行渗透的至少一个步骤结束时，考虑这种残余孔隙率的值。
在本发明的优选实施方式中，所述成形材料件1是用于通风型盘式制动器的盘，该通风型盘式制动器仅通过示例的方式在图4中示出。
图4中的通风式盘整体上用附图标记11表示。所述通风式盘包括第一板12和第二板13，第一板12和第二板13一起构成所谓的制动带。所述第一板12由外表面14和内表面15界定，并且所述第一板12具有在所述两个表面14、15之间延伸的厚度y。类似地，所述第二板13由外表面16和内表面17界定，并且所述第二板13具有在所述两个表面16、17之间延伸的厚度y。
所述外表面14、16限定出旨在与盘式制动器的垫配合的相反的制动表面。所述制动表面14、16会经受磨损。
每个板12、13的厚度y由两个尺寸的总和给出，所述两个尺寸由板所允许的“最小厚度K”和“能够被磨损的厚度(y-K)”表示。表述“最小厚度K”表示经磨损的板所允许的最小厚度，即，板在盘不出现结构故障的情况下由于制动表面与盘式制动器的垫摩擦的作用而被消耗。换句话说，“最小厚度K”是盘生命周期结束时经磨损的板的厚度。“能够被磨损的厚度(y-K)”是随着时间的推移而磨损(即消耗)掉的厚度。“能够被磨损的厚度(y-K)”呈现为可变值。优选的是，“最小厚度K”尽可能小，以保证通风式盘更长的使用寿命。
有利地，根据本发明的盘11的板12、13的“最小厚度K”由沿着重叠轴线Z叠置的三个上述层状部形成。事实上，已经令人惊奇地发现，板12、13的弯曲强度通过仅三个层状部的重叠而被确保。就此而言，参考图5，该图示出了三个层状部的重叠如何允许在沿着与重叠轴线Z正交的轴线的每个点中具有能够使盘具有期望的弯曲强度的至少一个横向部段。
相反，在已知的盘中，板的弯曲强度是通过更多数量的层状部来确保的。例如，在具有由每个层状部中的七个横向部段6和五个径向部段5的交替布置结构给出并如图6所示的“7-5”结构的盘中，板的弯曲强度通过四个层状部来确保。因此，对于具有“7-5”结构的盘的板而言，所允许的“最小厚度K”必然更大。
从图7的图表可以清楚地看出，根据本发明，具有“1-1”结构的盘(盘1-1)相对于具有“7-5”结构的相同几何形状(盘7-5)的盘还具有更大的机械强度。事实上，随着所施加的制动扭矩的增加，盘1-1的损坏体积小于盘7-5的损坏体积。
根据本发明的成形材料件是用根据权利要求的方法获得的。
即使没有明确指出，这种方法的优选或附属变型也可以包括能够从结构的角度、从上面的描述甚至仅隐含地推导出来的任何特征。
所述方法包括以下步骤：
a)沿重叠轴线Z对碳纤维或所述碳纤维前体的多个层状部2、3、4、5进行叠置以形成多层本体，所述层状部中的每个层状部由多个径向部段6和横向部段7形成，其中每个径向部段6在两侧与横向部段7相邻并连接至横向部段7，并且每个横向部段7又在两侧与径向部段6相邻并连接至径向部段6，从而在每个层状部中形成径向部段6和横向部段7的交替布置结构；
b)使步骤a)中得到的多层本体经受热致密化或热化学致密化处理，以得到成形材料件1、11；
c)可选地，用渗透剂、例如硅(Si)或碳化硅(SiC)对步骤b)中获得的成形材料件1、11进行渗透。
在本发明的实施方式中，所述步骤a)还包括对所述叠置的层状部2、3、4、5进行针刺(needling)的步骤。
在实施方式中，步骤a)包括以下步骤：在碳纤维的多个层状部2、3、4、5中，将部段6、7以基本连续的方式围绕构造轴线Z布置成螺旋结构。
在一个实施方式中，所述渗透剂包含硅(Si)。根据该实施方式，在所述步骤c)期间，渗透的硅(Si)的一部分与成形材料件1、11的碳纤维和/或碳质基体的碳(C)的一部分进行反应以形成碳化硅(SiC)。
在优选的实施方式中，步骤a)中的针刺步骤可以包括例如通过成形针将碳纤维或该碳纤维的前体移位穿过成形材料件的不同的层状部2、3、4、5的厚度S从而形成纠缠的三维结构的一个或更多个步骤。
应当指出的是，在步骤a)中，层状部2、3、4、5可以包含碳纤维(即，已经碳化的纤维)或该纤维的前体(例如，氧化聚丙烯腈纤维)，该前体在步骤a)的下游的可选碳化步骤期间被转化为碳纤维。
根据不同的实施方式，在步骤b)期间，采用不同类型的方法进行致密化处理。
第一种方法是化学气相沉积(CVD)或化学气相渗透(CVI)，这取决于是否仅存在蒸气形式的碳涂覆或渗透。通常，如果材料是纤维状的并因此具有高孔隙率，则进行化学气相渗透(CVI)。这些方法涉及使用碳烃混合物(例如甲烷和丙烷)以及将待处理材料在高温和低压下暴露于此类混合物。操作温度在900℃至1200℃、优选在1000℃至1100℃的范围内，并且使用低于300毫巴、优选几十毫巴的压力。碳氢混合物分解以形成元素碳，然后元素碳沉积或渗透到被处理材料的基质中。这种方法需要使用专用熔炉，涉及在纤维上沉积薄层(通常为几微米)；因此，需要在高于10微米(通常为10微米至20微米)的纤维上进行多次渗透和整体涂覆，以获得所需的致密化。
另一种方法称为液体聚合物渗透(LPI)或聚合物渗透和热解(PIP)，该方法涉及用液体聚合物对待处理材料的基质进行渗透以及随后的高温热处理(热解)，从而导致沉积在碳纤维上的聚合物的碳化。这种方法是通过将一个或更多个预成型件浸没在高压釜内的液体聚合物浴中来进行的。优选地，渗透步骤在50毫巴至500毫巴之间的压力以及20℃至50℃的温度下、优选在室温下进行。对预成型件进行浸没的时间优选在10分钟至120分钟之间，例如为15分钟至45分钟之间。渗透后，聚合物在一温度下被固化，该温度取决于所用材料。最后，在惰性环境中在优选在700℃至1000℃之间、例如850℃至950℃之间的温度下将材料热解，以将聚合物基质转化成碳。同样在这种情况下，在实现预成型件的适当致密化之前需要进行若干渗透和热解步骤。整个过程通常至少重复进行三次，直到达到所需的密度。
根据本发明的优选实施方式，在步骤c)期间，通过液体硅渗透(LSI)过程将硅渗透到成形材料件中，在此期间使硅达到高于其熔化温度的温度，从而使硅熔化并通过毛细作用渗透到所述成形材料件中。所述过程在合适的处理室中进行。
根据该实施方式，将成形材料件放置在硅层或硅床上，优选被粉末化，例如通过多孔隔膜，例如毛毡、热解木材或木栓的元件。
将所述处理室引入常规类型的合适炉中，将该炉加热至优选高于1410℃、更优选在1420℃至1700℃之间的温度，例如将该炉加热至约1500℃的温度。在这些温度下，硅熔化，通过成形材料件的孔内的毛细作用上升，并且至少部分地与碳纤维和/或碳质基体的部分碳进行反应以形成碳化硅(SiC)。
加热至处理温度和随后的冷却均是逐渐进行的。例如，可能需要长达8小时或更长时间才能达到约1500℃的处理温度，并且需要类似的时间来对经渗透的垫进行冷却。
优选地，所述硅渗透过程在20毫巴至150毫巴之间、更优选在80毫巴至120毫巴之间的减压下进行。
有利地，本发明的方法和成形材料件可以非常简单地在任何现有生产线中实施，尤其是凭借相对的结构简单性更是如此。
有利地，本发明的方法和成形材料件允许实现相当显著的制造节省，因为特定过程相对于通常提供的那些机械不需要补充或额外的机械。
对于上述方法和成形材料件的实施方式，为了满足特定的需要，本领域技术人员可以进行其他等效操作的变化或元件替换。这些变型也包括在由所附权利要求限定的保护范围内。此外，被描述为属于可能实施方式的每个变型可以独立于其他所描述的变型来实现。

Claims (17)

1.一种成形材料件(1、11)，所述成形材料件(1、11)具有圆形或环形形状并且包括沿着重叠轴线(Z)叠置的碳纤维的多个层状部(2、3、4、5)，
其中，每个层状部(2、3、4、5)包括并排放置并连接在一起以形成所述层状部的多个径向部段(6)和横向部段(7)，
其中，所述径向部段(6)是碳纤维主要相对于所述重叠轴线(Z)沿径向方向(R)定向的部段，以及所述横向部段(7)是碳纤维主要沿与所述径向方向相交的方向(I)定向的部段，
其中，所述成形材料件(1、11)的特征在于，每个径向部段(6)在两侧与横向部段(7)相邻并连接至所述横向部段(7)，并且每个横向部段(7)在两侧与径向部段(6)相邻并连接至所述径向部段(6)，从而在每个层状部(2、3、4、5)中形成径向部段(6)与横向部段(7)的交替布置结构。
2.根据权利要求1所述的成形材料件(1、11)，其中，相对于所述重叠轴线(Z)而言，层状部的部段(6、7)是相对于相邻层状部的部段(6、7)成角度地偏移的，使得部段之间的连接区域(8)在所述成形材料件(1、11)的厚度(S)上不重叠。
3.根据权利要求1或2所述的成形材料件(1、11)，其中，在碳纤维的所述多个层状部(2、3、4、5)中，所述部段(6、7)以基本连续的方式围绕所述重叠轴线(Z)延伸成螺旋结构。
4.根据权利要求3所述的成形材料件(1、11)，其中，每个层状部(或盘圈)相对于与所述重叠轴线(Z)正交的轴线具有在介于1°与10°之间的范围内的倾角，优选地，每个层状部相对于与所述重叠轴线(Z)正交的轴线具有在介于1°与5°之间的范围内的倾角，所述倾角例如为约1°。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的成形材料件(1、11)，其中，所述层状部(2、3、4、5)的数量在介于18与40之间的范围内，优选地，所述层状部(2、3、4、5)的数量在介于20与35之间的范围内、或者在介于24与30之间的范围内、或者在介于21与26之间的范围内。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的成形材料件(1、11)，其中，所述相交方向(I)与所述径向方向(R)大致正交。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的成形材料件(1、11)，其中，所述部段(6、7)呈圆形的扇形部的形式或圆形的冠状拱形部的形式，所述圆形的扇形部或圆形的冠状拱形部具有在60°至90°的范围内的周向宽度，所述周向宽度例如为约68°。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的成形材料件(1、11)，其中，每个区段(6、7)主要地或排他地包括沿所述径向方向(R)或沿所述相交方向(I)布置的单向碳纤维。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的成形材料件(1、11)，其中，所述碳纤维中的至少部分碳纤维取自氧化聚丙烯腈纤维，优选地，全部碳纤维均取自氧化聚丙烯腈纤维，所述氧化聚丙烯腈纤维例如为纤维。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的成形材料件(1、11)，其中，所述重叠轴线(Z)定向为平行于所述成形材料件(1、11)的旋转轴线。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的成形材料件(1、11)，所述成形材料件包含碳化硅(SiC)，所述碳化硅(SiC)是通过所述碳纤维和/或所述成形材料件(1、11)的碳质基体中的碳(C)的一部分与渗透到所述成形材料件(1、11)中的硅(Si)的至少一部分进行反应而获得的，优选地，所述碳化硅(SiC)被布置为对相邻的碳纤维的层状部进行桥接。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的成形材料件(1、11)，其中，所述成形材料件(1、11)具有小于5％的残余孔隙率，所述残余孔隙率例如等于或小于3％。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的成形材料件(1、11)，所述成形材料件是用于盘式制动器的盘，用于盘式制动器的所述盘例如为通风式盘。
14.根据权利要求13所述的成形材料件(1、11)，其中，用于盘式制动器的所述盘是通风的并且包括制动带，所述制动带包括两个板(12、13)，所述两个板的外表面(14、16)限定出用于与盘式制动器的垫配合的相反的制动表面，其中，所述板(12、13)中的每个板具有厚度(y)，每个板的厚度(y)被限定为“最小厚度”(K)与“能够被磨损的厚度”(y-K)的总和，所述“最小厚度”(K)等于三个层状部(2、3、4)的厚度，并且所述“能够被磨损的厚度”(y-K)是可变的。
15.一种用于制造根据前述权利要求中的任一项所述的成形材料件(1、11)的方法，所述方法包括以下步骤：
a)沿着重叠轴线(Z)对碳纤维的多个层状部(2、3、4、5)、或者所述碳纤维的前体的多个层状部(2、3、4、5)进行叠置以形成多层本体，所述层状部(2、3、4、5)中的每个层状部由多个径向部段(6)和横向部段(7)形成，其中，每个径向部段(6)在两侧与横向部段(7)相邻并连接至所述横向部段(7)，并且每个横向部段(7)在两侧与径向部段(6)相邻并连接至所述径向部段(6)，从而在每个层状部(2、3、4、5)中形成径向部段(6)和横向部段(7)的交替布置结构；
b)使在步骤a)中获得的所述多层本体经受热致密化处理或热化学致密化处理，以得到所述成形材料件(1、11)；
c)可选地，用渗透剂对在步骤b)中获得的所述成形材料件(1、11)进行渗透，所述渗透剂例如为硅(Si)或碳化硅(SiC)。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，步骤a)包括以下步骤：在碳纤维的所述多个层状部(2、3、4、5)中，将所述径向部段(6)和所述横向部段(7)以基本连续的方式围绕所述重叠轴线(Z)布置成螺旋结构。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，所述渗透剂包含硅(Si)，并且在步骤c)期间，渗透的硅(Si)的一部分与所述成形材料件(1、11)的所述碳纤维和/或碳质基体中的碳(C)的一部分进行反应以形成碳化硅(SiC)。
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Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5546880A (en) * 1994-12-29 1996-08-20 The Bf Goodrich Company Annular filamentary structures and methods of making
GB2356642B (en) * 1999-11-25 2001-12-05 Dunlop Aerospace Ltd Wear resistant articles
KR20050020986A (ko) * 2002-06-11 2005-03-04 슝크 코렌슈토프테크닉 게엠베하 Ｔｆｐ 공정에 따라 제조된 마찰 특성을 가진 섬유복합재료 부품
US10436267B2 (en) * 2014-08-08 2019-10-08 Bam Inc. Non-woven, fracture reducing brake rotor preforms and pads
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