RU2820117C1 - Method of making fiber reinforcing carcass for carbon-carbon brake discs - Google Patents
Method of making fiber reinforcing carcass for carbon-carbon brake discs Download PDFInfo
- Publication number
- RU2820117C1 RU2820117C1 RU2023122481A RU2023122481A RU2820117C1 RU 2820117 C1 RU2820117 C1 RU 2820117C1 RU 2023122481 A RU2023122481 A RU 2023122481A RU 2023122481 A RU2023122481 A RU 2023122481A RU 2820117 C1 RU2820117 C1 RU 2820117C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layers
- carbon
- density
- needle
- equal
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 title claims abstract description 11
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 10
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title abstract description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 28
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 238000004080 punching Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 101100409194 Rattus norvegicus Ppargc1b gene Proteins 0.000 claims description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009941 weaving Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 4
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 3
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 3
- 239000002783 friction material Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012705 liquid precursor Substances 0.000 description 1
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005475 siliconizing Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Предлагаемое техническое решение относится к области углерод-углеродных композиционных материалов, а именно к иглопробивным материалам (ИПМ) на основе равноплотных углеродных тканей, предназначенным для использования, в частности, в качестве основы для изготовления каркасов углерод-углеродных фрикционных тормозных дисков, применяемых в авиастроении, автомобилестроении.The proposed technical solution relates to the field of carbon-carbon composite materials, namely to needle-punched materials (IPM) based on uniform carbon fabrics, intended for use, in particular, as a basis for the manufacture of frames of carbon-carbon friction brake discs used in aircraft construction, automotive industry.
Известен элемент тормозного устройства и способ его изготовления (Патент РФ №2778489 С1, 22.08.2022). Способ изготовления элемента тормозного устройства включает формирование каркаса из углеродных волокон и уплотнение его матричным материалом, первой стадией которого является уплотнение каркаса пироуглеродом из газовой фазы вакуумным изотермическим методом, второй стадией - уплотнение углеродом и/или керамическим материалом из жидкого прекурсора путем пропитки им заготовки и термообработки, третьей стадией - формирование в порах фрикционного материала (вблизи рабочей поверхности элемента тормозного устройства) карбида кремния, получаемого в процессе силицирования заготовки путем обработки ее в парах кремния. При этом каркас со стороны рабочих поверхностей элемента тормозного устройства изготавливают из иглопробивного материала плотностью 0,15-0,36 г/см3 на основе дискретных по длине и фрагментированных по толщине, вплоть до размеров филаментов, углеродных волокон, а сердцевину каркаса (по его толщине) изготавливают плотностью 0,6-0,9 г/см3 на основе слоев углеродной ткани; при этом иглопробивной волокнистый материал соединяют с пакетом из слоев ткани углеродными нитями, осуществляя это иглопробивным методом, уплотнение каркаса пироуглеродом проводят до достижения УУКМ (углерод углеродные композиционные материалы) сердечника открытой пористости не более 15%, после чего доуплотняют его углеродной матрицей до максимально возможной плотности для данного типа материала, а силицирование осуществляют паро-жидкофазным методом. Перед силицированием в порах фрикционного материала может быть выращен наноуглерод каталитическим газофазным методом, а при силицировании паро-жидкофазным методом первоначальный массоперенос кремния в поры материала осуществлен по механизму капиллярной конденсации его паров в интервале температур 1300-1550°С. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы элемента тормозного устройства в условиях интенсивного торможения и влажности окружающей среды без существенного усложнения технологии изготовления. Соединение иглопробивного волокнистого материала с пакетом из слоев ткани углеродными нитями (осуществляется это иглопробивным методом) работает на увеличение прочности соединения материала рабочих слоев (фрикционного материала) с материалом сердечника. Эта операция по длительности нисколько не больше, чем формирование каркаса иной структуры.An element of a braking device and a method for its manufacture are known (RF Patent No. 2778489 C1, 08/22/2022). A method for manufacturing an element of a braking device includes forming a frame from carbon fibers and compacting it with a matrix material, the first stage of which is compaction of the frame with pyrolytic carbon from the gas phase using a vacuum isothermal method, the second stage is compaction with carbon and/or ceramic material from a liquid precursor by impregnating the workpiece with it and heat treatment , the third stage is the formation of silicon carbide in the pores of the friction material (near the working surface of the brake device element), obtained in the process of siliconizing the workpiece by treating it in silicon vapor. In this case, the frame on the side of the working surfaces of the braking device element is made of needle-punched material with a density of 0.15-0.36 g/cm 3 based on carbon fibers discrete in length and fragmented in thickness, up to the size of filaments, and the core of the frame (according to its thickness) are made with a density of 0.6-0.9 g/cm 3 based on layers of carbon fabric; in this case, the needle-punched fibrous material is connected to a package of layers of fabric with carbon threads, this is done using the needle-punched method, the frame is compacted with pyrolytic carbon until the CCCM (carbon-carbon composite materials) core reaches an open porosity of no more than 15%, after which it is further compacted with a carbon matrix to the maximum possible density for this type of material, and siliconization is carried out using the vapor-liquid phase method. Before siliconization, nanocarbon can be grown in the pores of the friction material by the catalytic gas-phase method, and during siliconization by the vapor-liquid phase method, the initial mass transfer of silicon into the pores of the material is carried out by the mechanism of capillary condensation of its vapor in the temperature range 1300-1550°C. The technical result of the invention is to increase the operating efficiency of the braking device element under conditions of intense braking and environmental humidity without significantly complicating the manufacturing technology. The connection of a needle-punched fibrous material with a package of layers of fabric using carbon threads (this is done using the needle-punched method) works to increase the strength of the connection between the material of the working layers (friction material) and the core material. This operation is no longer in duration than the formation of a frame of a different structure.
Недостатком данного способа является отсутствие параметров, отвечающих за структурные показатели углеродного наполнителя, а именно характеристики применяемого текстильного материала.The disadvantage of this method is the lack of parameters responsible for the structural characteristics of the carbon filler, namely the characteristics of the textile material used.
Отличительным признаком представленного технического решения является, создание структуры иглопробивного каркаса с равномерным и равнопрочным скреплением волокнистых слоев. При этом применяются равноплотные углеродные ткани с рисунком переплетения (полотняное, саржа 2/2), что обеспечивает равновесность структуры каркаса. Причем ориентация слоев ткани относительно друг друга может быть изменена поворотом предыдущего на угол от 0 до 90°.A distinctive feature of the presented technical solution is the creation of a needle-punched frame structure with uniform and equal-strength bonding of the fibrous layers. In this case, equal-density carbon fabrics with a weave pattern (plain, 2/2 twill) are used, which ensures the balance of the frame structure. Moreover, the orientation of the layers of fabric relative to each other can be changed by rotating the previous one at an angle from 0 to 90°.
Известна иглопробивная машина (Патент РФ на полезную модель №118637 U1, 27.07.2012), содержащая опорную плиту, расположенную с возможностью пошагового перемещения в вертикальном направлении. Над указанной опорной плитой установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении иглопробивная головка, в которой смонтированы рядами множество вертикально расположенных крючковых игл. При этом иглы выполнены, по меньшей мере, двух разных длин, расположены в иглопробивной головке с чередованием по длине как в одном ряду, так и в соседних рядах, при этом иглы в соседних рядах расположены со смещением. Иглы различной длины, расположенные в иглопробивной головке с чередованием по длине, проникают в волокнистый материал на различную глубину, тем самым обеспечивая уплотнение слоев по всей их толщине и получение волокнистой конструкции, которая имеет равномерную структуру по толщине и повышенную стойкость против расслоения, то есть разъединения слоев под действием усилий сдвига, которым могут подвергаться тормозные диски.A needle-punching machine is known (RF Patent for utility model No. 118637 U1, July 27, 2012), containing a support plate located with the possibility of step-by-step movement in the vertical direction. Above said support plate there is a needle-punched head installed with the possibility of reciprocating movement in the vertical direction, in which a plurality of vertically arranged hook needles are mounted in rows. In this case, the needles are made of at least two different lengths, located in the needle-punched head with alternating lengths both in one row and in adjacent rows, while the needles in adjacent rows are offset. Needles of various lengths, located in a needle-punched head with alternating lengths, penetrate into the fibrous material to varying depths, thereby ensuring compaction of the layers throughout their entire thickness and obtaining a fibrous structure that has a uniform structure in thickness and increased resistance to delamination, that is, separation layers under the shear forces that the brake discs may be subjected to.
Недостатком данного способа является иглопробивание иглами различной длины сразу всего пакета волокнистого материала. Что не обеспечивает равномерность и равнопрочность скрепления слоев в готовом изделии.The disadvantage of this method is the needling of the entire package of fibrous material with needles of different lengths. This does not ensure uniformity and strength of bonding of layers in the finished product.
В предлагаемом техническом решении иглопробивание происходит послойно, дублированием процесса после наложение каждого нового слоя в каркас, что обеспечивает максимальное заполнение объема заготовки углеродным материалом, равномерное и прочное соединение слоев в толщине заготовки.In the proposed technical solution, needlepunching occurs layer by layer, duplicating the process after applying each new layer to the frame, which ensures maximum filling of the volume of the workpiece with carbon material, uniform and strong connection of layers in the thickness of the workpiece.
Известен способ оперативного контроля нидленга волокнистых структур и иглопробивное устройство для его осуществления (Патент Франции №2825382 В1, 12.09.2003). Иглопробивную волокнистую структуру изготавливают путем укладки волокнистых слоев на поддон, иглопрокалывание пластов осуществляют при их штабелировании с помощью игл. Способ получения иглопробивной волокнистой структуры включает выкладку волокнистых слоев на пластину, иглопрокалывание пластов при их сложении иглами. Иглы приводятся в действие средством привода игольчатой опоры возвратно-поступательными движениями в поперечном направлении относительно пластов и средством изменения расстояния, расположения пластины от конечного положения игл. В устройстве предусмотрены датчики силы для обеспечения сигнала, представляющего сигнал мгновенного усилия, оказываемого во время проникновения игл в волокнистые пласты, уложенные на пластине. Технический результат заключается в том, что во время изготовления материала достигается желаемое распределение характеристик иглопробивания в толщине волокнистой структуры.There is a known method for the operational control of the needling of fibrous structures and a needle-punching device for its implementation (French Patent No. 2825382 B1, 09/12/2003). The needle-punched fibrous structure is made by laying fibrous layers on a pallet, and the needle-punched layers are carried out by stacking them using needles. The method for producing a needle-punched fibrous structure involves laying fibrous layers on a plate and needle-piercing the layers while folding them with needles. The needles are driven by a means of driving the needle support by reciprocating movements in the transverse direction relative to the layers and by a means of changing the distance and location of the plate from the final position of the needles. The device includes force sensors to provide a signal representative of the instantaneous force exerted as the needles penetrate the fibrous sheets laid on the plate. The technical result is that during the production of the material the desired distribution of needle-punching characteristics is achieved in the thickness of the fibrous structure.
Недостаток описанного способа заключается в том, что способ не учитывает общий объем пришивных нитей, расположенный перпендикулярно слоям углеродного текстильного наполнителя.The disadvantage of the described method is that the method does not take into account the total volume of sewing threads located perpendicular to the layers of carbon textile filler.
Отличительным признаком представленного технического решения является определение оптимального показателя степени прошивки. Данный показатель отражает общий объем прошивных нитей, обеспечивающих перепутывание слоев углеродной ткани и должен находится пределах от 2 до 15%, что обеспечивает необходимую прочность соединения слоев и отсутствие расслоения в углеродном каркасе.A distinctive feature of the presented technical solution is the determination of the optimal indicator of the degree of firmware. This indicator reflects the total volume of stitching threads that ensure entanglement of layers of carbon fabric and should be in the range from 2 to 15%, which ensures the necessary strength of the connection of layers and the absence of delamination in the carbon frame.
Технический результат предлагаемого решения заключается в сохранении структуры углерод-углеродных композиционных материалов (УУКМ), а следовательно, и улучшении физико-механических характеристик армирующего каркаса тормозного диска.The technical result of the proposed solution is to preserve the structure of carbon-carbon composite materials (CCCM), and therefore improve the physical and mechanical characteristics of the reinforcing frame of the brake disc.
Сущность заявленного способа состоит в изготовлении волокнистых армирующих каркасов для углерод-углеродных тормозных дисков, включающий выкладку волокнистых слоев армирующего материала каркаса на пластину, подачу волокнистого армирующего материала каркаса через иглопробивное устройство и иглопрокалывание слоев при их сложении иглами, отличается тем, что волокнистый армирующий материал каркаса выкладывают послойно из равноплотных углеродных тканей с поверхностной плотностью 200-800 г/см2, полотняного или саржевого плетения, с характеристикой рисунка переплетения рогожка (усиленное полотняное переплетение ткани), или саржа 2/2, при этом количество слоев углеродной ткани определяется требуемой толщиной изделия, а иглопрокалывание производится с послойным дублированием каждого слоя углеродной ткани иглопробивным методом с глубиной прокалывания 5-40 мм и плотностью прокалывания 20-100 прок/см2 при скорости подачи ткани через иглопробивное устройство, при этом подбор игл находится в непосредственной зависимости от марки и характеристик углеродной ткани.The essence of the claimed method is the production of fibrous reinforcing frames for carbon-carbon brake discs, which includes laying out fibrous layers of the reinforcing material of the frame on a plate, feeding the fibrous reinforcing material of the frame through a needle-punching device and needle-piercing the layers when they are folded with needles, characterized in that the fibrous reinforcing material of the frame laid out in layers of equal-density carbon fabrics with a surface density of 200-800 g/cm 2 , plain or twill weave, with a matting weave pattern (reinforced plain weave fabric), or 2/2 twill, with the number of layers of carbon fabric determined by the required thickness of the product , and needle piercing is carried out with layer-by-layer duplication of each layer of carbon fabric using the needle-punched method with a piercing depth of 5-40 mm and a piercing density of 20-100 punctures/cm 2 at a fabric feed rate through a needle-punching device, while the selection of needles is directly dependent on the brand and characteristics carbon fabric.
Применение равноплотных тканей обусловлено необходимостью обеспечить равновесность структуры каркаса. Если ткань будет иметь большую плотность по основе или по утку, то усадка и вытяжка также будет различной в углеродном каркасе, что приведет различным физико-механическим свойствам УУКМ при конечном использовании. Послойное дублирование каждого слоя в процессе иглопробивки обеспечивает равномерное количество волокон, расположенных перпендикулярно плоскости холста, а также равномерном перепутывании между отдельными слоями углеродного каркаса, создавая объемный материал высокой плотности и прочности поверхностной плотностью от 200 до 800 г/см2. Выбор представленных параметров поверхностной плотности углеродных тканей, обусловлен технологическими и экономическими соображениями, а именно:The use of equal-density fabrics is due to the need to ensure the balance of the frame structure. If the fabric has a high warp or weft density, then shrinkage and elongation will also be different in the carbon frame, which will lead to different physical and mechanical properties of the CCCM in final use. Layer-by-layer duplication of each layer during the needlepunching process ensures a uniform number of fibers located perpendicular to the plane of the canvas, as well as uniform entanglement between the individual layers of the carbon frame, creating a bulk material of high density and strength with a surface density of 200 to 800 g/cm 2 . The choice of the presented parameters of the surface density of carbon fabrics is determined by technological and economic considerations, namely:
- при использовании тканых структур с поверхностной плотностью менее 200 г/см2 приведет к значительному увеличению требуемого количества слоев для формирования углеродного иглопробивного каркаса, а следовательно и возрастанию рисков расслоения материла на последующих переделах при изготовлении конечного УУКМ.- when using woven structures with a surface density of less than 200 g/cm 2 will lead to a significant increase in the required number of layers to form a carbon needle-punched frame, and therefore an increase in the risks of material delamination at subsequent stages in the manufacture of the final CCCM.
- использование тканых структур с поверхностной плотностью более 800 г/см2 затруднительно с экономической точки зрения в виду отсутствия представленных материалов на рынке и требующих для их изготовления специализированного ткацкого оборудования, что приведет к значительному удорожанию конечного УУКМ.- the use of woven structures with a surface density of more than 800 g/cm 2 is difficult from an economic point of view due to the lack of materials on the market and requiring specialized weaving equipment for their production, which will lead to a significant increase in the cost of the final CCCM.
Углеродная ткань полотняного или саржевого переплетения с характеристикой плетения 2/2. Выбор предлагаемых типов переплетения обусловлен тем, что данные тканые структуры относятся к базовым и имеют максимальное объемное заполнения волокнистым материалом общего объема композита среди других тканых структур. Данное условие необходимо для получения оптимальной структуры конечного УУКМ.Carbon fabric in a plain or twill weave with a 2/2 weave pattern. The choice of the proposed types of weave is due to the fact that these woven structures are basic and have the maximum volumetric filling of the total volume of the composite with fibrous material among other woven structures. This condition is necessary to obtain the optimal structure of the final CCCM.
Для создания армирующих каркасов для изготовления углерод-углеродных тормозных дисков используются равноплотные углеродные ткани, при этом для набора необходимой толщины изделия производится укладка и скрепление слоев ткани, при этом количество слоев, требуемых для получения заготовки нужной толщины, может достигать нескольких десятков. Процесс изготовления армирующих каркасов состоит из послойного дублирования процесса иглопрокалывания каждого слоя углеродной ткани иглопробивным методом с целью получения заготовки требуемой толщины для каждого конкретного изделия отдельно.To create reinforcing frames for the manufacture of carbon-carbon brake discs, equal-density carbon fabrics are used, while layers of fabric are laid and fastened to obtain the required thickness of the product, and the number of layers required to obtain a workpiece of the required thickness can reach several tens. The manufacturing process of reinforcing frames consists of layer-by-layer duplication of the process of needle-piercing each layer of carbon fabric using the needle-punched method in order to obtain a workpiece of the required thickness for each specific product separately.
Изменение ориентация слоев ткани относительно друг друга за счет поворота предыдущего на угол от 0° до 90° обеспечивает анизотропию свойств армирующего углеродного каркаса.Changing the orientation of the fabric layers relative to each other by rotating the previous one at an angle from 0° to 90° provides anisotropy in the properties of the reinforcing carbon frame.
Иглопрокалывание производится с послойным дублированием каждого слоя углеродной ткани иглопробивным методом с глубиной прокалывания 5-40 мм и плотностью прокалывания 20-100 прок/см2. Данные по иглопрокалыванию слоев углеродной ткани определены на основании проведенных лабораторных, опытных исследований. При этом показатель степени иглопробивки, т.е. общего объема прошивных нитей, обеспечивающих перепутывание слоев углеродной ткани должен быть в пределах от 2 до 15% от общего объема волокнистого наполнителя.Needling is carried out with layer-by-layer duplication of each layer of carbon fabric using the needle-punching method with a piercing depth of 5-40 mm and a piercing density of 20-100 perc/cm 2 . Data on needle-piercing layers of carbon fabric were determined on the basis of laboratory and experimental studies. In this case, the indicator of the degree of needle punching, i.e. the total volume of stitching threads ensuring entanglement of layers of carbon fabric should be in the range from 2 to 15% of the total volume of fibrous filler.
Изменение параметров глубины прокола, плотности прокалывания и степени прошивки в сторону уменьшения приведет к отсутствию требуемой прочности при иглопробивании углеродного каркаса и возможному расслоению при формировании конечного УУКМ.Changing the parameters of puncture depth, puncture density and the degree of stitching towards a decrease will lead to a lack of the required strength when needle punching the carbon frame and possible delamination during the formation of the final CCCM.
Изменение параметров глубины прокола, плотности прокалывания и степени прошивки в сторону увеличения приведет к излишнему разрушению слоев углеродной ткани в процессе иглопробивания за счет значительного количества ударов игл по поверхности ткани, а следовательно и снижению физико-механических характеристик при формировании конечного УУКМ.Changing the parameters of puncture depth, puncture density and degree of stitching upward will lead to excessive destruction of layers of carbon fabric during the needlepunching process due to a significant number of needle impacts on the surface of the fabric, and therefore a decrease in physical and mechanical characteristics during the formation of the final CCCM.
На фигуре 1 изображена технологическая схема иглопробивного устройства. Иглопробивное устройство содержит опорную плиту 1, выполненную из твердого и прочного материала, установленную с возможностью перемещения в вертикальном направлении. Над опорной плитой 1 расположена с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения иглопробивная головка 2, в которой смонтировано рядами множество вертикально расположенных крючковых игл 3. Опорная плита 1 может быть выполнена с отверстиями 4 напротив игл 3.Figure 1 shows a technological diagram of a needle-punching device. The needle-punching device contains a support plate 1, made of hard and durable material, installed with the ability to move in the vertical direction. Above the support plate 1, a needle-punched head 2 is located with the possibility of vertical reciprocating movement, in which a plurality of vertically arranged hook needles 3 are mounted in rows. The support plate 1 can be made with holes 4 opposite the needles 3.
Примеры конкретного исполнения:Examples of specific execution:
Пример 1. Ткань марки ACM С200Р по ТУ 23.99.14-108-61664530 полотняного плетения поверхностной плотностью 200 г/см2 выкладывают 96 слоев и пробивают послойно каждый слой с глубиной прокалывания 5 мм и плотностью прокалывания 20 прок/см2.Example 1. Fabric brand ACM C200R according to TU 23.99.14-108-61664530 plain weave with a surface density of 200 g/cm 2 is laid out in 96 layers and each layer is pierced layer by layer with a piercing depth of 5 mm and a piercing density of 20 perc/cm 2 .
Пример 2. Ткань марки ACM С300Р по ТУ 23.99.14-108-61664530 полотняного плетения поверхностной плотностью 300 г/см2 выкладывают 64 слоя и пробивают послойно каждый слой с глубиной прокалывания 10 мм и плотностью прокалывания 35 прок/см2, чередование слоев 0°, 45°, 90°.Example 2. Fabric brand ACM C300R according to TU 23.99.14-108-61664530 plain weave with a surface density of 300 g/cm 2 is laid out in 64 layers and each layer is pierced layer by layer with a piercing depth of 10 mm and a piercing density of 35 perc/cm 2 , alternating layers 0 °, 45°, 90°.
Пример 3. Ткань марки ACM С400Р по ТУ 23.99.14-108-61664530 полотняного плетения поверхностной плотностью 400 г/см2 выкладывают 48 слоев и пробивают послойно каждый слой с глубиной прокалывания 20 мм и плотностью прокалывания 50 прок/см2, чередование слоев 0°, 45°, 90°.Example 3. Fabric brand ACM C400R according to TU 23.99.14-108-61664530 plain weave with a surface density of 400 g/cm 2 is laid out in 48 layers and each layer is pierced layer by layer with a piercing depth of 20 mm and a piercing density of 50 perc/cm 2 , alternating layers 0 °, 45°, 90°.
Пример 4. Ткань марки ACM С600Р по ТУ 23.99.14-108-61664530 полотняного плетения поверхностной плотностью 600 г/см2 выкладывают 32 слоя и пробивают послойно каждый слой с глубиной прокалывания 30 мм и плотностью прокалывания 75 прок/см2.Example 4. Fabric brand ACM C600R according to TU 23.99.14-108-61664530 plain weave with a surface density of 600 g/cm 2 is laid out in 32 layers and each layer is pierced layer by layer with a piercing depth of 30 mm and a piercing density of 75 perc/cm 2 .
Пример 5. Ткань марки ACM С800Т по ТУ 23.99.14-108-61664530 плетения саржа 2/2 поверхностной плотностью 800 г/см2 выкладывают 24 слоя и пробивают послойно каждый слой с глубиной прокалывания 40 мм и плотностью прокалывания 100 прок/см2.Example 5. Fabric brand ACM C800T according to TU 23.99.14-108-61664530 twill weave 2/2 with a surface density of 800 g/cm 2 is laid out in 24 layers and each layer is pierced layer by layer with a piercing depth of 40 mm and a piercing density of 100 perc/cm 2 .
Пример 6. Отличается от примера 4 тем, что используют ткань марки ACM С600Т по ТУ 23.99.14-108-61664530 плетения саржа 2/2.Example 6. Differs from example 4 in that they use ACM C600T fabric according to TU 23.99.14-108-61664530 twill weave 2/2.
Пример 7. Отличается от примера 5 тем, что глубина прокалывания 30 мм и плотность прокалывания 65 прок/см2.Example 7. Differs from example 5 in that the piercing depth is 30 mm and the piercing density is 65 perc/cm 2 .
Пример 8. Отличается от примера 5 тем, что глубина прокалывания 25 мм и плотность прокалывания 50 прок/см2.Example 8. Differs from example 5 in that the piercing depth is 25 mm and the piercing density is 50 perforation/cm 2 .
Пример 9. Отличается от примера 3 тем, что глубина прокалывания 30 мм и плотность прокалывания 35 прок/см2.Example 9. Differs from example 3 in that the piercing depth is 30 mm and the piercing density is 35 perc/cm 2 .
Пример 10. Отличается от примера 3 тем, что глубина прокалывания 40 мм и плотность прокалывания 20 прок/см2.Example 10. Differs from example 3 in that the piercing depth is 40 mm and the piercing density is 20 perc/cm 2 .
Пример 11. Отличается от примера 2 тем, что глубина прокалывания 20 мм и плотность прокалывания 50 прок/см2.Example 11. Differs from example 2 in that the piercing depth is 20 mm and the piercing density is 50 perc/cm 2 .
Пример 12. Отличается от примера 2 тем, что глубина прокалывания 15 мм и плотность прокалывания 65 прок/см2.Example 12. Differs from example 2 in that the piercing depth is 15 mm and the piercing density is 65 perc/cm 2 .
Пример 13. Отличается от примера 1 тем, что глубина прокалывания 10 мм и плотность прокалывания 30 прок/см2.Example 13. Differs from example 1 in that the piercing depth is 10 mm and the piercing density is 30 perc/cm 2 .
Пример 14. Отличается от примера 1 тем, что глубина прокалывания 20 мм и плотность прокалывания 35 прок/см2.Example 14. Differs from example 1 in that the piercing depth is 20 mm and the piercing density is 35 perc/cm 2 .
Заявленное изобретение позволяет повысить физико-механические характеристики конечного УУКМ, а именно предел прочности при сжатии по оси Z, предел прочности при изгибе по оси Z, предел прочности при сдвиге, за счет максимального сохранения исходных свойств применяемых углеродных равнопрочных тканей.The claimed invention makes it possible to increase the physical and mechanical characteristics of the final CCCM, namely the compressive strength along the Z axis, the bending strength along the Z axis, the shear strength, due to the maximum preservation of the original properties of the carbon equal-strength fabrics used.
Источники информации:Information sources:
1. Патент РФ на полезную модель №118637, МПК D04H 18/02, опубликовано 27.07.2012, бюл. 21. Патентообладатель - Открытое акционерное общество "Авиационная корпорация "Рубин" (ОАО "АК"Рубин") (RU);1. RF patent for utility model No. 118637, IPC D04H 18/02, published 07/27/2012, bulletin. 21. Patent holder - Open Joint Stock Company Aviation Corporation Rubin (JSC AK Rubin) (RU);
2. Патент РФ №2778489, МПК F16D 69/02, С04В 35/80, F16D 65/02, опубликовано 22.08.2022, бюл. №24. Патентообладатель - Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" (RU);2. RF Patent No. 2778489, IPC F16D 69/02, С04В 35/80, F16D 65/02, published 08/22/2022, bulletin. No. 24. Patent holder - Joint Stock Company "Ural Research Institute of Composite Materials" (RU);
3. Патент Франции №2825382, МПК D04H 1/46, D04H 18/00, D04H 18/02, опубликовано 12.09.2003, Патентообладатель - MESSIER BUGATTI (FR).3. French Patent No. 2825382, IPC D04H 1/46, D04H 18/00, D04H 18/02, published 09/12/2003, Patent holder - MESSIER BUGATTI (FR).
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2820117C1 true RU2820117C1 (en) | 2024-05-29 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3971669A (en) * | 1972-07-21 | 1976-07-27 | Hyfil Limited | Carbon fiber composites |
| US4790052A (en) * | 1983-12-28 | 1988-12-13 | Societe Europeenne De Propulsion | Process for manufacturing homogeneously needled three-dimensional structures of fibrous material |
| RU2587554C2 (en) * | 2012-03-01 | 2016-06-20 | Гроц-Беккерт Кг | Fabric for use in composite materials and method of producing fabric and element from composite material |
| CN105697614A (en) * | 2016-03-03 | 2016-06-22 | 西安航空制动科技有限公司 | Aircraft carbon-carbon composite material brake disc and manufacturing method thereof |
| RU2680129C1 (en) * | 2018-01-10 | 2019-02-15 | Акционерное Общество "Научно-производственное предприятие "Термостойкий текстиль" (АО НПП "Термотекс") | Builder fabric, method for manufacture thereof, composition material and ballistic protective package |
| CN111455568A (en) * | 2020-04-15 | 2020-07-28 | 长沙佳而特电子科技有限公司 | Linkage needling forming equipment for carbon fibers |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3971669A (en) * | 1972-07-21 | 1976-07-27 | Hyfil Limited | Carbon fiber composites |
| US4790052A (en) * | 1983-12-28 | 1988-12-13 | Societe Europeenne De Propulsion | Process for manufacturing homogeneously needled three-dimensional structures of fibrous material |
| RU2587554C2 (en) * | 2012-03-01 | 2016-06-20 | Гроц-Беккерт Кг | Fabric for use in composite materials and method of producing fabric and element from composite material |
| CN105697614A (en) * | 2016-03-03 | 2016-06-22 | 西安航空制动科技有限公司 | Aircraft carbon-carbon composite material brake disc and manufacturing method thereof |
| RU2680129C1 (en) * | 2018-01-10 | 2019-02-15 | Акционерное Общество "Научно-производственное предприятие "Термостойкий текстиль" (АО НПП "Термотекс") | Builder fabric, method for manufacture thereof, composition material and ballistic protective package |
| CN111455568A (en) * | 2020-04-15 | 2020-07-28 | 长沙佳而特电子科技有限公司 | Linkage needling forming equipment for carbon fibers |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2894828B2 (en) | Carbon fiber preform and method for producing the same | |
| US4790052A (en) | Process for manufacturing homogeneously needled three-dimensional structures of fibrous material | |
| US8216641B2 (en) | Method of fabricating carbon fiber reinforced composite material parts | |
| EP0910690B2 (en) | Simplified process for making thick fibrous structures | |
| JP4083815B2 (en) | Method for manufacturing a ring-shaped fiber structure forming a composite part | |
| US5609707A (en) | Carbon fiber reinforced carbon/carbon composite and method of its manufacture | |
| JPH0759782B2 (en) | Method for stacking and puncturing flat layers of fibrous material to produce a three-dimensional structure | |
| US5952075A (en) | Needled near netshape carbon preforms having polar woven substrates and methods of producing same | |
| CN107059242B (en) | A kind of production method of high thermal conductivity pitch based carbon fiber composite preform | |
| US6248417B1 (en) | Needled near netshape carbon preforms having polar woven substrates and methods of producing same | |
| JPH08209513A (en) | Fiber-reinforced carbon and graphite article | |
| JPS626957A (en) | Method for producing three-dimensional axially symmetric structure by puncturing fibrous material layer and fiber material used therein | |
| US7509714B2 (en) | Needled glass mat | |
| JP6009758B2 (en) | Manufacturing method of three-dimensional fiber preform | |
| KR100503499B1 (en) | Method for manufacturing the preform of high temperature refractory, using needle-punching process | |
| JPH0351353A (en) | Preparation of three dimensional structure consisting of uniformly- needled fibrous material | |
| RU2820117C1 (en) | Method of making fiber reinforcing carcass for carbon-carbon brake discs | |
| CA2930298C (en) | Continuous fiber brake rotor preform and apparatuses and methods for manufacturing same | |
| CN110952223A (en) | Novel acupuncture three-dimensional structure | |
| GB2489076A (en) | Tubular structure with carbon or carbonizable fibrous intermediate layer having pile | |
| EP2473752B1 (en) | Porous, carbon-containing preform and process for producing the same | |
| TW200536977A (en) | Method of producing a fabrous preform | |
| WO2021103251A1 (en) | Consolidation method of multi-layer multi-directional flexible material with any fiber direction | |
| IT202100029546A1 (en) | METHOD FOR MAKING A FIBROUS PREFORM IN CARBON AND/OR FIBERS OF A CARBON PRECURSOR OF PREDETERMINED HEIGHT AND DIRECTLY OBTAINED PREFORM | |
| IT202100029540A1 (en) | METHOD FOR MAKING A FIBROUS PREFORM IN CARBON AND/OR FIBERS OF A CARBON PRECURSOR OF PREDETERMINED HEIGHT AND DIRECTLY OBTAINED PREFORM |