RU98117231A

RU98117231A - Способ изготовления деталей из композиционного материала на основе углеродного волокна и карбонизированной матрицы, в частности, тормозных дисков

Info

Publication number: RU98117231A
Application number: RU98117231/03A
Authority: RU
Inventors: Дюваль Рено; Лерм Эрик
Original assignee: Мессье-Бугатти
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 2000-08-20

Claims

1. Способ изготовления деталей из композиционного материала на основе углеродного волокна и карбонизированной матрицы, заключающийся в создании трехмерной волокнистой структуры, сжатия указанной структуры с получением волокнистой заготовки, форма которой соответствует форме изготавливаемой детали, сохранения заготовки в сжатом состоянии и уплотнения указанной заготовки, отличающийся тем, что трехмерную волокнистую структуру получают путем наложения слоев войлока друг на друга и соединения их прокалыванием иглами, волокнистую структуру сжимают, чтобы получить заготовку с объемной долей волокна не менее 20%, и заготовку пропитывают жидкой композицией, содержащей клеящее вещество, способное связывать волокна между собой, в результате чего она остается в сжатом состоянии.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что трехмерную волокнистую структуру получают путем наложения друг на друга и прокалывания иглами слоев войлока с объемной долей волокна 7-15%.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что трехмерную волокнистую структуру получают путем наложения друг на друга и прокалывания иглами слоев войлока, состоящего из волокна со средней длиной 10 - 100 мм.

4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что слои войлока прокалывают иглами по мере их наложения друг на друга.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что иглами прокалывают каждый слой войлока, при этом количество игл на единицу площади и глубину проникновения игл в формируемую волокнистую структуру регулирует с учетом заранее определенной плотности прокалывания по всей толщине волокнистой структуры.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что количество игл на единицу площади и глубину проникновения игл регулируют так, чтобы обеспечить постоянную плотность прокалывания по всей толщине волокнистой структуры и придать ей квазиизотропные свойства.

7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что волокнистую структуру пропитывают жидкой композицией перед сжатием.

8. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что волокнистую структуру пропитывают жидкой композицией после сжатия.

9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что внутрь оснастки, где заготовку сжимают, впрыскивают жидкую композицию, содержащую клеящее вещество, в результате чего заготовка сохраняет сжатую форму.

10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что для сохранения заготовки в сжатом состоянии ее пропитывают жидкой композицией, содержащей смолу.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что используемая смола содержит некоторое количество кокса и ее карбонизируют термообработкой, которой подвергают заготовку до уплотнения посредством химической паровой пропитки.

12. Способ по любому из пп. 1-11, предназначенный для изготовления кольцевых деталей из композиционного материала на основе углеродного волокна и карбонизированной матрицы, отличающийся тем, что кольцевую трехмерную волокнистую структуру получают путем намотки полосы войлока в виде наложенных друг на друга слоев и соединения их прокалыванием иглами.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что деформируемую полосу войлока наматывают спирально в виде плоских витков.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что на одной из сторон используемой полосы войлока делают V-образные надрезы, которые способствуют образованию внутренней окружности кольцевой структуры.

15. Способ по п. 12, отличающийся тем, что полосу войлока наматывают в виде наложенных друг на друга слоев на цилиндрическую оправку.

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что цилиндрический рукав получают в результате намотки полосы войлока в виде наложенных друг на друга слоев на цилиндрическую оправку и соединения слоев прокалыванием иглами, после чего указанный рукав разрезают на части перпендикулярно его оси с получением кольцевых трехмерных структур.

17. Способ по любому из пп. 1-11, предназначенный для изготовления кольцевых деталей, отличающийся тем, что кольцевую трехмерную волокнистую структуру получают в результате наложения друг на друга плоских слоев войлока и соединения их между собой прокалыванием иглами.

18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что для получения заготовок используют сплошные слои и кольцевые структуры вырезают из них после наложения слоев друг на друга и прокалывания их иглами.

19. Способ по п. 17, отличающийся тем, что для получения заготовок используют предварительно вырезанные кольцевые слои.

20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что волокно, идущее в отходы после вырезания слоев, используют для получения войлока.

21. Способ по любому из пп. 1-20, отличающийся тем, что используемый войлок изготовлен из углеродобразующего волокна и это углеродобразующее вещество превращают в углерод посредством термообработки проколотой иглами заготовки.

22. Способ по любому из пп. 1-21, отличающийся тем, что используют, по крайней мере, один тип войлока, изготовленного из углеродного или углеродобразующего волокна на основе предварительно окисленного полиакрилонитрила, фенола, целлюлозы, изотропного пека или анизотропного пека.

23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что используют по крайней мере один тип войлока, изготовленного из углеродного волокна, полученного из разных углеродобразующих веществ, или из разного углеродобразующего волокна.

24. Способ по любому из пп. 1-23, отличающийся тем, что волокно разных типов используют для изготовления разных частей волокнистой структуры.

25. Способ по п. 24, предназначенный для изготовления тормозных дисков, состоящих из сердечника и, по крайней мере, одной поверхности трения с одной стороны сердечника, отличающийся тем, что для получения части структуры, соответствующей сердечнику диска, используют войлок, изготовленный из углеродного или углеродобразующего волокна на основе предварительно окисленного полиакрилонитрила или анизотропного пека, и для получения структуры, соответствующей поверхности трения диска, используют войлок, содержащий, по крайней мере, некоторые углеродные или углеродобразующие волокна на основе фенола, целлюлозы или изотропного пека.