Método de producción de material de freno hecho de compuesto C / C
Descripción general
 Para aumentar el coeficiente de fricción, se proporciona un método para la producción de material de C / C-compuesto hecho de freno que puede reducir considerablemente la cantidad de desgaste. ] Temperatura de cocción es de 1400 ° C o menos de las fibras de carbono basadas en brea, la fracción de volumen de fibra de 30 65% de la tela no tejida impregnada con brea como un precursor de carbono de la matriz, un tratamiento térmico final en el intervalo de temperatura de 1800 2600 ° C ..
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método de fabricación del material de freno compuesto hecho C / C utilizado para producir un avión utilizado material de freno compuesto hecho C / C, los frenos de los vehículos de alta velocidad.
Antecedentes de la técnica
Convencionalmente, como un material de freno, el amianto como material de base, orgánico, tal como este caucho o polímero, inorgánico, tal como grafito, carbonato de calcio, alúmina, óxidos tales como sílice, un modificador de desgaste por fricción que consiste en un polvo metálico añadido, material orgánico y la fricción unido con una resina de fenol, en lugar de fibras de acero de amianto y fibras de vidrio, que en un modificador de desgaste por fricción principalmente de grafito y polvo metálico añadido y de lana de roca como substrato, tales como resina fenólica unido semi-metálico materiales de fricción, de cobre o de hierro en polvo y el sustrato, este sinterizado Después de moldeo por compresión a temperatura ambiente por la técnica de polvo no metálico es la metalurgia de polvos mixtos, tales como otro polvo metálico y material de fricción Metarrikku mullita pero se ha utilizado, por ejemplo, en los últimos años, especialmente de vehículos ferroviarios de alta velocidad, tales como un avión o un coche motor lineal, e incluso los coches deportivos y coches de carreras Como material de freno de automóviles de alta velocidad, la estabilidad térmica, resistencia a alta temperatura, excelente fibra de carbono reforzado con material compuesto de carbono, tales como peso ligero (C compuesto / C) se ha estudiado, se ha utilizado en la práctica.
Entonces, como la fibra de carbono utilizada en C material de freno compuesto hecho, PAN sistema / (poliacrilonitrilo) o una alta resistencia y alta elasticidad de átomos de carbono de las fibras basadas en brea, por ejemplo sistema de combustión de alta temperatura tal C se coció a una temperatura alta de aproximadamente 2000 ° C. Se usaron fibras.
Tarea de solución
Sin embargo, a pesar del material de freno compuesto hecho C convencional / C utilizando una temperatura alta y de fibra de carbono a base de bicarbonato como se describió anteriormente como fibras de refuerzo, fibras de carbono a sí mismos son de alta resistencia y alta elasticidad, las fibras y el carbono matriz débil fuerza de unión entre la resistencia a la cizalladura entre capas no puede ser e, en la parte superior es la cantidad de desgaste grande, hay un problema de que el coeficiente de fricción es bajo, estos problemas resueltos para C / material de freno compuesto hecho C Esto ha sido un problema para mejorar el rendimiento.
La presente invención se ha realizado en vista de los problemas anteriores del material de freno compuesto hecho C convencional / C, aumentando el coeficiente de fricción del material de freno compuesto hecho C / C, se puede reducir en gran medida la cantidad de desgaste C / C Es un objeto de la presente invención proporcionar un método para fabricar un material de freno compuesto.
Solución
La presente [inventor], con el propósito reducir el aumento y el desgaste cantidad del coeficiente de fricción de los materiales de freno de material compuesto hecho de C / C, el tipo de precursor como una fibra de carbono y matriz utilizada estudió intensamente tal temperatura de carbonización de la matriz como resultado, utilizando el terreno de juego como un precursor de carbono de la matriz con el uso de fibras de carbono basadas en brea de sistema de combustión de baja temperatura como fibras de refuerzo, mediante la realización en una relativamente alta temperatura de tratamiento térmico de carbonización definitiva de la matriz, entre las fibras de carbono y el carbono matriz mejorado resistencia de la unión, con la obtención de un alto coeficiente de fricción como material de freno, dando lugar a la emisión de la rúbrica que la cantidad de desgaste se puede reducir en gran medida.
Método para producir un material de freno compuesto hecho C / C de la presente invención, se basa en las conclusiones anteriores, la temperatura de cocción es de 1400 ° C o menos de las fibras de carbono basadas en brea, la relación de volumen de fibra de carbono de la matriz de 30 a 65% de la tela no tejida impregnados con brea como un precursor, tiene una característica que tiene una configuración en la que el tratamiento térmico final en el intervalo de temperatura de 1800 2600 ° C, los problemas convencionales de una configuración de este tipo en el método de fabricación descrito anteriormente del material de C / C-compuesto hecho de freno Como un medio para resolverlo.
Método para producir un material de freno compuesto hecho C / C de la presente invención, por la estructura anterior, pero se obtiene por el reducir la cantidad de desgaste para aumentar el coeficiente de fricción de los materiales de freno, los requisitos siguientes constituyentes Los efectos operacionales y las razones para limitar varios valores numéricos se explicarán con base en datos experimentales.
temperatura de fibra de disparo de carbono basadas en brea es de 1400 ° C o menos para su uso en el método de fabricación del material de freno compuesto hecho C / C de la presente invención, una alta temperatura, aunque la superficie de la fibra es de alta resistencia y alta elasticidad es pobre en afinidad con el carbono de la matriz en una atmósfera inerte sistema de disparo fuerza de enlace entre el carbono de la matriz para la superficie de la fibra es muy activo en comparación con la fibra de carbono es fuerte, el tono y la combinación, mediante la realización de un tratamiento final de carbonización en un intervalo de temperatura relativamente alta, tiene un alto coeficiente de fricción Se confirmó que se obtuvo un material de freno hecho de material compuesto C / C, y su cantidad de desgaste también se redujo.
Es decir,. Figuras 1 y 2, se ilustra el efecto final de la temperatura de tratamiento en el coeficiente de fricción y el desgaste cantidad de C / C materiales de freno de acero compuesto por formas de fibra de carbono, como se desprende de la figura, de carbono la forma de la fibra tiene un alto coeficiente de fricción similar al fieltro tela no tejida en comparación con la fibra de carbono tela tejida tela tejida, pérdida por abrasión con el aumento de temperatura aumenta de carbonización rápidamente en el caso de utilizar una tela tejida se observó tendencia, con ventaja no tejido ventajosa se confirma en términos de costo, si la tela no tejida, el coeficiente de temperatura final de tratamiento de la fricción es menor que 1,800 niveles de coeficientes ° C. matriz de fricción de un material de C convencional de freno compuesto hecho / C en ella será inferior a 0,2, y puesto que la cantidad de desgaste como la temperatura de tratamiento final excede de 2600 ° C es superior a 1 x 10 -3 mm del nivel convencional, Matori' Se confirmó que debe establecerse la temperatura de tratamiento final de 1800 2600.
Tenga en cuenta que, en las Figs. 1 y 2, el coeficiente de fricción, usando el dispositivo de prueba de freno, mediante la medición de μ en el momento de las pruebas de frenado, una vez frenado mediante la determinación de la cantidad espesor disminución de pruebas de frenado para cantidad de abrasión Y se calculó la cantidad de abrasión por unidad.
3 y 4, se muestra de manera similar el efecto de la fracción de volumen de fibra del material compuesto C / C en el coeficiente de fricción y el desgaste cantidad de material de freno compuesto hecho C / C, en el caso de tela no tejida, la fracción de volumen de fibra aumenta con el coeficiente de fricción aumenta, y tendían a usar cantidad se reduce en el caso de la fracción de volumen de fibra de menos de 30%, coeficiente de fricción de la cantidad de desgaste es también nivel convencional con menos de 0,2 del nivel convencional 1 × 10 -3 mm será excedido.
Por otro lado, si el contenido en volumen de fibras es superior a 65%, la fibra se hace excesivamente grande, la matriz de formación de grietas durante la reducida fuerza adhesiva demasiado excesivamente pequeño (retención de la forma) que forma, ya que el resultado de que se produce la peladura, Es necesario limitar el contenido de volumen de fibra al rango de 30 a 65%.
Tenga en cuenta que la fracción de volumen de fibra se entiende la relación del volumen de las fibras de carbono que ocupan el material compuesto C / C después de la carbonización, la fracción de volumen de fibras de la tela de fibra de carbono no tejida es un material de partida en el intervalo de 30 a 65% por lo que es posible controlar la fracción en volumen de fibras del material compuesto C / C después del tratamiento de carbonización en el intervalo de aproximadamente 30 a 65%.
En el método de producción del material de C / C-compuesto hecho de freno de la presente invención, combinado y el tono como fibras de carbono basadas en brea precursor de carbono matriz que tiene una superficie de la fibra activa calcinada a una temperatura baja de 1400 ° C o menos, la fibra de carbono formar un volumen de fibra de 30 a 65% de la tela no tejida, ya que la calcinación final en un intervalo de temperatura de 1800 2600 ° C, la fuerza fuerte unión entre las fibras de carbono y el carbono de la matriz, menos cantidad de desgaste, sin embargo, un alto coeficiente de fricción Es posible obtener un material compuesto de freno C / C.
De aquí en adelante, la presente invención se describirá más concretamente en base a ejemplos.
Como se muestra en la Tabla 1, la temperatura de cocción, una tela tejida, respectivamente sobre diversos sustratos compuestos por diferentes de fibra de carbono basada en brea de la fracción de volumen de fibra se impregna con el lanzamiento, y primaria, impregnación de tono y de calcinación al horno si es necesario Repetidamente sometido al tratamiento de cocción final a cada temperatura para obtener un disco de freno hecho de compuesto C / C.
Luego, se midieron el coeficiente de fricción y la cantidad de desgaste del disco de freno obtenido en base al método mencionado anteriormente.
Como resultado, se muestran conjuntamente en la Tabla 1, el Ejemplo Comparativo 1 usando la fibra de carbono basada en bicarbonato de alta temperatura, el Ejemplo Comparativo 2 usando la tela tejida, la fracción de volumen de fibras bajo en el Ejemplo Comparativo 3, la temperatura de procesamiento final bajo ejemplo comparativo 4, en la temperatura final de tratamiento de alta ejemplo comparativo 5 de manera similar, cualquier bajo coeficiente de fricción, mientras que dio como resultado el desgaste cantidad es grande, el volumen de fibra en el intervalo predeterminado de fibra de carbono de sistema de combustión de baja temperatura utilizando la velocidad de la tela no tejida como material de base, en la presente realización de la invención se sometió a calcinación final en un intervalo de temperatura predeterminado, se confirmó que se obtiene menos excelente coeficiente material de frenado de fricción de una mayor cantidad de desgaste.
Efecto de la invención
fuerza de unión Como se ha descrito anteriormente, el método de fabricación del material de freno compuesto hecho C / C de la presente invención, la superficie de la fibra activa tiene una base de brea fibras de carbono de alta temperatura dispararon base con el carbono matriz obtenida por el disparo de un campo de a partir de ahora, impregnados con brea tela no tejida que tiene una fracción de volumen de fibra de la gama óptima, ya que está destinado a hacer que a tratamiento de carbonización a una temperatura final de tratamiento de los intervalos óptimos, el coeficiente de fricción tiene un bajo rendimiento excelente de cantidad de desgaste superior Es posible obtener un efecto excelente que puede obtenerse un material de freno hecho de compuesto C / C.
Breve descripción de los dibujos
El método de fabricación de un material de C / C-compuesto hecho de freno de acuerdo con la Figura 1 la presente invención, es un gráfico que muestra la relación entre la temperatura de tratamiento final y el coeficiente de fricción de la matriz.
El método de fabricación de un material de C / C-compuesto hecho de freno de acuerdo con la Figura 2 la presente invención, es un gráfico que muestra la relación entre la temperatura de tratamiento final y la cantidad de desgaste de la matriz.
El método de fabricación de un material de C / C-compuesto hecho de freno de acuerdo con la Figura 3 la invención, es un gráfico que muestra la relación entre la fracción de volumen de fibra y el coeficiente de fricción del material compuesto C / C.
El método de fabricación de un material de C / C-compuesto hecho de freno de acuerdo con la Figura 4 la presente invención, es un gráfico que muestra la relación entre la fracción de volumen de fibra y la cantidad de desgaste del material compuesto C / C.
Reclamo
Reivindicación temperatura 1 de cocción es de 1400 ° C o menos de las fibras de carbono basadas en brea, la fracción de volumen de fibra de 30 65% de la tela no tejida impregnada con brea como un precursor de carbono de la matriz, caracterizado por realizar el tratamiento térmico final en el intervalo de temperatura de 1800 2600 ° C. Un método de fabricación de un material de freno hecho de compuesto C / C.
Dibujo :
Application number :1994-002723
Inventors :日産自動車株式会社、株式会社ペトカ
Original Assignee :山内宏、岡本久夫、高畠稔、永田芳和