Способ изготовления трехслойного фрикционного диска Советский патент 1993 года по МПК F16D69/00 

Изобретение относится к технологии изготовления фрикционных деталей, преимущественно фрикционных дисков для авиационных тормозов

Цель изобретения - повышение прочности и ресурса работы дисков

Пресс-плетения, полученные в одну нить и пропитанные с обеих сторон пеком необходимой вязкости обеспечивают полностью пропитку пеком элементарных волокон, что увеличивает прочность изделия При шаге пресс-плетений 2-3 мм обеспечивается большее внедрение ориентированных углеродных волокон между плетеными слоями, что также увеличивает прочность изделия и способствует увеличению ресурса работы Термообработка до прессования позволяет создать равномерное температурное поле по всему сечению заготовки и

получить более равномерную структуру материала

Пример. Заготовку из углеродной ткани типа ТГН-2М с наружным диаметром 512 мм и внутренним диаметром 960 мм, пропитанную пеком ГОСТ 10200, укладывают в гильзу. Порцию водно-волокнистой шихты, приготовленной из углеродного волокна марки ВПР-19С длиной 1-4 мм в количестве 56 г и каменно-угольного порошкового пека ГОСТ 10200 размером 100 мк в количестве 56 г из дозатора осаждают на поверхность заготовки Чередуя эти этапы, набирают нижнюю фрикционную накладку из 8 слоев ткани и 8 слоев шихты из волокон и пека. Далее набирают силовой каркас из чередующихся 10 пресс-плетений изготовленных в одну нить с шагом спирали 2 мм из волокна марки ВМН-4, пропитанных пеком вязкостью 1 1з с обеих сторон пресс-плетений в

СО

с

00

го

00

ю о

hO

количестве по 100 г на каждую поверхность и 9 слоев волно-волокнистой шихты из углеродного волокна марки ВПР-19С длиной 1-4 мм в количестве 56 г и каменно-угольно- го порошкового пека ГОСТ 10200 размером волокон 100 мк в количестве 56 г из дозатора осаждают на каждую поверхность пресс-плетения. Верхнюю фрикционную дисковую накладку набирают так же как и нижнюю. Собранный пакет высотой 300 мм подверга ют подпрессовке давлением 40 кгс/см до высоты 60 мм. Далее заготовку укладывают в пресс-форму, закатывают ее в электропечь и осуществляют под давлением 40 кгс/см термообработку в течение 6 ч при 185°С,

После чего производят прессование при 185°С и удельном давлении 180 кгс/см . Отпрессованные заготовки укладывают в контейнер по 10 шт. в каждый и под давлением 0,5 кгс/см подвергают обжигу в газовой печи до 1250°С со скоростью подъема температуры 50°С/ч с выдержкой при этой температуре 96 ч.

Заготовки, прошедшие 4 пенопропитки в автоклаве под давлением 6 атм при 185°С и 4 обжига без давления по вышеуказанному режиму, термообрабатывают в печи ЭВП-1900 до 1500°С со скоростью подъема температуры 250°С/ч в интервале температур 20-800°С, а в интервале температур 800-1500°С со скоростью 70°С/ч. По достижении температуры 1500°С заготовки выдерживают в течение 1 ч. Далее производят механическую обработку. После чего диски

,-

10

15

20

25

30

уплотняют пиролитическим углеродом в среде метана при 980°С в течение 90 ч. После пироуплотнения их подвергают покрытию борофосом и осуществляют термообработку в печи ЭВП-1900 до температуры 580°С со скоростью ее подъема 100°С/ч, затем заготовку охлаждают и испытывают.

Различные режимы осуществления способа сведены в таблицу.

При изготовлении диска описанным способом прочность на изгиб по сравнению с прототипом повышается на 25% и ресурс изделия увеличивается на 25%.

Формула изобретения

1.Способ изготовления трехслойного фрикционного диска, включающий изготовление пропитанных пеком слоев из углеродной ткани пресс-плетений из углеродных нитей в виде плоской спирали, сборку трехслойного пакета с использованием водной дисперсии углеродного волокна и каменноугольного пека, прессование, термообработку, механическую обработку и уплотнение пиро- углеродом, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и ресурса работы, пресс-плетение осуществляют в одну нить, пропитку производят пеком вязкостью 1...1,5 Пз с обеих сторон пресс-плетения, а перед прессованием пакета производят подпрессовку термообработкой, в пресс-форме при давлении 40-50 кгс/см2.

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что термообработку после подпрессовки производят при 185-195°С в течение 6-7 ч.

Использование: в технологии изготовления фрикционных деталей, в частности фрикционных дисков для авиационных тормозов. Сущность изобретения: изготовление фрикционного диска включает изготовление пропитанных пеком вязкостью 1 1,5 Пз слоев из углеродной ткани пресс-плетений в одну углеродную нить в виде плоской спирали. Сборку трехслойного пакета осуществляют с использованием водной дисперсии углеродного волокна и каменно-угольного пека. Перед прессованием пакета производят подпрессовку с термообработкой при давлении 40-50 кгс/см2. После подпрессовки термообработку проводят при 185 195°С в течение 6-7 ч. Полученный этим способом диск имеет достаточную прочность вследствие пропитки всех элементов пеком. Создается равномерное температурное поле по всему сечению заготовки, равномерная структура материала способствует увеличению ресурса работы 1 з.п ф-лы, 1 табл.