一种飞机刹车盘制造工艺的制作方法

1.本发明涉及刹车盘制造方法领域，特别是涉及一种飞机刹车盘制造工艺。


背景技术：

2.飞机刹车盘是飞机日常运营中最重要的耗材，目前常见的刹车盘材料有碳碳复合材料、碳陶复合材料、粉末冶金复合材料。由于飞机刹车盘的制备过程周期长、耗能大，且实际使用过程中，实际使用部分占比小，导致航空公司运营成本高。
3.现有技术中，飞机刹车盘包括单次使用和到寿盘再利用两种方式：单次使用，刹车盘完成服役磨损量后整体报废；到寿盘再利用，采用到寿盘回收经过加工磨平至后，2合1重复使用。
4.现有技术中的单次使用报废模式，是行业内最常见的一种结构形式，刹车盘在完成服役后整体报废，此种方法材料利用率仅17％，经济性差，浪费高；到寿盘再利用模式，是国外某些领先企业率先采用的结构形式，刹车盘在完成第一轮服役后，被回收，两块到寿的刹车盘通过加工磨平至磨削的方法，重新组合成新刹车盘的厚度来进行第二次服役。此种方法材料利用率得到了提升，约30％左右。
5.然而，由于到寿盘再利用模式，对刹车材料的制备工艺水平要求非常高，因为原刹车盘在经过第一轮服役后，已经将最佳功能面磨损消耗，通过二次磨削生成的新功能面，需要在衰减非常小的情况下，才能获得与原最佳功能面相当的摩擦、磨损性能。因此，此种方法虽然可以提高材料利用率，同时却对制备工艺和过程提出了更高的要求，必须制备出在较大的厚度条件下，均匀性很好的材料才可使用，反而导致了成本的增加；并且，二次加工磨平至得到的新功能面，由于与原最佳功能面在性能上存在差异，不能新旧刹车盘随意混装。因此目前行业内此种方法并没有得到推广应用。
6.因此，如何在保证飞机刹车盘性能的前提下，提高飞机刹车盘的材料利用率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种飞机刹车盘制造工艺，用于使刹车材料在整个服役过程中，最大程度上保证材料和性能的稳定。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
9.一种飞机刹车盘制造工艺，包括以下步骤：
10.步骤s1：制作第一结构层、第二结构层、第一功能层以及第二功能层，所述第一功能层和所述第二功能层均包括第一摩擦面和第二摩擦面；
11.步骤s2：将所述第一功能层和所述第二功能层分别放置在所述第一结构层的两侧并固定，使得所述第一功能层的第一摩擦面和所述第二功能层的第一摩擦面均位于外侧形成第一刹车盘主体，并进行第一轮服役；
12.步骤s3：当所述第一功能层和/或所述第二功能层的厚度磨损至小于预设厚度时，
拆分所述第一功能层、所述第二功能层以及所述第一结构层，并将所述第一功能层和所述第二功能层加工磨平至目标厚度；
13.步骤s4：将所述第一功能层和所述第二功能层分别放置在所述第二结构层的两侧并固定，使得所述第一功能层的第二摩擦面和所述第二功能层的第二摩擦面均位于外侧形成第二刹车盘主体，并进行第二轮服役。
14.优选地，所述第二结构层的厚度大于所述第一结构层的厚度。
15.优选地，所述第一结构层和所述第二结构层均为浸渍增密技术制备而成的结构层。
16.优选地，第一功能层和/或第二功能层为碳碳复合材料层或碳陶复合材料层。
17.优选地，所述第一功能层与所述第二功能层的第一摩擦面和第二摩擦面上均设有渗碳或渗硅耐磨层。
18.优选地，所述第一结构层、所述第二结构层、所述第一功能层以及所述第二功能层的边部均设有铆接孔；
19.所述步骤s2包括：将所述第一功能层和所述第二功能层分别放置在所述第一结构层的两侧并通过铆钉固定；
20.所述步骤s4包括：将所述第一功能层和所述第二功能层分别放置在所述第二结构层的两侧并固定。
21.优选地，所述第一刹车盘主体的厚度与所述第二刹车盘主体的厚度相同。
22.优选地，所述第一功能层与所述第二功能层的结构和尺寸相同。
23.本发明所提供的飞机刹车盘制造工艺，包括以下步骤：步骤s1：制作第一结构层、第二结构层、第一功能层以及第二功能层，所述第一功能层和所述第二功能层均包括第一摩擦面和第二摩擦面；步骤s2：将所述第一功能层和所述第二功能层分别放置在所述第一结构层的两侧并固定，使得所述第一功能层的第一摩擦面和所述第二功能层的第一摩擦面均位于外侧形成第一刹车盘主体，并进行第一轮服役；步骤s3：当所述第一功能层和/或所述第二功能层的厚度磨损至小于预设厚度时，拆分所述第一功能层、所述第二功能层以及所述第一结构层，并将所述第一功能层和所述第二功能层加工磨平至目标厚度；步骤s4：将所述第一功能层和所述第二功能层分别放置在所述第二结构层的两侧并固定，使得所述第一功能层的第二摩擦面和所述第二功能层的第二摩擦面均位于外侧形成第二刹车盘主体，并进行第二轮服役。本发明所提供的飞机刹车盘制造工艺，通过所述第一刹车盘主体进行第一轮服役，通过所述第二刹车盘主体进行第二轮服役，在两轮服役过程中，所述第一功能层和所述第二功能层均是以最佳功能面作为摩擦面，因此始终具备最优的摩擦、磨损特性，可以无条件选配，从而极大提高产品市场应用的适配性。
24.在一种优选实施方式中，所述第一结构层、所述第二结构层、所述第一功能层以及所述第二功能层的边部均设有铆接孔；所述步骤s2包括：将所述第一功能层和所述第二功能层分别放置在所述第一结构层的两侧并通过铆钉固定；所述步骤s4包括：将所述第一功能层和所述第二功能层分别放置在所述第二结构层的两侧并固定。上述设置，所述第一功能层和所述第二功能层与所述第一结构层或者所述第二结构层之间采用铆钉的方式连接固定，可有效提高所述第一功能层、所述第二功能层与所述第一结构层或者所述第二结构层之间的连接强度，能够满足使用要求的前提下，有效将所述第一功能层和所述第二功能
层的厚度，进而有效降低生产周期和成本。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明所提供的飞机刹车盘制造工艺一种具体实施方式的过程示意图；
27.图2为本发明所提供的飞机刹车盘制造工艺一种具体实施方式的流程图；
28.其中：1-第一结构层；2-第二结构层；3-第一功能层；4-第二功能层。
具体实施方式
29.本发明的核心是提供一种飞机刹车盘制造工艺，能够显著提高飞机刹车盘的制备效率，降低制备成本。
30.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
31.请参考图1和图2，图1为本发明所提供的飞机刹车盘制造工艺一种具体实施方式的过程示意图；图2为本发明所提供的飞机刹车盘制造工艺一种具体实施方式的流程图。
32.在该实施方式中，飞机刹车盘制造工艺包括以下步骤：
33.步骤s1：制作第一结构层1、第二结构层2、第一功能层3以及第二功能层4，第一功能层3和第二功能层4均包括第一摩擦面和第二摩擦面，具体的，第一功能层3的第一摩擦面和第二摩擦面分别位于第一功能层3的两侧，第二功能层4的第一摩擦面和第二摩擦面分别位于第二功能层4的两侧；
34.步骤s2：将第一功能层3和第二功能层4分别放置在第一结构层1的两侧并固定，如图1所示，使得第一功能层3的第一摩擦面和第二功能层4的第一摩擦面均位于外侧形成第一刹车盘主体，并进行第一轮服役；也就是说，第一刹车盘主体的两个摩擦面分别为第一功能层3的第一摩擦面和第二功能层4的第一摩擦面；
35.步骤s3：当第一功能层3和/或第二功能层4的厚度磨损至小于预设厚度时，即第一功能层3和/或第二功能层4的第一摩擦面不再满足使用要求时，拆分第一功能层3、第二功能层4以及第一结构层1，并将第一功能层3和第二功能层4加工磨平至目标厚度；
36.步骤s4：将第一功能层3和第二功能层4分别放置在第二结构层2的两侧并固定，使得第一功能层3的第二摩擦面和第二功能层4的第二摩擦面均位于外侧形成第二刹车盘主体，并进行第二轮服役；也就是说，第二刹车盘主体的两个摩擦面分别为第一功能层3的第二摩擦面和第二功能层4的第二摩擦面；
37.由于飞机刹车盘材料制备过程具有高耗能、长周期的特点，因此在保证材料摩擦、磨损性能的前提下，提高材料利用率是本发明的目的；同时，飞机刹车盘材料制备还具有厚度越厚，制备越困难，制备成本越高的特性，因此本发明可以实现材料厚度的降低，制备效率提高、制备成本降低；飞机刹车备用材料是一种复合材料，沿表面向材料内部存在性能差异，具体表现在密度从高向低，摩擦、磨损性能存在衰减，本发明所提供的飞机刹车盘制造
工艺，可以使刹车材料在整个服役过程中，最大程度上保证材料和性能的稳定。
38.在上述各实施方式的基础上，步骤s1中，第二结构层2的厚度大于第一结构层1的厚度，第二结构层2的厚度大于第一结构层1的厚度，可以填补第一功能层3和第二功能层4由于加工磨平至而造成的厚度降低。
39.在上述各实施方式的基础上，步骤s1中，第一结构层1和第二结构层2均为浸渍增密技术制备而成的结构层，优选的，第一结构层1和第二结构层2采用廉价的树脂或沥青浸渍增密技术，形成具有高密度、高强度的结构；功能层采用精密的化学气相沉积技术，形成具有良好摩擦、磨损特性的结构。具体的，第一结构层1和第二结构层2采用成本较低的增密技术制备，相比传统刹车材料制备技术，结构层材料对工艺水平要求低，制备周期短，且本发明中采用的结构层在刹车材料服役过程中，可长期循环使用，极大地节约生产成本。
40.在上述各实施方式的基础上，步骤s1中，第一功能层3和/或第二功能层4为碳碳复合材料层或碳陶复合材料层，当然，也可以选择其他常规刹车盘所用的材料。
41.在上述各实施方式的基础上，步骤s1中，第一功能层3与第二功能层4的第一摩擦面和第二摩擦面上均设有具有优良摩擦、磨损的渗碳或渗硅耐磨层，提高摩擦面的寿命。
42.在上述各实施方式的基础上，第一结构层1、第二结构层2、第一功能层3以及第二功能层4的边部均设有铆接孔；
43.步骤s2包括：将第一功能层3和第二功能层4分别放置在第一结构层1的两侧并通过铆钉固定；
44.步骤s4包括：将第一功能层3和第二功能层4分别放置在第二结构层2的两侧并固定。
45.上述设置，第一功能层3和第二功能层4与第一结构层1或者第二结构层2之间采用铆钉的方式连接固定，可有效提高第一功能层3、第二功能层4与第一结构层1或者第二结构层2之间的连接强度，能够满足使用要求的前提下，有效将第一功能层3和第二功能层4的厚度，进而有效降低生产周期和成本。
46.在上述各实施方式的基础上，第一刹车盘主体的厚度与第二刹车盘主体的厚度相同，如图1所示，第一刹车盘主体的厚度与第二刹车盘主体的厚度均为a，保证两轮服役的效果基本一致。
47.在上述各实施方式的基础上，第一功能层3与第二功能层4的结构和尺寸相同，可实现位置互换，提高适用性。
48.在一种具体实施例中，采用本发明所提供的飞机刹车盘制造工艺制造而成的飞机刹车盘，包括两个功能层和一个结构层，功能层采用刹车盘常规材料制备工艺进行加工磨平至，由于本发明的功能层厚度大幅度降低，在制备过程中，所需要的生产周期更短，生产成本更低，且相比现有技术，厚度方向得到的材料一致性更好，具有更好的摩擦、磨损性能；第一轮服役过程，第一功能层3、第二功能层4与第一结构层1，形成刹车盘，服役完成后，第一结构层1保留，对第一功能层3和第二功能层4进行加工磨平至，与厚度较大的第二结构层2重新组合，形成具有相同厚度的刹车盘，进行第二轮服役，第二轮服役完成，第一功能层3和第二功能层4完成两轮服役后报废；第一结构层1和第二结构层2分别保留参与下一轮的组合，实现最大限度上的材料重复利用。
49.本发明所提供的飞机刹车盘制造工艺，具有以下优点：
50.1.极大地提高了材料利用率，通过功能层的两次组合，结构层的循环利用，材料利用率可以达到75％，现在广泛运用的技术材料利用率只有17％，最好技术材料利用率也仅30％；
51.2.本发明设计的功能层，大幅降低了材料厚度，因此，可以缩短制备周期，降低生产成本，同时可以得到材料一致性更好、摩擦磨损性能更优良的材料，经过测算，本发明呈现的制备方法，可以缩短制备周期40％，节约生产成本50％；
52.3.本发明的飞机刹车盘，在两轮服役过程中，均是以最佳功能面作为摩擦面，因此始终具备最优的摩擦、磨损特性，可以无条件选配，从而极大提高产品市场应用的适配性；
53.4.本发明所设计的制备方法，将参与摩擦、磨损的功能层和仅提供结构支撑的结构层区分开来，采用常规刹车材料制备工艺来生产功能层，由于其较小的厚度，缩短制备周期，提供其工艺性，可以得到更优质的刹车材料；采用低成本的快速增密方法来生产结构层，可以低成本，高效率的批量化制备结构层，并在组合过程中循环利用。
54.以上对本发明所提供的飞机刹车盘制造工艺进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。