Carbon-carbon piston architectures

Details Carbon-carbon piston architectures Carbon-carbon piston architectures

C - Chemistry, Metallurgy

04

B

C04B 35/83 (2006.01) B28B 1/42 (2006.01) F02F 3/00 (2006.01) F02F 3/10 (2006.01) F02F 7/00 (2006.01)

Patent

CA 2248196

An improved structure for carbon-carbon composite piston architectures is disclosed. Initially, the carbon fabric or tape layers are prepregged with carbonaceous organic resins and/or pitches and these plies (21) laid up or molded about a mandrel, to form a carbon-fiber reinforced organic-matrix composite billets (20) shaped like a "U" channel having legs (26, 27), a "T"- bar, or a combination of the two. The molded carbon-fiber reinforced organic- matrix composite part is then pyrolized in an inert atmosphere, to convert the organic matrix materials to carbon. At this point, cylindrical piston blanks (22) are cored from the "U"-channel, "T"-bar, or combination part. These blanks are then densified by reimpregnation with resins or pitches which are subsequently carbonized. Densification is also accomplished by direct infiltration with carbon by vapor deposition processes. Once the desired density has been achieved, the piston billets are machined to final piston dimensions; coated with oxidation sealants; and/or coated with a catalyst.

Une structure améliorée d'architectures de piston composite en carbone-carbone est décrite. Initialement, les couches de tissus ou de bandes de carbone sont préimprégnées de résines et/ou de poix organiques carbonées et ces couches (21) sont disposées ou moulées autour d'un mandrin, afin de former une billette composite (20) à matrice organique renforcée par des fibres de carbone ayant la forme d'un canal en "U" présentant des pieds (26, 27), d'une barre en "T" ou d'une combinaison des deux. On soumet ensuite la pièce composite à matrice organique renforcée par des fibres de carbone moulée à une pyrolise dans une atmosphère inerte, afin de convertir les matières de la matrice organique en carbone. A ce stade, les ébauches (22) de pistons cylindriques sont ôtées du canal en "U", de la barre en "T" ou de la pièce combinée. Ces ébauches sont ensuite densifiées par réimprégnation avec des résines ou des poix, lesquelles sont ensuites carbonisées. La densification s'effectue également par infiltration directe de carbone par des procédés de dépôt en phase vapeur. Une fois la densité voulue obtenue, les billettes des pistons sont usinées pour prendre les dimensions finales des pistons, elles sont enduites d'agents d'étanchéité antioxydation et/ou enduites d'un catalyseur.

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