一种碳纤维汽车轮毂的生产方法与流程

文档序号:15690915发布日期:2018-10-16 22:07阅读:679来源:国知局

本发明属于轮毂技术领域,涉及轮毂的制备,特别涉及一种碳纤维制作汽车轮毂的生产方法。



背景技术:

整车减少自重可以降低油耗,这是众所周知的常识。处于整车重心最低的行驶部位之车轮,发挥整车的节能效果更是举足轻重。目前的汽车轮毂,所用材料主要为钢、铝合金材料,另有少量汽车轮毂采用镁合金材料。随着能源价格的不断攀升,节能成了现代汽车生产发展主要方向和目标。行业常用的汽车轮毂材料主要有以下缺点:

1、现在的钢材料轮毂和铝合金材料轮毂密度都比较大,钢轮毂为7.9克/立方厘米,铝合金为2.65克/立方厘米,车轮越重,消耗能源也大;

2、现有金属材料轮毂耐腐蚀性教差,容易氧化;

3、现有金属材料轮毂在铸造过程中会产生内部缺陷,导致冲击性能不好。

碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好。碳纤维轮毂较一般同尺码的铝合金轮毂质量要低40%左右,据研究,车轮重量平均减1kg,对普通轿车而言,每跑100km路程可节油0.6l。



技术实现要素:

针对上述现有技术中存在的不足,本发明公开了一种碳纤维汽车轮毂的生产方法。

技术方案:

一种碳纤维汽车轮毂的生产方法,包括如下步骤:

a、在模具表面喷涂脱模涂料,涂料厚度0.06~0.08mm,将模具烘烤至表层温度200~230℃;

b、把裁剪好的碳纤维按中心空定位均匀铺在轮毂模具下模上,合上上模,所述碳纤维按照轮毂成品厚度的115~125%确定所需碳纤维厚度,按照轮毂成品表面积110~130%确定所需碳纤维表面积,利用电脑裁剪机输出确定形状;

c、密封整套模具,置于真空烘烤炉,减压抽真空,真空度大于-0.09mpa;

d、真空烘烤炉升温至420~450℃,保温时间20~30min,依靠模具重力挤压使碳纤维成型后,降至室温固化;

e、从真空烘烤炉中取出模具,去掉挤压产生的碳纤维边角料;

f、脱去上下模具,即得。

本发明较优公开例中,步骤a所述将模具烘烤至表层温度210℃,涂料厚度0.07mm。

本发明较优公开例中,步骤b所述碳纤维按照轮毂成品厚度的120%,表面积的120%确定碳纤维用量。

本发明较优公开例中,步骤c所述真空度大于-0.08mpa。

本发明较优公开例中,步骤d所述真空烘烤炉升温至430℃,保温时间25min。

本发明所用碳纤维,购自江苏恒神股份有限公司。

有益效果

本发明用碳纤维代替钢、铝合金等金属材料,其优点在于:碳纤维轮毂密度约为1.5到2.0克每立方厘米,比重比铝合金轮毂还要轻,不到钢轮毂的1/4,能极大降低能耗;碳纤维轮毂对一般的有机溶剂、酸、碱都具有良好的耐腐蚀性,不溶不胀,耐蚀性出类拔萃,完全不存在生锈的问题;碳纤维轮毂抗拉强度一般都在3500兆帕以上,是钢的7-9倍,抗拉弹性模量为230-430g帕,亦高于钢,机械强度和抗冲性更高;由于采用真空烘烤挤压成型,产品无氧化,外观品质和性能优良。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明,以使本领域技术人员更好地理解本发明,但本发明并不局限于以下实施例。

实施例1

生产17寸碳纤维轮毂的制造工艺,包括如下步骤:

1、模具准备:在模具表面喷涂脱模涂料,涂料厚度0.06mm,将模具烘烤至表层温度200℃;

2、把裁剪好的碳纤维按中心空定位均匀铺在轮毂模具下模上,合上上模,所述碳纤维按照轮毂成品厚度的115%确定所需碳纤维厚度,按照轮毂成品表面积115%确定所需碳纤维表面积,利用电脑裁剪机输出确定产品造型形状;

3、密封整套模具,置于真空烘烤炉,减压抽真空,真空度-0.088mpa;

4、真空烘烤炉升温至420℃,保温时间20min,依靠模具重力挤压使碳纤维成型后,降至室温固化;

5、从真空烘烤炉中取出模具,去掉挤压产生的碳纤维边角料,脱模,取出产品。

实施例2

生产18寸碳纤维轮毂的制造工艺,包括如下步骤:

1、模具准备:在模具表面喷涂脱模涂料,涂料厚度0.06mm,将模具烘烤至表层温度210℃;

2、把裁剪好的碳纤维按中心空定位均匀铺在轮毂模具下模上,合上上模,所述碳纤维按照轮毂成品厚度的120%确定所需碳纤维厚度,按照轮毂成品表面积125%确定所需碳纤维表面积,利用电脑裁剪机输出确定产品造型形状;

3、密封整套模具,置于真空烘烤炉,减压抽真空,真空度-0.085mpa;

4、真空烘烤炉升温至430℃,保温时间25min,依靠模具重力挤压使碳纤维成型后,降至室温固化;

5、从真空烘烤炉中取出模具,去掉挤压产生的碳纤维边角料,脱模,取出产品。

实施例3

生产20寸碳纤维轮毂的制造工艺,包括如下步骤:

1、模具准备:在模具表面喷涂脱模涂料,涂料厚度0.07mm,将模具烘烤至表层温度230℃;

2、把裁剪好的碳纤维按中心空定位均匀铺在轮毂模具下模上,合上上模,所述碳纤维按照轮毂成品厚度的120%确定所需碳纤维厚度,按照轮毂成品表面积130%确定所需碳纤维表面积,利用电脑裁剪机输出确定产品造型形状;

3、密封整套模具,置于真空烘烤炉,减压抽真空,真空度-0.085mpa;

4、真空烘烤炉升温至450℃,保温时间30min,依靠模具重力挤压使碳纤维成型后,降至室温固化;

5、从真空烘烤炉中取出模具,去掉挤压产生的碳纤维边角料,脱模,取出产品。

对产品进行性能测试,见下表:

以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。



技术特征:

技术总结
本发明属于轮毂技术领域,涉及轮毂的制备,特别涉及一种碳纤维制作汽车轮毂的生产方法。包括如下步骤:在模具表面喷涂脱模涂料,将模具烘烤至表层温度200~230℃;把裁剪好的碳纤维按中心空定位均匀铺在轮毂模具下模上,合上上模;密封整套模具,置于真空烘烤炉,减压抽真空;真空烘烤炉升温至420~450℃,保温时间20~30min,取出模具,去掉挤压产生的碳纤维边角料;脱去上下模具,即得。碳纤维轮毂密度约为1.5~2.0g/cm3,不到钢轮毂的1/4,能极大降低能耗;碳纤维轮毂不存在生锈的问题;抗拉强度一般都在3500兆帕以上,是钢的7‑9倍,抗拉弹性模量为230‑430G帕,亦高于钢,机械强度和抗冲性更高;由于采用真空烘烤挤压成型,产品无氧化,外观品质和性能优良。

技术研发人员:裔国宇;何芳;何国元
受保护的技术使用者:大亚车轮制造有限公司
技术研发日:2018.03.27
技术公布日:2018.10.16
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