一种汽车用炭纤维复合材料车身顶板的制备方法与流程

本发明涉及汽车配件制造领域，尤其是涉及一种汽车车身顶板的制备方法。

背景技术：

目前，随着排放标准的提高和节能减排的压力日益增大，国内外汽车制造商都注重对车身进行减重，采用新材料就是一项有效的减重措施。如大量铝合金、高强钢、炭纤维复合材料等高强度材料正在应用于汽车结构的设计与制造。其中，炭纤维复合材料应用于汽车结构能大幅度降低车身重量，汽车车身顶板作为汽车结构中不可或缺的覆盖件。传统的钣金结构形式的汽车车身顶板，采用内外两层钣金结构经过冲压工艺成型而成。据估计，将钣金结构的汽车车身顶板用炭纤维复合材料进行重新设计，能减重50％以上，且炭纤维复合材料车身顶板具有良好的隔音隔热效果，避免由于夏天车内温度过高产生的不舒适感。

技术实现要素：

鉴于此，本发明的目的之一是提供一种新型的汽车车身顶板，解决现有车身顶板刚度过高，脆性过大，以及隔音隔热效果差的问题，并且结构简单。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种汽车用炭纤维复合材料车身顶板的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一：采用12k炭纤维布，树脂加有机溶剂配置树脂溶液作为主要原材料，将12k炭纤维浸渍在树脂溶液中，浸渍时间为2h-4h，取出炭纤维布晾置4h-14h，使得炭纤维浸渍布处于半干状态。

步骤二：将步骤一中炭纤维浸渍布铺层3-15层置于汽车车身顶板模型的模具中，在压机上压制、固化成型，制作汽车车身顶板的上下高密度层。

步骤三：将厚度为5mm-25mm厚的软炭毡按照汽车车身顶板形状进行裁剪，裁剪好后将软炭毡上下表面涂刷树脂胶，然后放置在步骤二成型的上下高密度层之间，上下表面加压置于固化炉内进行固化，固化温度为100℃-200℃。

步骤四：将步骤三中制备的汽车车身顶板坯体整体浸入树脂溶液中进行浸渍处理，浸渍时间为1h-5h。

步骤五：将步骤四中将步骤四中坯体进行固化处理，固化温度为100℃-200℃。

步骤六：将步骤五中制备的坯体按照汽车车身顶板尺寸进行机械加工，并将毛边打磨光滑，制得汽车用炭纤维复合材料车身顶板。

上述的一种汽车用炭纤维复合材料车身顶板的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的12k炭纤维布为平纹或者是斜纹炭布，树脂为环氧树脂或者酚醛树脂，有机溶剂为酒精或者丙酮，其中树脂与有机溶剂混合重量比为1：（0.2-6.0）。

上述的一种汽车用炭纤维复合材料车身顶板的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的压机施加压力大小为2mpa-20mpa，固化温度为100℃-180℃，固化升温速率为5℃/h-20℃/h，固化保温时间为2h-15h，制作的汽车车身顶板的上下高密度层密度为1.20g/cm³-1.45g/cm³。

上述的一种汽车用炭纤维复合材料车身顶板的制备方法，其特征在于，步骤三中所述的树脂为环氧树脂或者酚醛树脂，上下表面施加压力为2mpa-10mpa，固化升温速率为5℃/h-20℃/h，固化保温时间为2h-15h。

上述的一种汽车用炭纤维复合材料车身顶板的制备方法，其特征在于，步骤四中所述的树脂为酚醛树脂或者环氧树脂，。

上述的一种汽车用炭纤维复合材料车身顶板的制备方法，其特征在于，步骤五中所述的固化升温速率为5℃/h-20℃/h，固化保温时间为2h-15h。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明采用上下高密度的炭纤维复合材料与软炭毡形成“三明治”夹层结构，制备的汽车用炭纤维复合材料车身顶板，具有密度低、力学性能优异，机械强度高、抗冲击韧性好以及隔音隔热效果好等优点，解决现有车身顶板刚度过高，脆性过大，以及车内由于在太阳下长期暴晒而车内温度过高的问题，并且结构简单。

附图说明

图1是本发明制备汽车用炭纤维复合材料车身顶板的工艺流程框图。

具体实施方式

实施例1

步骤一：采用12k平纹炭纤维布，树脂加有机溶剂配置树脂溶液作为主要原材料，树脂为环氧树脂，有机溶剂为酒精，其中树脂与有机溶剂混合重量比为1：0.2混合均匀，将12k炭纤维布完全浸没于树脂溶液中，浸渍时间为2h，取出炭纤维布晾置4h，使得炭纤维浸渍布处于半干状态。

步骤二：将步骤一中炭纤维浸渍布铺层3层置于汽车车身顶板模型的模具中，在压机上压制、固化成型，压机施加压力大小为2mpa，固化温度为100℃，固化升温速率为5℃/h，固化保温时间为2h，制作汽车车身顶板的上下高密度层，密度为1.20g/cm³。

步骤三：将厚度为5mm厚的软炭毡按照汽车车身顶板形状进行裁剪，裁剪好后将软炭毡上下表面涂刷树脂胶，树脂为环氧树脂，然后放置在步骤二成型的上下高密度层之间，上下表面加压置于固化炉内进行固化，上下表面施加压力为2mpa，固化升温速率为5℃/h，固化保温时间为2h。固化温度为100℃。

步骤四：将步骤三中制备的汽车车身顶板坯体整体浸入树脂溶液中进行浸渍处理，树脂为酚醛树脂，浸渍时间为1h。

步骤五：将步骤四中坯体进行固化处理，固化温度为100℃，固化升温速率为5℃/h，固化保温时间为2h。

步骤六：将步骤五中制备的坯体按照汽车车身顶板尺寸进行机械加工，并将毛边打磨光滑，制得汽车用炭纤维复合材料车身顶板。

实施例2

步骤一：采用12k斜纹炭纤维布，树脂加有机溶剂配置树脂溶液作为主要原材料，树脂为酚醛树脂，有机溶剂为丙酮，其中树脂与有机溶剂混合重量比为1：1混合均匀，将12k炭纤维布完全浸没于树脂溶液中，浸渍时间为4h，取出炭纤维布晾置10h，使得炭纤维浸渍布处于半干状态。

步骤二：将步骤一中炭纤维浸渍布铺层10层置于汽车车身顶板模型的模具中，在压机上压制、固化成型，压机施加压力大小为10mpa，固化温度为150℃，固化升温速率为10℃/h，固化保温时间为7h，制作汽车车身顶板的上下高密度层，密度为1.30g/cm³。

步骤三：将厚度为10mm厚的软炭毡按照汽车车身顶板形状进行裁剪，裁剪好后将软炭毡上下表面涂刷树脂胶，树脂为环氧树脂，然后放置在步骤二成型的上下高密度层之间，上下表面加压置于固化炉内进行固化，上下表面施加压力为8mpa，固化升温速率为10℃/h，固化保温时间为10h。固化温度为150℃。

步骤四：将步骤三中制备的汽车车身顶板坯体整体浸入树脂溶液中进行浸渍处理，树脂为酚醛树脂，浸渍时间为3h。

步骤五：将步骤四中坯体进行固化处理，固化温度为150℃，固化升温速率为10℃/h，固化保温时间为10h。

步骤六：将步骤五中制备的坯体按照汽车车身顶板尺寸进行机械加工，并将毛边打磨光滑，制得汽车用炭纤维复合材料车身顶板。

实施例3

步骤一：采用12k斜纹炭纤维布，树脂加有机溶剂配置树脂溶液作为主要原材料，树脂为环氧树脂，有机溶剂为酒精，其中树脂与有机溶剂混合重量比为1：6混合均匀，将12k炭纤维布完全浸没于树脂溶液中，浸渍时间为4h，取出炭纤维布晾置14h，使得炭纤维浸渍布处于半干状态。

步骤二：将步骤一中炭纤维浸渍布铺层15层置于汽车车身顶板模型的模具中，在压机上压制、固化成型，压机施加压力大小为20mpa，固化温度为180℃，固化升温速率为20℃/h，固化保温时间为15h，制作汽车车身顶板的上下高密度层，密度为1.45g/cm³。

步骤三：将厚度为25mm厚的软炭毡按照汽车车身顶板形状进行裁剪，裁剪好后将软炭毡上下表面涂刷树脂胶，树脂为酚醛树脂，然后放置在步骤二成型的上下高密度层之间，上下表面加压置于固化炉内进行固化，上下表面施加压力为10mpa，固化升温速率为20℃/h，固化保温时间为15h。固化温度为180℃。

步骤四：将步骤三中制备的汽车车身顶板坯体整体浸入树脂溶液中进行浸渍处理，树脂为酚醛树脂，浸渍时间为5h。

步骤五：将步骤四中坯体进行固化处理，固化温度为180℃，固化升温速率为20℃/h，固化保温时间为15h。

步骤六：将步骤五中制备的坯体按照汽车车身顶板尺寸进行机械加工，并将毛边打磨光滑，制得汽车用炭纤维复合材料车身顶板。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。