复合材料活塞销及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种复合材料活塞销及其制造方法，其包括：管状外层，其由增强纤维制得；内层，其沿着外层的内表面联接至外层，所述内层由具有比外层更低的弹性的增强纤维制得；以及树脂材料，其包含环氧树脂组合物和氰酸酯，所述树脂材料浸入外层和内层的增强纤维中。

Composite piston pin and its manufacturing method

The invention discloses a composite piston pin and manufacturing method thereof, which comprises a tubular outer layer, which is composed of reinforced fibers; the inner layer, along the inner surface of the outer layer connected to the outer layer, the inner layer is lower than the outer elastic fibers prepared; and resin material, comprising epoxy resin composition and cyanate ester, the resin material into the outer layer and the inner layer of reinforcing fibers.

【技术实现步骤摘要】
复合材料活塞销及其制造方法
本专利技术大体上涉及一种复合材料活塞销。更具体地，本专利技术涉及这样一种复合材料活塞销，其由具有不同弹性的多层管状增强纤维及具有高玻璃化转变温度和良好可成型性的树脂制得。
技术介绍
在全部由常规SCM415钢制得的钢材料构成的活塞销的情况中，当活塞销应用于车辆的时候，由于其沉重的重量而不能提高里程数。此外，在活塞销所需的环形方向抗弯强度和纵向抗弯强度方面，常规活塞销的材料性能不符合要求，因此需要制造一种活塞销以替代常规活塞销。出于这种原因，本专利技术旨在提供一种由轻质且良好刚度的碳纤维制得的复合材料活塞销。公开于该专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
因此，本专利技术考虑到解决在相关技术中发生的上述问题。本专利技术提供一种由具有不同弹性的多层管状增强纤维及具有高玻璃化转变温度和良好可成型性的树脂制得的复合材料活塞销。在本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种复合材料活塞销，其包括：(1)管状外层，其由增强纤维制得；(2)内层，其沿着外层的内表面联接至外层，并由具有比外层更低的弹性的增强纤维制得；以及(3)树脂材料，其包含环氧树脂组合物和氰酸酯，所述树脂材料浸入外层和内层的增强纤维中。外层和内层的增强纤维可以由碳纤维制得，其中外层的碳纤维为沥青基碳纤维，内层的碳纤维为PAN基碳纤维。环氧树脂组合物和氰酸酯的混合比例可以在约1:0.82至约1:1.22的范围内。环氧树脂组合物可以包括双酚A型(BPA型)环氧树脂和酚醛环氧树脂。外层的增强纤维可以在外层的纵向方向上平行地布置。内层可以包括：第一层，其构造成使得其增强纤维垂直于外层的增强纤维布置，第一层沿着外层的内表面联接至外层；以及第二层，其构造成使得其增强纤维平行于外层的增强纤维布置，第二层沿着第一层的内表面联接至第一层。假设外层和内层的总厚度为100％，则外层的厚度可以大于0％至约50％(且不包括0％)(例如，约1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或约50％)，内层的第一层的厚度可以为约40％至约80％(例如，约40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％或约80％)，内层的第二层的厚度可以大于0％至约60％(且不包括0％)(例如约1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％或约60％)。根据本专利技术的另一方面，提供一种复合材料活塞销的制造方法，所述制造方法包括如下步骤：堆叠由包括环氧树脂组合物和氰酸酯的树脂材料和增强纤维构成的第一预浸渍体及由包括环氧树脂组合物和氰酸酯的树脂材料和具有比第一预浸渍体的增强纤维更低的弹性的增强纤维构成的第二预浸渍体；卷曲第一预浸渍体和第二预浸渍体使得第一预浸渍体形成外表面；在烘箱中整体成型围绕模具卷曲的第一预浸渍体和第二预浸渍体。在卷曲后，所述制造方法可以进一步包括围绕第二预浸渍体的外表面包裹耐热薄膜。在成型后，所述制造方法可以进一步包括将耐热薄膜和模具从第一预浸渍体和第二预浸渍体分离，然后将第一预浸渍体和第二预浸渍体切割成预定的长度。在切割后，制造方法可以进一步包括通过抛光来处理第一预浸渍体的表面。本专利技术的复合材料活塞销的优点在于其构造成使得销以多层结构形成。此外，构成内层和外层的增强纤维具有不同的弹性，浸入增强纤维的树脂材料包括环氧树脂组合物和氰酸酯，从而因弯曲应力减小而提高弯曲强度，因剪切应力减小而提高剪切强度。本专利技术的复合材料活塞销的其他优点在于可以控制椭圆变形的量。因此，可以制造轻质的活塞销，由此可以通过减少摩擦而提高里程数和耐久性。本专利技术的方法和装置具有其它特征和优点，这些特征和优点将在纳入本文的附图以及随后与附图一起用于解释本专利技术的某些原理的具体实施方式中显现或更详细地阐明。附图说明图1为显示根据本专利技术实施方案的复合材料活塞销的元件之间连接的视图。图2为根据本专利技术实施方案通过使用储能模量的曲线图而显示的玻璃化转变温度(Tg)随着温度变化的视图。图3为通过使用表示第一层厚度、第二层厚度和外层厚度的三轴图表而显示本专利技术的区域的视图。图4为显示对比实施例、实施方案1和实施方案2中弯曲应力的进行对比的视图。图5为显示对比实施例、实施方案1和实施方案2中剪切应力的进行对比的视图。图6为显示对比实施例、实施方案1和实施方案2中椭圆变形的量的进行对比的视图。图7为显示根据本专利技术实施方案的第一卷曲和第二卷曲的视图。图8为显示根据本专利技术实施方案的成型的视图。图9为显示根据本专利技术实施方案的加工的视图。应了解，附图并不必须按比例绘制，其示出了某种程度上经过简化了的本专利技术的基本原理的各个特征。在此所公开的本专利技术的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、位置和形状，将部分地由特定目的的应用和使用环境加以确定。在这些图形中，附图标记在贯穿附图的多幅图形中表示本专利技术的同样的或等同的部件。具体实施方式现在将详细提及本专利技术的各个实施方案，这些实施方案的示例显示在附图中并描述如下。尽管本专利技术将与示例性实施方案结合加以描述，但是应当理解，本说明书并非旨在将本专利技术限制为那些示例性实施方案。相反，本专利技术旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本专利技术的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。在下文中，本专利技术的示例性实施方案将参照所附附图详细如下描述。在全部附图中，相同的附图标记表示相同或相似的部分。如图1中所示，根据本专利技术的复合材料活塞销包括：管状外层100、内层200、以及树脂材料；所述管状外层100由增强纤维制得；所述内层200沿着外层100的内表面联接至外层100，并由具有比外层100更低的弹性的增强纤维制得；所述树脂材料包含环氧树脂组合物和氰酸酯，所述树脂材料浸渍进入外层100和内层200的增强纤维中。外层100由增强纤维制得，其中增强纤维可以由碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维和天然纤维的至少一种制得。此外，外层100为管状，优选地，外层通过卷曲板状增强纤维而形成为管状。内层200也由增强纤维制得，其中增强纤维可以由碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维和天然纤维的至少一种制得。此处，内层由具有比外层100更低的弹性的增强纤维制得。内层200沿着外层100的内表面联接至外层100从而成为管状，其中具有比内层更高弹性的外层100的内表面支撑外层100并承载施加至其上的负载从而提高环形方向抗弯强度。树脂材料提高环氧树脂组合物的耐热性，添加提高树脂流动性的氰酸酯，从而在将树脂材料浸入增强纤维的时候可以减少空隙，并可以提高增强纤维的纤维均匀性。更具体地，通过添加氰酸酯，玻璃化转变温度(Tg)升高，其中玻璃化转变温度(Tg)为聚合物从玻璃态变化为高弹态的温度。此转变被称为玻璃化转变，如图2中的图表所示，在储能模量相对于温度的图表中，玻璃化转变温度(Tg)显示为从低温延伸的线与从高温延伸的线相交的点。在根据本专利技术的复合材料活塞销中，玻璃化转变温度(Tg)发生在约250℃。因此，玻璃化转变温度(Tg)升高越多，耐热性提高得越多。在浸入增强纤维的树脂材料中，当耐热性提高的时候，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料活塞销，其包括：管状外层，其由增强纤维制得；内层，其沿着外层的内表面联接至外层，所述内层由具有比外层更低的弹性的增强纤维制得；以及树脂材料，其包含环氧树脂组合物和氰酸酯，所述树脂材料浸入外层和内层的增强纤维中。

【技术特征摘要】
2016.07.11 KR 10-2016-00873271.一种复合材料活塞销，其包括：管状外层，其由增强纤维制得；内层，其沿着外层的内表面联接至外层，所述内层由具有比外层更低的弹性的增强纤维制得；以及树脂材料，其包含环氧树脂组合物和氰酸酯，所述树脂材料浸入外层和内层的增强纤维中。2.根据权利要求1所述的复合材料活塞销，其中，环氧树脂组合物和氰酸酯的混合比例在约1:0.82至约1:1.22的范围内。3.根据权利要求2所述的复合材料活塞销，其中，环氧树脂组合物包括双酚A型环氧树脂和酚醛环氧树脂。4.根据权利要求1所述的复合材料活塞销，其中，外层和内层的增强纤维由碳纤维制得，其中，外层的碳纤维为沥青基碳纤维，内层的碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维。5.根据权利要求1所述的复合材料活塞销，其中，外层的增强纤维可以在外层的纵向方向上平行地布置，内层包括：第一层，其构造成使其增强纤维垂直于外层的增强纤维布置，第一层沿着外层的内表面联接至外层；以及第二层，其构造成使其增强纤维平行于外层的增强纤维布置，第二层沿着第一层的内表面联接至第一层。6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴相润，梁埈滈，车星澈，崔致勋，洪承贤，曺永大，李宰源，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR