一种玻璃纤维汽车板簧及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种玻璃纤维汽车板簧及其制备和应用。具体地，所述玻璃纤维汽车板簧由玻璃纤维预浸料或玻璃纤维预浸料卷压制固化而成。本发明专利技术还公开了所述玻璃纤维汽车板簧的制备方法和应用。所述方法具有工艺简单、成型效率高等特点，所述板簧具有质轻、高强、耐疲劳、刚度可设计等特点。将所述板簧应用于汽车工艺，可极大地推进汽车轻型化的发展。

A glass fiber automobile leaf spring and its preparation and Application

The invention relates to a glass fiber automobile leaf spring and its preparation and application. In particular, the glass fiber automobile leaf spring is made of glass fiber prepreg or glass fiber prepreg reel. The invention also discloses the preparation method and application of the glass fiber automobile leaf spring. The method has the characteristics of simple process and high molding efficiency. The plate spring has the characteristics of light quality, high strength, fatigue resistance and stiffness. The application of the plate spring to automobile technology can greatly promote the development of automobile light.

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃纤维汽车板簧及其制备和应用
本专利技术涉及材料领域，具体地涉及一种玻璃纤维汽车板簧及其制备和应用。
技术介绍
玻璃纤维增强复合材料作为一种新兴的高性能轻质复合材料，具有高强度、高硬度、抗疲劳性好、耐腐蚀性好等多种优异的特点，在军用和民用领域都有着越来越广泛的应用。近二十年来，由于汽车工艺的快速发展和复合材料在汽车材料应用领域的迅速扩大，玻璃纤维复合材料在汽车上的应用也越来越广泛。使用玻璃纤维复合材料作为汽车材料可以使汽车自重减轻，提高其质量利用系数，从而使汽车在节约能源、提高车速、降低成本等方面获得良好的效果。汽车板簧是汽车悬架系统中最传统的弹性元件，一般是由若干片不等长的合金弹簧钢组合而成一组近似于等强度弹簧梁，可负担起传递所有各向的力和力矩，以及决定车轮运动的轨迹，起导向的作用。目前常用的材料包括20Cr、40CrNiMn、60Si2Mn等。板簧制作消耗大量的合金钢，它的重量占汽车自重的8％～9％。使用玻璃纤维复合材料制作板簧，可以大幅度降低板簧的重量，在汽车轻量化的过程中有着重要的意义。为了改进汽车板簧的刚度、强度、疲劳性能，并进一步推进汽车轻量化，设计合理的玻璃纤维复合材料汽车板簧制造工艺刻不容缓。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种玻璃纤维汽车板簧及其制备方法和应用。本专利技术的第一方面，提供了一种玻璃纤维汽车板簧的制备方法，所述方法包括如下步骤：1)提供玻璃纤维预浸料卷；2)使用硫化机预热板簧模具；3)将所述玻璃纤维预浸料卷放置于经预热处理的板簧模具中，在第一压力和第一温度下压制所述玻璃纤维预浸料卷第一时间段；4)将所述硫化机的温度升温至第二温度，保温第二时间段；5)关闭硫化机，取出压制所得产物，即得到所述玻璃纤维汽车板簧。在另一优选例中，所述玻璃纤维预浸料卷由玻璃纤维预浸料卷制而成，所述玻璃纤维预浸料是如下制备的：i)提供玻璃纤维和树脂预浸液；ii)在所述树脂预浸液中浸渍处理所述玻璃纤维，得到所述玻璃纤维预浸料。在另一优选例中，所述玻璃纤维选自下组：泰山E系列玻纤、C系列玻璃纤维、高强度玻璃纤维。在另一优选例中，所述树脂预浸液的组成如下：环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺、或其组合。在另一优选例中，所述浸渍处理的处理时间为2-10s，较佳地4-6s。在另一优选例中，所述玻璃纤维预浸料的长度和宽度相同。在另一优选例中，所述玻璃纤维预浸料的长度为1m。在另一优选例中，所述玻璃纤维预浸料的宽度为1m。在另一优选例中，所述玻璃纤维预浸料的厚度为0.120mm。在另一优选例中，所述“卷制”沿纤维方向进行。在另一优选例中，在步骤ii)之后还任选地包括如下步骤：将浸渍好树脂的预浸料置于排布机上随排布机转动，晾干，约2小时后取下。在另一优选例中，所述玻璃纤维预浸料卷包含1-20张玻璃纤维预浸料，较佳地3-10张。在另一优选例中，步骤2)中，所述板簧模具预热结束后的温度为60-100℃，较佳地70-90℃。在另一优选例中，步骤3)中，所述第一压力为5-30MPa，较佳地8-20MPa；和/或所述第一温度为100-120℃，较佳地105-115℃；和/或所述第一时间段为5-30min，较佳地10-25min。在另一优选例中，步骤4)中，所述第二温度为120-150℃，较佳地125-140℃；和/或所述第二时间段为10-60min，较佳地20-50min。在另一优选例中，在步骤4)之后，所述玻璃纤维预浸料卷中的树脂已经完全固化。在另一优选例中，在步骤5)之后，还任选地包括如下步骤：6)表面打磨处理步骤5)所得产物，获得所述玻璃纤维汽车板簧。本专利技术的第二方面，提供了一种玻璃纤维汽车板簧，所述玻璃纤维汽车板簧由玻璃纤维预浸料或玻璃纤维预浸料卷压制固化而成。在另一优选例中，所述玻璃纤维汽车板簧的厚度为8-12mm，较佳地10mm。在另一优选例中，所述玻璃纤维汽车板簧是采用本专利技术第一方面所述的方法制备的。在另一优选例中，所述玻璃纤维汽车板簧具有选自下组的一个或多个特征：1)所述玻璃纤维汽车板簧的强度为2000MPa－2500MPa，较佳地为约2200MPa；2)所述玻璃纤维汽车板簧的刚度为150GPa－180GPa，较佳地为约165GPa。在另一优选例中，所述玻璃纤维汽车板簧的耐疲劳性为1000000－10000000，较佳地为4000000-6000000，最佳地为5000000。本专利技术的第三方面，提供了一种制品，所述制品包含本专利技术第二方面所述的玻璃纤维汽车板簧。在另一优选例中，所述制品为汽车。应理解，在本专利技术范围内中，本专利技术的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。附图标记1.下模具2.上模具3.模芯4.脱模工装5.螺栓孔6.导胶槽7.出胶口附图说明图1是本专利技术所用板簧模具示意图。具体实施方式本专利技术人经过长期而深入的研究，通过采用玻璃纤维复合材料替换合金，意外地制备得到一种刚度、强度和疲劳性能等性能均得到有效改善的玻璃纤维汽车板簧。所述玻璃纤维汽车板簧的制备方法具有工艺简单、成型效率高等特点，所述板簧具有质轻、高强、耐疲劳、刚度可设计等特点。将所述板簧应用于汽车工艺，可极大地推进汽车轻型化的发展。在此基础上，专利技术人完成了本专利技术。制备方法本专利技术提供了一种玻璃纤维汽车板簧的制备方法，所述方法包括如下步骤：1)提供玻璃纤维预浸料卷；2)使用硫化机预热板簧模具；3)将所述玻璃纤维预浸料卷放置于经预热处理的板簧模具中，在第一压力和第一温度下压制所述玻璃纤维预浸料卷第一时间段；4)将所述硫化机的温度升温至第二温度，保温第二时间段；5)关闭硫化机，取出压制所得产物，即得到所述玻璃纤维汽车板簧。典型地，以宽70mm、厚16mm、长1m的汽车板簧制造为例，所述方法包括如下步骤：步骤(1)玻璃纤维预浸料裁剪：将玻璃纤维预浸料裁成沿纤维方向长1m，垂直纤维方向长1m的正方形；步骤(2)玻璃纤维预浸料卷曲：在长和宽均大于1m的平整工作台上粘贴特氟龙布，在工作台上使用步骤(1)获得的预浸料沿纤维方向进行卷曲，当一张预浸料卷曲完毕后以第一根预浸料棒为芯，使用预浸料继续进行卷曲，反复进行6次，共消耗6张预浸料，制成重量约1100g的预浸料棒。在卷预浸料的过程中，操作者应当戴上塑料手套，避免手上的汗液与灰尘沾到预浸料上。同时，每卷一层，要注意将预浸料卷压紧，使预浸料卷尽可能密实，注意卷的过程中尽量避免卷歪；步骤(3)模具清理(模具如图1所示)：打开板簧模具，使用前需用干净抹布蘸取丙酮将模具的模面清理干净，保证模面内没有灰尘和杂物(上模具和下模具的模面都要清理)。若模具上有残留固化树脂，采用铲刀和小刀小心刮干净。如模具上的树脂流出孔堵塞，需要用手枪钻打通。然后用干抹布将模具擦干净，保证表面没有异物；步骤(4)模具打脱模剂：模具第一次使用时要用干净抹布擦拭5～6遍脱模剂，每遍脱模剂涂完后，室温下需要15分钟后进行下一遍的涂抹。从第二个产品开始，每次都只需要重新涂覆2-4层脱模剂即可。上模具和下模具以及模芯都要涂抹脱模剂；步骤(5)模具紧固与预热：将上模具放置在下模具上，用螺栓将下模具和上模具固定并拧紧螺栓。将下模具，上模具，模芯，钢板放置在硫化机上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃纤维汽车板簧的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)提供玻璃纤维预浸料卷；2)使用硫化机预热板簧模具；3)将所述玻璃纤维预浸料卷放置于经预热处理的板簧模具中，在第一压力和第一温度下压制所述玻璃纤维预浸料卷第一时间段；4)将所述硫化机的温度升温至第二温度，保温第二时间段；5)关闭硫化机，取出压制所得产物，即得到所述玻璃纤维汽车板簧。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃纤维汽车板簧的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)提供玻璃纤维预浸料卷；2)使用硫化机预热板簧模具；3)将所述玻璃纤维预浸料卷放置于经预热处理的板簧模具中，在第一压力和第一温度下压制所述玻璃纤维预浸料卷第一时间段；4)将所述硫化机的温度升温至第二温度，保温第二时间段；5)关闭硫化机，取出压制所得产物，即得到所述玻璃纤维汽车板簧。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃纤维预浸料卷由玻璃纤维预浸料卷制而成，所述玻璃纤维预浸料是如下制备的：i)提供玻璃纤维和树脂预浸液；ii)在所述树脂预浸液中浸渍处理所述玻璃纤维，得到所述玻璃纤维预浸料。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述玻璃纤维预浸料卷包含1-20张玻璃纤维预浸料。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中，所述板簧模具预热结束后的温度为60-100℃。5.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐士杰，张洪生，祝颖丹，冯亚杰，刘东，涂丽艳，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33