【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种碳纤维增强铝基复合材料高压气瓶嘴部套的加工方法，属于高压气瓶。
技术介绍
1、作为工业气体运输存储载体之一的气瓶，其以可保存多种气体、易于存储、易于运输的特性，在气体工业中有着不可或缺的地位。在气瓶的制造过程中，气瓶嘴部套作为气体流动交换的关键部位，保证其密封性、耐用性、稳定性成为气瓶制造环节中的重中之重。
2、由碳纤维材料缠绕的铝合金复合气瓶，可以通过原料改进，使得其应用范围进一步扩大。目前，铝合金复合气瓶的应用领域逐渐从军事工业转向了民用上，碳纤维缠绕的铝合金材料也在其中扮演非常重要的角色。碳纤维增强铝基复合材料兼具高强度和轻量化的优点，可以满足高压气瓶瓶身的使用性能。然而，由于工作压力高，高压气瓶嘴部套刚度低，易变形，导致气体流动交换的位置容易出现漏气现象，降低了气瓶的安全性，同时这也成了制约气瓶发展的瓶颈之一。现在在实际生产使用过程中，通常采用在瓶嘴加不锈钢套的方式来提高其刚度，但是不锈钢套和瓶嘴之间容易出现缝隙，二者很难达到严丝合缝，导致密封效果不佳，无法满足使用需求。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，提供了一种碳纤维增强铝基复合材料高压气瓶嘴部套的加工方法，制得的高压气瓶嘴部套具有优异的连接强度和刚度，确保了其连接的密封性和可靠性。
2、本专利技术提供的技术方案是：
3、一种碳纤维增强铝基复合材料高压气瓶嘴部套的加工方法，包括以下步骤：
4、(1)将碳纤维置于400-450℃下高温灼蚀8-10min，水洗
5、(2)将预处理后的碳纤维作为阴极超声分散在电镀液中，阳极为铜板，并于20-30℃和0.5-1.0a/dm2下电镀5-10min，水洗、干燥、裁剪后，得到镀铜碳纤维；超声作用可以较好地改善电镀过程中由于cu2+的消耗而引起的电镀液浓度的不均匀性，加速了离子在碳纤维束中的扩散，从而在碳纤维表面得到均匀、光滑、连续的cu界面层，改善了碳纤维与al基体的润湿性和抑制了al基体对碳纤维的反应腐蚀；
6、(3)将工业纯铝锭加热至720-770℃后，再加入二元合金搅拌均匀，熔化并保温5-10min，然后采用旋转喷吹氮气的方式进行精炼处理，扒渣，分批次将镀铜碳纤维投入到合金液中，搅拌均匀并保温10-20min，待合金液温度降至700℃后，倒入经200℃预热过的模具中，冷却即得管件；合金原料为纯铝和中间合金，来源广泛，整个过程无杂质元素渗入，有效改善了铝合金的力学性能，且无需进行热处理，工艺简单，操作方便，其中镀铜碳纤维与铝基体的浸润性良好，可以承担部分载荷，从而减轻基体承受的应力使复合材料得以强化；
7、(4)采用高精密数控车床对管件内壁进行车削，形成楔形螺纹，其中通过第一成型刀车削螺纹导向面，切深垂直刀具进给方向，进刀量为0.10-0.35mm，切削次数为3-7次，通过第二成型刀车削楔形承载面，切深与进给方向相反，进刀量为0.05-0.25mm，切削次数为5-10次，即得成品；此种加工工艺无需计算每刀之间轴向偏移量，并且刀具切削时不完全被工件包容，有利于断屑和排屑；形成的楔形螺纹具有抗弯矩、抗脱扣、辅助密封、易对扣、易上扣的性能，且在接箍内可以放置弹性密封圈，用以加强密封性。
8、可选地，所述二元合金选自al-si合金、al-mg合金和al-mn合金中的一种或几种。
9、可选地，所述工业纯铝锭为2xxx系铝合金或5xxx系铝合金。
10、可选地，所述镀铜碳纤维的添加量为2-5wt％。
11、可选地，合金化学组成按质量百分比为：si0.2-0.5％、fe0.2-0.4％、cu0.05-0.5％、mn0.1-1.0％、mg2.2-6.2％、cr0.1-0.35％、zn0.05-0.25％、ti0-0.20％，余量为al。
12、可选地，所述电镀液包括100g/l硫酸铜、60ml/l硫酸、5g/l氯化钠和5ml/l聚二硫二丙烷磺酸钠。
13、可选地，所述楔形螺纹锥度为1：(15-18)，承载面角度为10-45°，导向角度为10-45°，每英寸牙数为3-5；楔形螺纹的承载面角度与导向面角度相同，螺距较大，楔形螺纹的牙型具有抗弯矩、抗脱扣、辅助密封的性能，而较大的螺距使楔形螺纹还具有易对扣、易上扣的优点。
14、可选地，还包括车削后对楔形螺纹进行表面处理的步骤：
15、将防护涂料分两次刷涂在楔形螺纹的表面，每次通过热风干燥10-20min，然后将最后一次干燥后的防护涂料固化24h以上，楔形螺纹表面即形成一层防护膜；第一次刷涂防护涂料可以使螺纹表面被完全覆盖，填充可能存在的不平整和微小缺陷，第二次刷涂防护涂料进一步改善了涂膜的均匀性，提高防护膜的外观质量和持久性，使形成的防护膜不易磨损或脱落。
16、可选地，所述防护膜的厚度为20-40μm。
17、可选地，所述热风的风温为50-60℃，风速为1-3m/s。
18、可选地，所述防护涂料的制备方法包括以下步骤：
19、s1、将2/3-5/6偶氮二异丁腈加入有机溶剂中，于50-70℃下搅拌均匀，然后滴入体积比为(2-5)：1的甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯，滴加完毕后，加入8-12％甲基丙烯酸三氟乙酯，搅拌反应1-2h，得到聚合物溶液，随后将水性丙烯酸树脂溶于有机溶剂中，加入剩余偶氮二异丁腈，搅拌均匀后倒入聚合物溶液中，并于50-70℃下搅拌反应6-8h，即得改性丙烯酸树脂；
20、s2、将cuo溶于无水乙醇中，再加入水合联氨，超声搅拌8-15min，以将cu2+还原为cu，得到纳米铜乙醇悬液；
21、s3、将混合溶剂加入改性丙烯酸树脂中，超声搅拌20-40min，再加入纳米铜乙醇悬液，超声搅拌20-40min，然后加入10-30％聚四氟乙烯、2-5％触变剂和0.1-2％流平剂，超声搅拌20-40min，即得防护涂料。
22、其中，改性丙烯酸树脂不仅具有良好的分散性，能够将纳米铜包覆，在纳米铜周围成团絮状，支撑着纳米铜颗粒，改善纳米铜颗粒之间的团聚现象，还具有成膜温度低、胶膜硬度高、附着力好的特点，提高防护膜的力学性能和化学稳定性。
23、可选地，所述水性丙烯酸树脂和剩余偶氮二异丁腈的质量比为(2-5)：1。
24、可选地，所述有机溶剂为二甲苯和/或丙酮；
25、所述混合溶剂由体积比为(5-8)：(2-4)：1的二甲苯、甲基异丁基酮和丁醇组成。
26、本申请的有益效果包本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碳纤维增强铝基复合材料高压气瓶嘴部套的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的碳纤维增强铝基复合材料高压气瓶嘴部套的加工方法，其特征在于，所述二元合金选自Al-Si合金、Al-Mg合金和Al-Mn合金中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的碳纤维增强铝基复合材料高压气瓶嘴部套的加工方法，其特征在于，所述工业纯铝锭为2xxx系铝合金或5xxx系铝合金。
4.根据权利要求1所述的碳纤维增强铝基复合材料高压气瓶嘴部套的加工方法，其特征在于，所述镀铜碳纤维的添加量为2-5wt％。
5.根据权利要求1所述的碳纤维增强铝基复合材料高压气瓶嘴部套的加工方法，其特征在于，所述楔形螺纹锥度为1：(15-18)，承载面角度为10-45°，导向角度为10-45°，每英寸牙数为3-5。
6.根据权利要求1所述的碳纤维增强铝基复合材料高压气瓶嘴部套的加工方法，其特征在于，还包括车削后对楔形螺纹进行表面处理的步骤：
7.根据权利要求6所述的碳纤维增强铝基复合材料高压气瓶嘴部套的加工方法，其特征在于，所述防
8.根据权利要求6所述的碳纤维增强铝基复合材料高压气瓶嘴部套的加工方法，其特征在于，所述防护涂料的制备方法包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的碳纤维增强铝基复合材料高压气瓶嘴部套的加工方法，其特征在于，所述水性丙烯酸树脂和剩余偶氮二异丁腈的质量比为(2-5)：1。
10.根据权利要求8所述的碳纤维增强铝基复合材料高压气瓶嘴部套的加工方法，其特征在于，所述有机溶剂为二甲苯和/或丙酮；
...【技术特征摘要】
1.一种碳纤维增强铝基复合材料高压气瓶嘴部套的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的碳纤维增强铝基复合材料高压气瓶嘴部套的加工方法，其特征在于，所述二元合金选自al-si合金、al-mg合金和al-mn合金中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的碳纤维增强铝基复合材料高压气瓶嘴部套的加工方法，其特征在于，所述工业纯铝锭为2xxx系铝合金或5xxx系铝合金。
4.根据权利要求1所述的碳纤维增强铝基复合材料高压气瓶嘴部套的加工方法，其特征在于，所述镀铜碳纤维的添加量为2-5wt％。
5.根据权利要求1所述的碳纤维增强铝基复合材料高压气瓶嘴部套的加工方法，其特征在于，所述楔形螺纹锥度为1：(15-18)，承载面角度为10-45°，导向角度为10-4...
【专利技术属性】
技术研发人员：屠硕，蔡立柱，梁思佳，赵春醒，
申请(专利权)人：沈阳欧施盾新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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