[發(fā)明專利]一種將長纖維絲材編織成形制造結(jié)構(gòu)件的方法

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• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104178914A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周照耀;吳菲
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: D04C1/06
• 分類號: D04C1/06
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬結(jié)構(gòu)件制造的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種將長纖維絲材編織成形制造結(jié)構(gòu)件的方法。

背景技術(shù)

目前船的艙體、鍋爐、壓力容器的制造方法是用模具將金屬板料沖壓、彎曲成相應(yīng)的形狀，然后焊接在一起，構(gòu)成金屬殼體形成容器空間。使金屬板料成形需要大型的模具和壓力機(jī)，消耗很多的能量，成形效率低，制造成本高，而焊接將金屬板料結(jié)合在一起，焊縫處材料與周邊材料成分、顯微組織不同，硬而脆，可能存在氧化、氣孔、夾雜等缺陷，焊縫的耐疲勞性能低、抗腐蝕性能差，是整個殼體容器的薄弱環(huán)節(jié)。焊縫處材料與被連接的金屬板料的材料成分和性能不一致，其熱物理性能不一樣，隨著環(huán)境溫度周而復(fù)始的變化，會受到周期性的熱應(yīng)力的作用，從而容易造成焊縫處的疲勞破壞，降低其使用壽命和安全性，因此壓力容器的焊接要求很高，厚壁板料及合金材料焊接難度更大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提供一種操作簡便、實(shí)施容易、生產(chǎn)成本較低的將長纖維絲材編織成形制造結(jié)構(gòu)件的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為：一種將長纖維絲材編織成形制造結(jié)構(gòu)件的方法，采用多根長纖維絲材進(jìn)行緊密編織；其中，當(dāng)所述多根長纖維絲材為同一種金屬長纖維絲材時，要求將該多根金屬長纖維絲材緊密編織形成所需構(gòu)件的形狀，然后使金屬絲材之間實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合并保持相應(yīng)的形狀，最終便可制造獲得所需形狀的致密構(gòu)件；當(dāng)所述多根長纖維絲材包括有至少兩種不同種類的絲材，且至少一種為金屬絲材時，則要求該金屬絲材構(gòu)成編織體的一面，另一種絲材編織在編織體的另一面，然后使金屬絲材之間實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合，最終便可制造獲得所需的一面為金屬長纖維、另一面為不同種類長纖維的織構(gòu)復(fù)合層構(gòu)成的形狀構(gòu)件。

所述金屬絲材之間的冶金結(jié)合可通過焊接或加熱燒結(jié)實(shí)現(xiàn)。

將多根長纖維絲材進(jìn)行緊密編織時，可以編織好構(gòu)件形狀后整體燒結(jié)編織體構(gòu)件，也可以邊編織邊局部冶金結(jié)合定形，在編織的同時先冶金結(jié)合已經(jīng)編織好的部分，局部冶金結(jié)合位置與編織的進(jìn)程相隨，冶金結(jié)合的位置保持相應(yīng)的形狀和尺寸。

當(dāng)該兩種不同的長纖維絲材分別為金屬長纖維絲材和非金屬長纖維絲材時，金屬長纖維絲材之間的冶金結(jié)合可通過對編織體進(jìn)行加熱燒結(jié)實(shí)現(xiàn)，而燒結(jié)溫度需在金屬長纖維絲材的燒結(jié)溫度范圍內(nèi)，并低于非金屬長纖維絲材的燒結(jié)溫度，從而保證在燒結(jié)編織體時非金屬長纖維絲材不會被燒結(jié)。

通過對編織體表面的非金屬長纖維絲材浸滲熱固化流體材料或冷固化流體材料，固化后使非金屬長纖維絲材固為一整體。

所述非金屬長纖維絲材有陶瓷纖維、碳纖維或石英纖維。

所述所需形狀的構(gòu)件是船的艙體、鍋爐殼體、容器殼體、板殼類形狀結(jié)構(gòu)件或機(jī)械零件。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果：

1、絲材柔軟，在室溫條件下易于拉直、彎曲、纏繞、編織快速高效率精確成形，成形需要的力很小、消耗的能量很少；

2、鋼絲繩的連續(xù)長度可以達(dá)到數(shù)千米，可以整體式編織成形輪船、潛水艇、水陸兩用坦克艙體特大尺寸的結(jié)構(gòu)件；

3、無需大型的壓力機(jī)、無需大型的板料沖壓模具就可以制造大型殼體結(jié)構(gòu)件；

4、本發(fā)明編織燒結(jié)方法制造的結(jié)構(gòu)件沒有焊縫，也就沒有與周邊材料成分不同的薄弱環(huán)節(jié)；

5、制造的具有長纖維織構(gòu)組織結(jié)構(gòu)件，纖維織構(gòu)是連續(xù)的，具有絲材高的抗拉強(qiáng)度、高的疲勞強(qiáng)度性能、良好的耐腐蝕性能；

6、在成形的同時，可以很方便地制造出復(fù)合層結(jié)構(gòu)，由于復(fù)合層是纖維編織獲得，金屬纖維和非金屬纖維沒有明確的分界面，相互約束，互相制約，相互包含，結(jié)合牢固可靠；

7、復(fù)合層結(jié)構(gòu)可以兼具高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐腐蝕、抗沖擊、輕量化的特性要求；

8、本發(fā)明方法工藝步驟簡單，操作方便，實(shí)施容易，生產(chǎn)成本較低，適合于大批量工業(yè)生產(chǎn)，應(yīng)用范圍廣，市場前景好。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合多個具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1