[發明專利]復合材料活塞銷及其制造方法

在審

• 申請號: 201611052179.0
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN107599439A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 樸相潤;梁埈滈;車星澈;崔致勛;洪承賢;曺永大;李宰源
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54;F16J1/16
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司11314
• 代理人: 程偉,王錦陽

技術領域

本發明大體上涉及一種復合材料活塞銷。更具體地，本發明涉及這樣一種復合材料活塞銷，其由具有不同彈性的多層管狀增強纖維及具有高玻璃化轉變溫度和良好可成型性的樹脂制得。

背景技術

在全部由常規SCM415鋼制得的鋼材料構成的活塞銷的情況中，當活塞銷應用于車輛的時候，由于其沉重的重量而不能提高里程數。此外，在活塞銷所需的環形方向抗彎強度和縱向抗彎強度方面，常規活塞銷的材料性能不符合要求，因此需要制造一種活塞銷以替代常規活塞銷。

出于這種原因，本發明旨在提供一種由輕質且良好剛度的碳纖維制得的復合材料活塞銷。

公開于該發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

因此，本發明考慮到解決在相關技術中發生的上述問題。本發明提供一種由具有不同彈性的多層管狀增強纖維及具有高玻璃化轉變溫度和良好可成型性的樹脂制得的復合材料活塞銷。

在本發明的一個方面，本發明提供一種復合材料活塞銷，其包括：(1)管狀外層，其由增強纖維制得；(2)內層，其沿著外層的內表面聯接至外層，并由具有比外層更低的彈性的增強纖維制得；以及(3)樹脂材料，其包含環氧樹脂組合物和氰酸酯，所述樹脂材料浸入外層和內層的增強纖維中。

外層和內層的增強纖維可以由碳纖維制得，其中外層的碳纖維為瀝青基碳纖維，內層的碳纖維為PAN基碳纖維。

環氧樹脂組合物和氰酸酯的混合比例可以在約1:0.82至約1:1.22的范圍內。

環氧樹脂組合物可以包括雙酚A型(BPA型)環氧樹脂和酚醛環氧樹脂。

外層的增強纖維可以在外層的縱向方向上平行地布置。內層可以包括：第一層，其構造成使得其增強纖維垂直于外層的增強纖維布置，第一層沿著外層的內表面聯接至外層；以及第二層，其構造成使得其增強纖維平行于外層的增強纖維布置，第二層沿著第一層的內表面聯接至第一層。

假設外層和內層的總厚度為100％，則外層的厚度可以大于0％至約50％(且不包括0％)(例如，約1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或約50％)，內層的第一層的厚度可以為約40％至約80％(例如，約40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％或約80％)，內層的第二層的厚度可以大于0％至約60％(且不包括0％)(例如約1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％或約60％)。

根據本發明的另一方面，提供一種復合材料活塞銷的制造方法，所述制造方法包括如下步驟：堆疊由包括環氧樹脂組合物和氰酸酯的樹脂材料和增強纖維構成的第一預浸漬體及由包括環氧樹脂組合物和氰酸酯的樹脂材料和具有比第一預浸漬體的增強纖維更低的彈性的增強纖維構成的第二預浸漬體；卷曲第一預浸漬體和第二預浸漬體使得第一預浸漬體形成外表面；在烘箱中整體成型圍繞模具卷曲的第一預浸漬體和第二預浸漬體。

在卷曲后，所述制造方法可以進一步包括圍繞第二預浸漬體的外表面包裹耐熱薄膜。

在成型后，所述制造方法可以進一步包括將耐熱薄膜和模具從第一預浸漬體和第二預浸漬體分離，然后將第一預浸漬體和第二預浸漬體切割成預定的長度。

在切割后，制造方法可以進一步包括通過拋光來處理第一預浸漬體的表面。

本發明的復合材料活塞銷的優點在于其構造成使得銷以多層結構形成。此外，構成內層和外層的增強纖維具有不同的彈性，浸入增強纖維的樹脂材料包括環氧樹脂組合物和氰酸酯，從而因彎曲應力減小而提高彎曲強度，因剪切應力減小而提高剪切強度。

本發明的復合材料活塞銷的其他優點在于可以控制橢圓變形的量。

因此，可以制造輕質的活塞銷，由此可以通過減少摩擦而提高里程數和耐久性。

本發明的方法和裝置具有其它特征和優點，這些特征和優點將在納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于解釋本發明的某些原理的具體實施方式中顯現或更詳細地闡明。

附圖說明

圖1為顯示根據本發明實施方案的復合材料活塞銷的元件之間連接的視圖。

圖2為根據本發明實施方案通過使用儲能模量的曲線圖而顯示的玻璃化轉變溫度(Tg)隨著溫度變化的視圖。

圖3為通過使用表示第一層厚度、第二層厚度和外層厚度的三軸圖表而顯示本發明的區域的視圖。