[發明專利]復合材料輪轂及其制備方法

在審

• 申請號: 201810588218.1
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108608794A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 王鈞;張斌;楊小利;代巍;蘇曉崗
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B60B5/02
• 分類號: B60B5/02;B29C70/48;B29C70/54
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 蘇敏

本發明公開了一種復合材料輪轂及其制備方法，制備方法包括如下步驟：1)將多個二維纖維編織套管經過疊加后制作成復合材料輪輻；2)將多個二維纖維編織套管經過疊加后制作成復合材料輪輞；3)將復合材料輪輞套接于復合材料輪輻的外圓周上，并使兩者同軸心，然后固化得到復合材料輪轂。本發明利用二維編織套管可伸縮變形、隨形、等厚的特點制作復合材料輪輻和復合材料輪轂，尺寸精度好，成型效率高；而且編織套管中的纖維是連續、交錯可控的，制得的復合材料輪轂的抗沖擊、抗彎扭、抗剪切性能好，能夠滿足汽車輪轂輕量化的要求。

技術領域

本發明屬于汽車輪轂的制備技術領域，特別涉及一種復合材料輪轂及其制備方法。

背景技術

當前，汽車輪轂通常采用鋁合金材料，僅在部分高端賽車中應用了碳纖維復合材料輪轂。在節能減排、低碳環保的倡導及新能源汽車興起的背景下，通過應用復合材料來實現汽車輕量化是發展的新趨勢。利用碳纖維復合材料制造輪轂，不僅能夠大大減輕重量，還能夠顯著提高加速和制動性能，并且能夠相當可觀地減少燃料的消耗。

公告號為CN 205059051U的中國專利公開了一種復合材料汽車輪轂，其輪轂骨架由連續纖維增強復合材料的輪輞骨架、輪輻骨架及輪輻軸承組成，并在外部采用注塑或模壓技術包覆短切短切纖維增強復合材料層。制作工藝復雜，在較大載荷和復雜工況下，輪轂各部分連接性、機械性能并不可靠。

公布號為CN 106182814A的中國專利公開了另外一種復合材料輪轂制備方法，主要采用和模壓成型技術，但其是根據輪轂結構將纖維織物鋪層定位制得的，涉及纖維織物裁剪、鋪放、搭接、定位，效率低且纖維連續性差，制約輪轂的工藝化快速成型制造。

現有的復合材料輪轂主要采用預浸料、短切纖維模壓制得，或將纖維織物鋪層制得再通過RTM制得，工藝流程長，制作效率低，難以適應大規模生產。此外，由于纖維結構的不連續性和搭接可能出現的缺陷，輪轂的力學性能較差，品質得不到保證，難以滿足輪轂的長久使用。

發明內容

針對現有技術中存在的現有的輪轂及其制造方法工藝流程長，輪轂力學性能差的技術問題，本發明提供一種復合材料輪轂及其制備方法，制作工藝簡單，輪轂力學性能好，能夠長久使用。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種復合材料輪轂，包括復合材料輪輻和復合材料輪輞，其特征在于，所述復合材料輪輻和復合材料輪輞分別由多個二維纖維編織套管經過疊加而成，所述復合材料輪輞套接于復合材料輪輻的外圓周上，且所述輪輻與輪輞同軸心。

作為優選，所述復合材料輪輻中部的徑向位置設有一定形狀尺寸的夾芯層。

作為優選，所述纖維編織套管的纖維為連續纖維。

作為優選，所述連續纖維包括玻璃纖維、碳纖維或凱夫拉纖維。

作為優選，所述復合材料輪輞的內壁沿軸向鋪設有單向纖維布，以提高所述復合材料輪輞的周向受力。

一種如上所述的復合材料輪轂的制備方法，包括如下的步驟：

1)將多個二維纖維編織套管經過疊加后制作成復合材料輪輻；

2)將多個二維纖維編織套管經過疊加后制作成復合材料輪輞；

3)將復合材料輪輞套接于復合材料輪輻的外圓周上，并使兩者同軸心，然后固化得到復合材料輪轂。

作為優選，所述步驟1)中，按尺寸要求制作輪輻底板，將二維纖維編織套管沿輪輻底板的軸承孔處由內向外翻卷，鋪覆整個輪輻底板外部，并在異形過渡處采用粘接劑或纖維紗縫制定位定型，如此重復嵌套、疊加、翻邊，將多個管徑遞進的纖維編織管緊湊套在輪輻底板上，多層積層，制得復合材料輪輻。