[發明專利]一種雙元炭復合材料汽車車架的制備方法

在審

• 申請號: 201811646989.8
• 申請日: 2018-12-30
• 公開（公告）號: CN109665856A
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 韓旭;梁智萍;楊方琴
• 申請（專利權）人: 鎮江順龍新材料技術開發有限公司
• 主分類號: C04B35/84
• 分類號: C04B35/84;C04B35/83;B62D21/02
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本發明公開了一種雙元炭復合材料汽車車架的制備方法，利用炭纖維具有高強度、低密度等特點，采用天然氣和瀝青進行致密炭/炭復合材料。該方法為：一、采用炭纖維布穿刺體作為預制體材料；二、化學氣相沉積致密；三、瀝青浸漬、炭化處理；四、機械加工后，制得炭纖維增強瀝青基復合材料汽車車架。本發明采用炭纖維作為骨架，熱解炭基體、瀝青炭基體作為增強體的瀝青基炭纖維復合材料汽車車架，具有重量輕、力學性能優異、機械強度高、抗沖擊韌性好、耐磨性和耐腐蝕性性好等優點。

技術領域

本發明涉及一種汽車配件及其制備方法，尤其涉及一種雙元炭復合材料汽車車架的制備方法。

背景技術

車架是跨接在汽車前后車橋上的框架式結構，俗稱大梁，是汽車的基體，一般由縱梁和幾根橫梁組成，經由懸掛裝置、前橋、后橋支撐在車輪上。車架必須具有足夠的強度和剛度以承受汽車的載荷和從車輪傳來的沖擊。車架的功用是支撐、連接汽車的各總成，使各總成保持相對正確的位置，并承受汽車內外的各種載荷。

現代汽車絕大多數都具有作為整車骨架的車架，汽車絕大多數部件及總成都是通過車架來固定的，如發動機、傳動系統、懸架、轉向系統、駕駛室、貨箱和相關操作機構。車架起到支撐連接汽車各零部件的作用，并承受來自車內外的各種載荷。

車架的結構形式首先應滿足汽車總布置的要求，汽車在復雜的行駛過程中，固定在車架上的各總成和部件之間不應該發生干涉。汽車在崎嶇道路上行駛時，車架在載荷作用下可能產生扭轉變形以及縱向平面內的彎曲變形；當以便車輪遇到障礙物時，還可能使整個車架扭曲成菱形。這些變形將會改變安裝在車架上的各部件之間的相對位置，從而影響其正常工作。因此，車架還應具有足夠的強度和適當的剛度，為了提高汽車整車的輕量化水平，要求車架質量盡可能小。此外，車架應布置得離地面近一些，以使汽車重心降低，以利于提高汽車的行駛穩定性，尤其對于客車更為重要。目前，市場上的車架存在強度不足，且容易被腐蝕，從而影響汽車的使用壽命和汽車行駛的安全性。

炭纖維復合材料具有密度低、高的機械強度、高的抗沖擊韌性、耐磨以及耐腐蝕性能，可以應用于汽車車架材料，并可大大提高汽車的使用壽命和安全性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種工藝簡單、致密效果好、重量輕、機械強度高、抗沖擊韌性好、耐磨性和耐腐蝕性優異的雙元炭復合材料汽車車架及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種雙元炭復合材料汽車車架的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟一：采用炭纖維布穿刺體作為預制體材料，預制體密度控制在0.18 g/cm³-0.78g/cm³。

步驟二：將步驟一中預制體進行化學氣相沉積致密，采用天然氣作為碳源氣體，氣體流量為1.7m³/h-17.0m³/h，當密度≥1.37g/cm³時轉入下道致密工序。

步驟三：將步驟二制備的坯體完全浸沒于瀝青溶液中，連同盛瀝青容器一起置于炭化爐內進行炭化處理，炭化溫度為600℃-900℃，反復數次致密，至坯體密度≥1.71g/cm³。

步驟四：將步驟三出爐的炭/炭復合材料坯體經過機械加工后，制得雙元炭復合材料汽車車架。

上述的一種雙元炭復合材料汽車車架的制備方法，其特征在于，步驟一中所述的炭纖維布為1k或3k平紋或斜紋炭布，穿刺采用樹脂基炭纖維棒進行穿刺，炭纖維棒中纖維絲束為1k-6k，炭纖維棒在預制體中穿刺間距為1mm-20mm。

上述的一種雙元炭復合材料汽車車架的制備方法，其特征在于，步驟二中所述的化學氣相沉積致密工藝，升溫速率為10℃/h-80℃/h，沉積溫度為850℃-1100℃，沉積時間為100h-300h。