[發明專利]一種雙質量飛輪用復合材料弧形彈簧制備方法

有效

• 申請號: 202110543081.X
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113427788B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 柯俊;何俊;王雁雪;張雅婷
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: B29C70/30
• 分類號: B29C70/30;B29C70/54;B29C70/52;B29C71/02;B29C37/02
• 代理公司: 紹興市知衡專利代理事務所(普通合伙) 33277
• 代理人: 施春宜

本發明涉及一種雙質量飛輪用復合材料弧形彈簧制備方法，其其包括如下工藝步驟：1)，選材：2)，制備預成型體：3)，固化成型：4)，弧形處理：5)，后處理及表面噴涂，最終制得復合材料弧形彈簧。本發明的復合材料弧形彈簧制備方法采用具有良好強度、耐磨性、耐熱、耐磨損、耐酸堿腐蝕和自潤滑性的熱塑性樹脂與碳纖維通過拉擠成型工藝與熱壓成型工藝制備圓柱螺旋彈簧，通過加熱至變形溫度進行弧形處理，再通過在表面噴涂高韌性耐磨材料提高弧形彈簧的耐磨性，延長弧形彈簧的壽命。

【技術領域】

本發明涉及一種彈簧的制備方法，具體涉及一種雙質量飛輪用復合材料弧形彈簧制備方法，其應用于汽車雙質量飛輪中，屬于螺旋彈簧技術領域。

【背景技術】

碳中和與能源問題已經成為已成為時下火熱的話題，汽車發動機熱效率已經到達一個瓶頸，輕量化就成為現代汽車節能減排的重要趨勢。弧形彈簧作為汽車雙質量飛輪中關鍵零部件之一，在降低車身震動提高行車平順性與乘坐舒適性中扮演者一個重要的角色。

復合材料弧形彈簧是采用纖維增強樹脂基復合材料制作的弧形彈簧。在與傳統的弧形彈簧有相同剛度的前提下，復合材料弧形彈簧可比金屬弧形彈簧輕40％以上。雙質量飛輪的減振效果主要是通過質量塊的慣性實現的，降低弧形彈簧質量，不但會降低質量塊能量傳遞過程中的能量的損耗，也會降低振動水平。同時，復合材料彈簧還會引入一定的阻尼，緩沖減震效果更好，此外復合材料具有比強度、比模量高，不生銹等特性。因此，復合材料弧形彈簧的綜合性能明顯優于金屬弧形彈簧，具有良好的應用前景。

因此，為解決上述技術問題，確有必要提供一種創新的雙質量飛輪用復合材料弧形彈簧制備方法，以克服現有技術中的所述缺陷。

【發明內容】

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種工藝簡單，流程方便的復合材料弧形彈簧制備方法，其制得的弧形彈簧不但具有質量輕(減重40％以上)、結構件一體成型、耐磨等優點，而且能顯著提升發動機運行品質與汽車乘坐舒適性。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種雙質量飛輪用復合材料弧形彈簧制備方法，其包括如下工藝步驟：

1)，選材：選用碳纖維絲，以及熱塑性樹脂作為制作材料；

2)，制備預成型體：首先，采用拉擠工藝制備簧絲纖維芯軸；然后，采用環形編織機編織弧形彈簧簧絲預成型體；

3)，固化成型：將編織好的簧絲預成型體纏繞到模具內模中；然后，將外模合模，加熱固化；

4)，弧形處理：在雙質量飛輪彈簧完成固化成型并脫模后，將其加熱至變形溫度以上，通過弧形彈簧夾具或模具按照所需半徑進行弧形處理，保溫消除內應力；

5)，對弧形處理后的彈簧進行毛刺處理及打磨處理，通過噴涂工藝對表面噴涂具有高韌性高耐磨的材料，最后制得復合材料弧形彈簧。

本發明的雙質量飛輪用復合材料弧形彈簧制備方法進一步為：所述步驟1)中，碳纖維能替換成玻璃纖維或玄武巖纖維。

本發明的雙質量飛輪用復合材料弧形彈簧制備方法進一步為：所述步驟1)中，所述樹脂采用聚醚砜樹脂(PES)、或聚醚醚酮樹脂(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)或適應模壓、拉擠、纏繞或RTM工藝的樹脂。

本發明的雙質量飛輪用復合材料弧形彈簧制備方法進一步為：所述步驟2)中，采用拉擠工藝，用粘流態熱塑性樹脂浸潤碳纖維束，放入預成型裝置制備碳纖維簧絲芯軸；然后，將芯軸安裝固定到環形編織機，按照±45°編織角度編織弧形彈簧簧絲預成型體。

本發明的雙質量飛輪用復合材料弧形彈簧制備方法進一步為：所述步驟2)中，環形編織層數由預成型體簧絲直徑確定，預成型體簧絲直徑略大于固化后弧形彈簧簧絲直徑。