[發明專利]金屬內襯纖維纏繞儲氣瓶固化自緊熱處理一體化工藝在審

申請號：	202110717604.8	申請日：	2021-06-28
公開（公告）號：	CN113524719A	公開（公告）日：	2021-10-22
發明（設計）人：	陳一哲;付舒程;王輝;華林	申請（專利權）人：	武漢理工大學
主分類號：	B29C70/34	分類號：	B29C70/34;B29C70/44;B29D22/00;F17C1/06;F17C13/00;F17C13/08
代理公司：	湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102	代理人：	朱宏偉
地址：	430070 湖***	國省代碼：	湖北;42
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摘要：
搜索關鍵詞：	金屬內襯纖維纏繞儲氣瓶固化熱處理一體化工藝
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【說明書】：

本發明涉及一種金屬內襯纖維纏繞儲氣瓶固化自緊熱處理一體化工藝，包括：將浸有樹脂的碳纖維束帶以低張力纏繞在鋁合金內襯上并安裝氣閥等其余部件，得到未固化的儲氣瓶；在未固化儲氣瓶內外部雙面施以1.5～2MPa的等大壓強，內部施壓的介質為導熱油，外部施壓的介質為氣體；對未固化儲氣瓶進行加熱、保溫，實現纖維復合材料的固化；在固化階段的末尾增大儲氣瓶內部的油壓并保壓，完成氣瓶自緊和內襯的時效處理。本發明實現了復合材料儲氣瓶的固化、自緊和時效處理的一體化，提高了儲氣瓶加工成型效率；利用熱壓罐進行固化，保證了固化成型質量；高溫氣體和液體可以減少鋁合金內襯在自緊時產生的殘余拉應力，從而使纖維復合材料層產生更大的自緊力。

技術領域

本發明涉及高壓氣體容器制造領域，更具體地說，涉及一種金屬內襯纖維纏繞儲氣瓶固化自緊熱處理一體化工藝。

背景技術

目前氫燃料電池車、天然氣汽車所使用的氣瓶以二型氣瓶(金屬內膽+纖維環向纏繞)和三型氣瓶(金屬內膽+纖維全纏繞)為主。傳統的二、三型氣瓶的制作過程中包括纖維纏繞及固化、自緊等工序，需要使用到固化爐、水泵等設備，氣瓶在不同工藝的設備間的運輸還需使用物流器械。設備種類多就意味著占地面積大、需要花費額外的時間進行產品的運輸，因此工藝流程復雜，制造成本高。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種金屬內襯纖維纏繞儲氣瓶固化自緊熱處理一體化工藝，可以減少儲氣瓶加工所需設備種類和物流運輸時間、提高空間利用率，并改善儲氣瓶成型質量。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種金屬內襯纖維纏繞儲氣瓶固化自緊熱處理一體化工藝，包括以下步驟：

(1)將浸有樹脂的碳纖維束帶以低張力纏繞在合金內襯上，得到未經固化和自緊處理的儲氣瓶；

(2)將所述步驟(1)得到的儲氣瓶送入熱壓罐內部后升溫至70～100℃，并對熱壓罐內部充氣，施加1.5MPa～2MPa的壓強；同時將合金內襯內部注滿導熱油并施加與熱壓罐內部大小相同的壓強，所述熱壓罐內部壓強與所述鋁合金內部壓強在步驟(2)～(4)中各時刻保持大小一致；

(3)在1.5～2MPa的氣壓和油壓下，將所述步驟(2)得到的儲氣瓶的溫度提升至110～140℃，保溫保壓1h～1.5h；

(4)在1.5～2MPa的氣壓和油壓下，提高所述步驟(3)得到的儲氣瓶溫度，使其達到140～170℃，保溫保壓1h～1.5h；

(5)在140～170℃溫度下，加大所述步驟(4)得到的儲氣瓶內部的油壓直至其達到自緊壓強，而儲氣瓶外部氣壓維持之前的大小不變；在此狀態下保持10～15min；

(6)將所述步驟(5)得到的儲氣瓶內部的油壓降低至2MPa；待油壓降至2MPa后，保持油壓不變，將熱壓罐內氣壓降至當地大氣壓、氣溫降至安全范圍內；

(7)將所述步驟(6)得到的儲氣瓶內的油壓降至當地大氣壓值，向儲氣瓶內充入燃料氣，排出導熱油，打開熱壓罐，得到儲氣瓶成品。

上述方案中，所述步驟(1)中復合材料儲氣瓶的合金內襯的材料為鋁合金，選用的復合材料為碳纖維增強樹脂基復合材料。

上述方案中，所述步驟(2)中的儲氣瓶內部充入的導熱油為烷基聯苯型導熱油。