【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及汽車零部件制造，尤其涉及一種碳纖維合金汽車前機蓋及其制造工藝。
技術介紹
1、隨著國民經濟的持續高速發展，我國汽車工業近幾年得到了迅猛的發展，我國汽車生產量已躍居世界前列。汽車在為個人出行帶來便利的同時，也帶來一些行車安全和能源消耗等問題。安全、節能、環保仍是當今汽車技術發展的主要方向。
2、汽車工業中有效減少能源消耗的方式之一是對車身進行優化設計以降低車身質量。因此，近年來越來越多的輕量化材料被應用于汽車產品中，而碳纖維復合材料因其優異的高比模量、高比強度和可設計性，成為了汽車輕量化的優選材料。其相比于鋼制件的減重幅度達40％-60％，相對于鋁合金材質的減重幅度達20％-30％。利用碳纖維復合材料制備的輕質汽車前機蓋具有較高的剛度和強度，以及優良的熱穩定性和耐腐蝕性能，受到了越來越多科研工作者的關注。但是，由于碳纖維復合材料固化之后脆性大、塑性小，采用自沖鉚接技術對碳纖維復合材料制成的汽車機蓋內外板連接時易發生分層、撕裂等損傷，降低連接強度。汽車碳纖維零部件之間采用的連接方式對于碳纖維汽車的結構完整性有重大的影響作用。因此，尋找一種合適的連接工藝，使連接后的熱固性碳纖維機蓋避免出現分層和局部撕裂等缺陷問題是很有必要的。
技術實現思路
1、針對現有技術中傳統工藝制備的碳纖維復合材料前機蓋存在的分層、撕裂，以及鉚釘周圍碳纖維板呈碎塊狀等問題，本專利技術提供一種碳纖維合金汽車前機蓋及其制造工藝。
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供的技術方案是：
3、一種碳纖維合金汽車前機蓋的制造工藝，所述碳纖維合金汽車前機蓋包括碳纖維外板和鋁合金內板，所述制造工藝包括如下步驟；
4、s1，提供單層碳纖維預浸帶；
5、s2，將所述單層碳纖維預浸帶按照預設方式進行疊加鋪層，形成未固化碳纖維外板；
6、s3，將硅烷偶聯劑涂覆至預處理后的鋁合金內板表面，然后將所述未固化碳纖維外板置于所述鋁合金內板表面，對設置好的碳纖維外板和鋁合金內板進行鉚接，形成預制件；
7、s4，將所述預制件進行分階段熱壓固化，得纖維合金汽車前機蓋。
8、相對于現有技術，本專利技術針對鋁合金內板和碳纖維外板組成的汽車前機蓋提供了一種將不同材質的內外板連接的新思路，采用將自沖鉚接工藝和膠結工藝相結合的思路，利用先鉚接后成型的新工藝，從根本上避免了固化后的碳纖維不具有塑性的問題，提升了鉚接質量；并且，將碳纖維預浸帶的固化過程和內外板膠結的固化過程統一成一個工藝步驟，利用熱壓成型時的壓力將流動的樹脂對鉚接過程產生的分層、縫隙等進行填充，解決了鉚接之后碳纖維容易出現的分層、撕裂、鉚釘周圍碳纖維板呈碎塊狀等問題，既減少了應力集中，提高了連接強度，還簡化了固化步驟，提高了生產效率，制備得到的機蓋內外板連接一體化效果好，機械強度高，顯著提高了汽車外觀質量，具有較高的實用價值。
9、進一步地，s1中，所述單層碳纖維預浸帶的基體為環氧樹脂。
10、本專利技術中所述單層碳纖維預浸帶可直接采用市售碳纖維預浸帶產品，也可以自行制備得到。若采用的是市售碳纖維預浸帶，在后續步驟s2中進行疊加鋪層時，需要在每層碳纖維預浸帶表面涂覆環氧樹脂乳液，然后再進行疊加鋪層。
11、示例性的，所述單層碳纖維預浸帶的制備方法包括如下步驟：
12、將碳纖維布浸入環氧樹脂乳液中，得單層碳纖維預浸帶。
13、上述碳纖維布可以將連續碳纖維絲束制成徑編的碳纖維布，或者直接購買市場上出售的碳纖維編制布均可。
14、可選的，所述環氧樹脂乳液可選用市售ds1202樹脂，碳纖維可選用市售東麗t700-12k。
15、進一步地，s1中，所述單層碳纖維預浸帶的厚度為0.08mm-0.17mm。
16、優選的，s1中，所述單層碳纖維預浸帶的厚度為0.15mm。
17、進一步地，s1中，所述單層碳纖維預浸帶的碳纖維面密度為65g/m2-75g/m2，樹脂含量為60％-70％，樹脂和碳纖維的總面密度為275g/m2-285g/m2，揮發比小于0.1％。
18、優選的，s1中，所述單層碳纖維預浸帶的碳纖維面密度為70g/m2，樹脂含量為65％，樹脂和碳纖維的總面密度為280g/m2，揮發比小于0.1％。
19、進一步地，s2中，所述疊加鋪層的層數為8-16層。
20、具體疊加鋪層的層數可根據汽車前車蓋的設計厚度進行確定。
21、需要說明的是，在將碳纖維進行疊加鋪層時，需要保留最底層和最頂層碳纖維表面的離型紙，以保證碳纖維預浸帶底表面的清潔，在將碳纖維預浸帶放置到鋁合金表面時再除去上下兩層離型紙即可。
22、進一步地，s2中，所述預設方式為：以所述單層碳纖維預浸帶的幅寬方向為參照線，徑編方向依次按照0度、90度的正交方式進行疊加鋪層。
23、采用正交鋪層的方式，能夠在最大程度上減小碳纖維復合材料和鋁合金板材的性能差異，使鋁合金板材近似為各向同性，從而使試件具有更好的力學性能。
24、進一步地，s3中，所述鋁合金內板的預處理方法包括：采用細度依次遞減的砂紙對鋁合金內板表面進行逐級打磨。
25、示例性的，采用6000#-1000#的碳化硅水磨砂紙對鋁合金內板表面進行逐級打磨。
26、將鋁合金內板表面進行上述預處理可以提高鋁合金表面的潔凈度，同時，還能改變鋁合金表面的粗糙度，以便和碳纖維預浸帶表面的樹脂進行更好地結合。
27、示例性的，s3中，所述硅烷偶聯劑可采用a-150、a-151、a-171或a-172，在鋁合金內板表面涂覆硅烷偶聯劑可防止碳纖維外板和鋁合金內板間的電位腐蝕，并提高鋁合金內板和碳纖維外板的結合力，提高后續鉚接的精度。
28、具體地，所述硅烷偶聯劑在鋁合金內板表面的涂覆量可常規調整得到，以覆蓋鋁合金內板表面為準。
29、本專利技術中所述鉚接采用本領域常規的鉚接工藝即可，示例性的，可采用鋁合金材質的鉚釘，如長度8mm，直徑3.5mm的半空心鉚釘。鉚釘在連接內外板時需保證刺入但不刺穿鋁合金內板。
30、進一步地，s4中，所述分階段熱壓固化的壓力為0.098mpa-0.1mpa。
31、進一步地，s4中，所述分階段熱壓固化的具體步驟為：先程序升溫至80℃-90℃，保溫第一預設時間，然后繼續升溫至140℃-160℃，保溫第二預設時間。
32、優選的，s4中，所述分階段熱壓固化的具體步驟為：先以10℃/min-20℃/min的速率升溫至80℃-90℃，保溫30min-40min，然后繼續升溫至140℃-160℃，保溫90min-100min。
33、先將固化溫度升溫至80℃-90℃，可使碳纖維內板中的樹脂處于粘流態，具有一定的流動性和塑性，在壓力下具有一定的流動性，從而對鉚接過程產生的分層、撕裂以及縫隙等進行填充，然后升溫至140℃-160℃保溫，使碳纖本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種碳纖維合金汽車前機蓋的制造工藝，所述碳纖維合金汽車前機蓋包括碳纖維外板和鋁合金內板，其特征在于，所述制造工藝包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的碳纖維合金汽車前機蓋的制造工藝，其特征在于，S1中，所述單層碳纖維預浸帶的基體為環氧樹脂；和/或
3.如權利要求1所述的碳纖維合金汽車前機蓋的制造工藝，其特征在于，S1中，所述單層碳纖維預浸帶的碳纖維面密度為65g/m2-75g/m2，樹脂含量為60％-70％，樹脂和碳纖維的總面密度為275g/m2-285g/m2。
4.如權利要求1所述的碳纖維合金汽車前機蓋的制造工藝，其特征在于，S2中，所述疊加鋪層的層數為8-16層。
5.如權利要求1所述的碳纖維合金汽車前機蓋的制造工藝，其特征在于，S2中，所述預設方式為：以所述單層碳纖維預浸帶的幅寬方向為參照線，徑編方向依次按照0度、90度的正交方式進行疊加鋪層。
6.如權利要求1所述的碳纖維合金汽車前機蓋的制造工藝，其特征在于，S3中，所述鋁合金內板的預處理方法包括：采用細度依次遞減的砂紙對鋁合金內板表面進行逐級打磨。
...【技術特征摘要】
1.一種碳纖維合金汽車前機蓋的制造工藝，所述碳纖維合金汽車前機蓋包括碳纖維外板和鋁合金內板，其特征在于，所述制造工藝包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的碳纖維合金汽車前機蓋的制造工藝，其特征在于，s1中，所述單層碳纖維預浸帶的基體為環氧樹脂；和/或
3.如權利要求1所述的碳纖維合金汽車前機蓋的制造工藝，其特征在于，s1中，所述單層碳纖維預浸帶的碳纖維面密度為65g/m2-75g/m2，樹脂含量為60％-70％，樹脂和碳纖維的總面密度為275g/m2-285g/m2。
4.如權利要求1所述的碳纖維合金汽車前機蓋的制造工藝，其特征在于，s2中，所述疊加鋪層的層數為8-16層。
5.如權利要求1所述的碳纖維合金汽車前機蓋的制造工藝，其特征在于，s2中，所述預設方式為：以所述單層碳纖維預浸帶的幅寬方向為參照線，徑編方向依次按照0度、90度的正交方式進行疊加鋪層。
6.如權利要求1所述的碳纖...
【專利技術屬性】
技術研發人員：宗輝，魏書浩，陳穎，高文亮，卞翔，袁明新，
申請(專利權)人：張家港長城汽車研發有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。