[发明专利]一种纤维增强塑料板式弹簧的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆悬架系统中部件的制造方法，具体涉及一种纤维增强塑料板式弹簧的低成本制造方法，主要用于制作汽车复合材料板式弹簧。

背景技术

板式弹簧多用于汽车悬架的减震，被广泛应用于各种车辆，如商用车(客车、货车等)、越野车及轨道车辆等。

长久以来，弹簧钢制成的板式弹簧已广为人知。弹簧钢制板式弹簧的制造成本较为低廉，并具有较好的车辆减震效果，但该板式弹簧自重大且安全断裂（脆性断裂）性差，直接导致燃料消耗的增加及安全性能下降。

同样被人广为人知的还有纤维增强塑料制成的板式弹簧。从上世纪八十年代开始，纤维复合材料板式弹簧得到了广泛应用。与同类钢制板式弹簧相比，纤维增强塑料板式弹簧具有重量轻、弹性应变大、比应变能高、疲劳寿命长及安全断裂（非脆性断裂）性好的特点，是钢板弹簧的替代品。 

目前，纤维增强塑料板式弹簧多采用树脂传递成型与纤维缠绕成型制备。树脂传递成型工艺制备纤维增强塑料板式弹簧纤维含量较低，孔隙率大，成型时易出现树脂分布不均以及褶皱，影响板簧的性能。而缠绕成型制备纤维增强塑料板式弹簧适应性小，不能制备任意结构形式的板簧，且成型工艺复杂，技术要求高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种性能优异、低成本、制作工艺简单的纤维增强塑料板式弹簧的制备方法。

本发明通过以下技术方案实现的：一种纤维增强塑料板式弹簧制造方法，至少包括以下步骤：

（一）选料

选取0^o单向纤维、±45°纤维编织布、0°/90°纤维编织布；其中，0^o单向纤维为纤维是与布匹长度方向成0°方向（即水平方向）排布的纤维布，±45°纤维编织布为纤维是与布匹长度方向成45°交叉排布的纤维布，0°/90°纤维编织布为纤维是与布匹长度方向成0°方向和90°方向（即水平方向和垂直方向）十字交叉排布的纤维布。

（二）制作预浸料

将0^o单向纤维、±45°纤维编织布、0°/90°纤维编织布分别进行预浸处理，分别得到0^o纤维方向预浸料、±45^o纤维0°/90°纤维编织布方向预浸料及0°/90°纤维方向预浸料；其中，预浸料中纤维质量分数为50%-80%，其它为预浸树脂基体；0^o纤维方向单向预浸料中纤维的纤维面密度800g/m²-2500g/m²；双向纤维预浸料中±45^o纤维方向或0°/90°纤维方向预浸料中纤维的纤维面密度600g/m²-2500g/m²；

（三）裁剪

将经过预浸处理的预浸料按照板簧形状进行裁剪；其中，0^o纤维方向预浸料与0°/90°纤维方向预浸料沿0^o纤维方向裁剪，且0^o纤维方向预浸料裁剪需保证纤维方向沿纵向方向平行排布；±45^o纤维方向预浸料的裁剪方向与该预浸料纤维方向成45^o角；上述裁剪后的预浸料形状与板簧相似，端部呈梯形，中部呈矩形；

（四） 铺层

将裁剪的预浸料按照铺层方式贴合在模具上制成预成型体；

（五）热成型

将预成型体置于热压机内，调整好压机的温度、时间及压力，对预成型体进行固化；

（六）后处理

热成型完成后，冷却、脱模，将板簧放入烘箱内进行后热处理。目的是为了消除板簧内部应力以及调整树脂固化程度。最后利用切割机等设备对板簧进行切割、打磨，除去飞边和毛刺。

进一步地，所述步骤（二）中的单向或双向纤维预浸料的预浸树脂基体为聚酯、乙烯基树脂、环氧树脂中的任意一种；所述纤维为玻纤、碳纤、有机纤维中的任意一种或几种。上述预浸料中的纤维是连续不经切断的。

进一步地，所述步骤（四）中预成型体可以是由0^o纤维方向预浸料、±45^o纤维方向预浸料或0°/90°纤维方向预浸料中的一种或几种混合铺设而成。

预成型体铺设形式有以下几种：

1）0^o纤维方向预浸料预成型体；

2）±45^o纤维方向预浸料预成型体；

3）0°/90纤维方向°预浸料预成型体；