[发明专利]一种碳纤维复合材料活塞成型工艺

说明书

本发明公开了一种碳纤维复合材料活塞成型工艺，包括以下步骤：1）预浸料下料；2）准备铺贴模具；3）预浸料铺贴：3‑1）使用料片铺贴单瓣子模具表面，得到多个单瓣拼接模具；3‑2）使用料片铺贴圆柱形料柱；3‑3）将多个单瓣拼接模具拼接成封闭结构，整体形成圆环形结构，再将圆柱形料柱插入中心的通孔内，得到圆柱形料盘；3‑4）使用料片铺贴圆柱形料盘顶面、且延伸铺贴至料盘的外周；3‑5）再在3‑4）得到的铺层上使用料片铺贴顶面、且延伸铺贴至上模的外周；3‑6）再在3‑5）的铺层与3‑4）的铺层之间形成的L形结构面上铺贴料片，且延伸铺贴至料盘的外周；4）固化；5）脱模，本发明制得的活塞大大减轻了重量，水下作业可大大减少能耗。

技术领域

本发明涉及一种活塞，特别涉及一种活塞制造工艺。

背景技术

活塞作为常见的零部件存在于各种动力装置中，目前市场最常用的活塞是金属材质，包括铸铁、钢、铝合金等。活塞除了我们熟知的发动装置外，也常用于推动、发射等装置中，很多水下探测、捕捞等装置均采用活塞发射装置。

目前水下捕捞以及探测装置的推动装置采用的活塞均为铝合金材质，其相对钢、铸铁等材质较为优异的性能是不易生锈以及质量偏轻。但在水下推动过程中，其海水的阻力，由其深海环境，使用金属活塞其重量难以减重，相对能耗能较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳纤维复合材料活塞成型工艺，制得的活塞大大减轻了重量，水下作业可大大减少能耗。

本发明的目的是这样实现的：一种碳纤维复合材料活塞成型工艺，包括以下步骤：

1）预浸料下料，根据不同区域准备好待铺贴的不同形状、尺寸的料片；

2）准备铺贴模具，准备好待铺贴的模具，并清理模具表面，所述模具包括设置在底座上机架，所述底座中心开设圆形模具槽，模具槽内设置有圆柱形下模，下模由多瓣结构相同的子模具拼装而成，且下模的中心开设有通孔，机架上安装有圆柱形上模，上模与下模同轴设置，且上模与下模之间存在间隙，子模具的两侧贴合有楔形块，楔形块与子模具的贴合面为倾斜面，楔形块的外表面向外延伸形成凸台，相邻两楔形块的凸台贴合在一起；

3）预浸料铺贴：

3-1）使用料片铺贴带有楔形块的单瓣子模具表面，得到多个单瓣拼接模具；

3-2）使用料片铺贴用以插入下模中心通孔的圆柱形料柱；

3-3）将多个单瓣拼接模具放入底座中心的圆形模具槽内，使得相邻两单瓣拼接模具的凸台贴合后形成封闭结构，整体形成圆环形结构，再将圆柱形料柱插入中心的通孔内，得到圆柱形料盘；

3-4）使用料片铺贴圆柱形料盘顶面、且延伸铺贴至料盘的外周；

3-5）再在3-4）得到的铺层上使用料片铺贴顶面、且延伸铺贴至上模的外周；

3-6）再在3-5）的铺层与3-4）的铺层之间形成的L形结构面上铺贴料片，且延伸铺贴至料盘的外周；

4）固化，铺贴完成后，进热压罐固化；

5）脱模，固化结束后，将模具脱离产品，得到全复合材料活塞。

作为本发明的进一步限定，步骤3-1）在铺贴单瓣子模具表面时，凸台的表面不铺贴，通过预浸料下料步骤保证铺贴的料片尺寸。

作为本发明的进一步限定，步骤5）脱模完成后，还需进行机加工步骤，对圆柱形料柱中心开设盲孔，同时对步骤3-6）铺贴的区域沿活塞轴向加工形成环向槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：采用本发明工艺可制得全复合材料的活塞，且该活塞能够在-55℃—100℃温度范围内长期使用，其温度环境内的尺寸稳定性要明显优于各种金属；制得的全复合材料比重只有铝合金的60%，同种工况下作业可明显降低能耗。