[发明专利]一种复合材料螺旋弹簧的制备方法及设备

权利要求书

1.一种复合材料螺旋弹簧的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，选择一种芯线作为簧丝芯部，该芯线为低熔点合金；

S2，在芯线表面，采用纤维材料按照设定角度和设定方向，在芯线表面缠绕形成若干层纤维包裹层，得到簧丝半成品A，纤维材料预浸树脂；

S3，选用纤维带在簧丝半成品A外表面编织形成编织层，将具有编织层的簧丝半成品A送入拉挤模具中，得到簧丝半成品B；其中，纤维带浸渍树脂或弹性流体材料；当浸渍树脂时，进入步骤S4；当浸渍弹性流体材料时，进入步骤S5；当纤维带预浸弹性流体材料时，弹性流体材料在拉挤模具中固化成型后形成一层弹性保护膜；

S4，纤维带预浸树脂情况下，编织层和纤维包裹层在拉挤模具中受热进一步挤压，且在获得的簧丝半成品B上套上一个弹性保护管，对弹性保护管加热，使弹性保护管受热收缩包裹着簧丝半成品B，按照设定长度切割得到第一簧丝半成品C，进入步骤S6；

S5，纤维带预浸弹性流体材料时，编织层在拉挤模具中受热固化，将簧丝半成品B送入芯模内并夹紧，放置好后切割得到设定长度的第二簧丝半成品C，进入步骤S7；

S6，将第一簧丝半成品C送入芯模内并夹紧，制得簧丝半成品D，进入步骤S7；

S7，将第二簧丝半成品C或簧丝半成品D送入固化烤箱，升温至设定的固化温度，就制得螺旋弹簧半成品E；

S8，将螺旋弹簧半成品E送入熔化烤箱，将温度升至芯模的熔化温度，使芯线和芯模熔化，纤维材料、纤维带、弹性保护管的熔化温度都高于芯线和芯模的熔化温度，芯线和芯模熔化形成金属熔体，金属熔体一部分流入芯模铸造模具重新铸成芯模，另一部分流入芯线的拉挤模具重新制得芯线，制得螺旋弹簧半成品F；

S9，对螺旋弹簧半成品F进行余料切除和处理，得到成品的车用悬架复合材料螺旋弹簧。

2.根据权利要求1所述的复合材料螺旋弹簧的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，纤维材料预浸树脂，为全部纤维材料先浸渍树脂；或者是纤维材料在缠绕到芯线的过程中，一边浸渍树脂一边缠绕到芯线上。

3.根据权利要求2所述的复合材料螺旋弹簧的制备方法，其特征在于，所述纤维材料为玻璃纤维、碳纤维、超高密度聚乙烯纤维、玄武石纤维以及凯夫拉之中的一种或者几种混合使用。

4.根据权利要求3所述的复合材料螺旋弹簧的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，按照设定角度和方式，是指纤维材料与芯线之间形成一夹角角度，并且按照先顺时针缠绕一层后再逆时针缠绕一层，或者先逆时针缠绕一层后再顺时针缠绕一层的方式交替缠绕。

5.根据权利要求4所述的复合材料螺旋弹簧的制备方法，其特征在于，所述芯线表面缠绕纤维材料形成包裹层后，从上往下从锥形长孔中穿过，被锥形长孔挤压，往上排出多余树脂和气泡。

6.根据权利要求1所述的复合材料螺旋弹簧的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用纤维带进行编织时，纤维带先浸渍树脂，或者一边浸渍树脂一边编织在簧丝半成品A上。

7.根据权利要求1所述的复合材料螺旋弹簧的制备方法，其特征在于，所述树脂选用不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂或呋喃树脂。

8.根据权利要求1所述的复合材料螺旋弹簧的制备方法，其特征在于，所述弹性流体材料为天然橡胶、合成橡胶、热塑性树脂、低温固化的环氧树脂或热塑性硅树脂。

9.根据权利要求1所述的复合材料螺旋弹簧的制备方法，其特征在于，所述弹性保护管选取PVC、PET、PU、自天然橡胶、合成橡胶、环氧树脂和热塑性硅树脂；芯模材质为水溶性模、低熔点合金模、组合式金属模、气体辅助橡胶模、石腊模、砂型模或者螺槽金属。

10.一种复合材料螺旋弹簧的制备设备，其特征在于，包括依次排布的：

可熔芯线，作为缠绕主体；

多层缠绕装置，用于放置纤维材料，并且将纤维材料缠绕在可熔芯线表面，形成包裹层；

编织装置，用于输送纤维带在包裹层上再编织形成编织层；

拉挤模具，用于拉挤成型；

牵引装置，用于将簧丝牵引到指定位置；

可熔芯模，用于放置拉挤成型后的半成品；

固化烤箱，用于将放置有半成品的可熔芯模一起升温固化；

熔化烤箱，用于加热升温，使可熔芯模和可熔芯线熔融，形成金属流体；

芯模铸造模具，用于将熔融的金属流体重新铸造成可熔芯模；

芯线拉挤模具，用于将金属流体重新拉挤成型为可熔芯线。