CN104339664B - 一种汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂的制备方法 - Google Patents

一种汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104339664B
CN104339664B CN201310345454.8A CN201310345454A CN104339664B CN 104339664 B CN104339664 B CN 104339664B CN 201310345454 A CN201310345454 A CN 201310345454A CN 104339664 B CN104339664 B CN 104339664B
Authority
CN
China
Prior art keywords
arm
winding
spiral
layers
composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310345454.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104339664A (zh
Inventor
杨晓峰
马晓坤
张东杰
俆永田
刘聪
付愉
王贤慧
石大川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Original Assignee
China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Natural Gas Co Ltd filed Critical China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority to CN201310345454.8A priority Critical patent/CN104339664B/zh
Publication of CN104339664A publication Critical patent/CN104339664A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104339664B publication Critical patent/CN104339664B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/30Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation

Abstract

本发明涉及一种汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂的制备方法;将吊臂芯模安装在缠绕机架上;在吊臂芯模外表面涂抹一层脱模剂涂层;将配置好的树脂胶液倒入浸胶槽;将纤维安装在纱架上,施加张力;在张力作用下使纤维通过树脂浸胶槽经过绕丝嘴缠绕在脱模剂涂层外表面上;张力控制在45~10N,在纤维缠绕复合材料层的外表面环向缠绕二层玻璃纤维复合材料外防护层;将缠好的吊臂放入固化炉内;固化温度为80~180℃,升温速率为3℃/min,采用梯度固化的方式,自然冷却至室温;固化完成后将吊臂芯模脱掉;本吊臂与钢质吊臂比,臂杆长度和作业半径相同情况下,起重的最大重量提高了60%,吊臂重量减轻了50~70%,具有更好的安全性能。

Description

一种汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂的制备方法
技术领域
:
[0001] 本发明涉及一种复合材料吊臂,特别是汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂及其制备方法,属于复合材料领域。背景技术:
[0002] 汽车吊车作为港口、车间、工地等地的起吊搬运机械,用来装卸大型零件、包装件、 散件货物和建筑构件,具有机动、灵活、幅度长、起重量大、行驶速度快的优点。目前,我国汽车吊车的占有量已经达到了全国起重机械总量的21%,占据全球市场56%以上的份额。汽车吊车的迅速发展必将带动其相关结构部件的发展。
[0003] 吊臂是汽车吊车上最重要的金属结构部件和主要受力构件,承受着吊车的各种外载荷,主要为钢质结构,一般占总机重量的20%。随着汽车起重机向大吨位起重量和高起升高度发展,其吊臂的重量也不断增大。吊臂重量的增加直接影响着整个吊车的作业和安全性能。尽管设计人员采用有限元分析技术对吊臂结构进行了优化设计,适当减轻了吊臂的重量,但是吊臂在使用过程中旁弯变形和折臂事故仍旧存在。本专利的关键就是从改变吊臂材质本身自重出发,利用高强度、高模量、重量轻的碳纤维复合材料来减轻汽车吊臂的重量。
[0004] 国内实用新型专利CN202214986U公开了一种混凝土栗车用碳纤维复合材料臂架的制备方法,该专利中在箱型梁上铺贴不同角度的碳纤维布预浸料,能够使臂架减重40〜 60%。但是该种铺贴方法生产效率低、劳动强度大、尺寸精度较差、工艺稳定性差,不适合连续大规模生产。
[0005] 本专利中采用缠绕成型工艺,能够按照产品的受力情况设计缠绕规律,能够充分发挥纤维的强度;工艺条件确定后,缠绕出来的产品质量稳定,精度高;易实现机械化和自动化生产,生产效率高;在同一产品上,可以合理配选树脂和纤维的种类,使其达到最佳的技术经济效果,合理降低成本。
[0006] 碳纤维复合材料是近年来被广泛应用的一种新型材料,具有高强度、高模量、重量轻等优异性能,将其用于制备汽车吊臂,可以大大减轻吊臂的重量,提高吊臂的强度、刚度和稳定性,从而改善吊臂的性能。发明内容:
[0007] 本发明的目的是提供一种重量轻、强度高、刚度和稳定性好的碳纤维复合材料汽车吊臂的制备方法。
[0008] 本发明提供了一种碳纤维复合材料汽车吊臂的制备方法,该吊臂由内向外依次为吊臂芯模1、脱模剂涂层2、纤维缠绕复合材料层3和玻璃纤维复合材料外防护层4,其特征在于该方法的制备步骤如下:
[0009] 首先将吊臂芯模安装在缠绕机架上;在吊臂芯模1外表面涂抹一层脱模剂涂层2; 将配置好的树脂胶液倒入浸胶槽;将纤维安装在纱架上,并施加一定的张力;采用湿法缠绕工艺制备纤维缠绕复合材料层3,在张力作用下使纤维通过树脂浸胶槽经过绕丝嘴缠绕在涂层2的外表面上;在纤维缠绕复合材料层3的外表面环向缠绕二层玻璃纤维复合材料外防护层4;将缠好的吊臂放入固化炉内进行固化;固化完成后将吊臂芯模脱掉。
[0010] 本发明所述的吊臂芯模为不锈钢材质。
[0011] 本发明所述的脱模剂为氟系列的常规脱模剂。
[0012] 本发明所述的树脂胶液为环氧树脂体系。
[0013] 本发明所述的纤维缠绕复合材料层采用玻璃纤维、或碳纤维、或不同型号碳纤维混杂复合纤维,纤维缠绕复合材料层的厚度为3〜12mm。
[0014] 本发明所述的作为纤维缠绕复合材料层的不同型号碳纤维混杂复合纤维为12K的 T700碳纤维和12K的T800碳纤维。
[0015] 本发明所述纤维缠绕复合材料层由纤维复合材料在所述的吊臂芯模上以连续螺旋向及环向交替缠绕方式构成。
[0016] 本发明所述的作为纤维缠绕复合材料层的不同型号碳纤维混杂复合纤维的缠绕方式为先用T700碳纤维进行连续环向及螺旋向缠绕,再用T800碳纤维进行连续环向及螺旋向缠绕。
[0017] 在本发明中,纤维缠绕复合材料层以连续纵向及环向交替缠绕方式进行缠绕。螺旋向缠绕主要提供吊臂轴向方向的强度而环向缠绕主要提供吊臂径向的强度。需要用网格理论的计算采用有限元分析软件对纤维缠绕复合材料层的缠绕角度以及缠绕顺序进行优化,最终确定纤维缠绕复合材料层的厚度、缠绕角度以及铺层顺序。本发明中的环向缠绕的角度为85〜90°,螺旋向的缠绕角度为10〜45°,缠绕层的厚度为3〜12mm。[〇〇18]缠绕张力是缠绕工艺的重要参数,张力的大小、各束纤维之间张力的均匀性、各缠绕层之间纤维张力的均匀性对制品的力学性能、致密性和含胶量影响很大。合适的缠绕张力可以使树脂产生预应力,从而提高树脂抵抗开裂的能力。各纤维束之间如果张力不匀,当承受载荷时,纤维会被各个击破,使总体强度的发挥大受影响。为使制品各缠绕层在张力作用下不出现内松外紧现象,应使张力有规律地递减,以保证各层都有相同的初始应力。一般缠绕张力的选取原则为纤维断裂强度的5%〜10%。本发明中缠绕张力逐层递减,每缠绕一次螺旋层递减3N,张力控制在45〜10N。
[0019] 缠绕速度对吊臂质量也有一定的影响,速度过小则生产效率低,速度过快则树脂容易溅撒、胶液浸不透或杂质易吸入,一般缠绕速度为不大于〇.9m/s。本发明中的缠绕速度为0.5〜0.7m/s。
[0020] 缠绕过程中碳纤维丝束的展纱宽度直接影响了单层复合材料的厚度,并且还会影响复合材料层的致密程度,影响碳纤维强度的发挥,一般缠绕过程中纤维纱束的数量以及绕丝嘴头的形式会直接影响最后展纱的宽度。一般的绕丝嘴形式为弧形或直辊形。本发明中采用的是德国百事达制造的四维缠绕机,绕丝嘴形式为弧形,纤维纱束的数量为1束。
[0021] 纤维缠绕复合材料层的固化是吊臂制备过程中的关键步骤之一,不同的固化制度直接影响制品的物理力学性能和外观质量,需要对固化制度进行合理控制。固化制度包括加热的温度范围、升温速度、恒温温度及时间、降温冷却等。固化制度的制定要根据制品的形状、尺寸、构造及性能要求、树脂配方来确定。在本发明中,根据制品的性能,固化温度范围为80〜180 °C,升温速率为3 °C /min,采用梯度固化的方式,自然冷却至室温。
[0022] 本发明的固化过程中,为了保证吊臂表面树脂分布均匀、表面平整、外观质量好, 需要保持吊臂以《 =5r/min转速始终绕其中心轴线旋转。
[0023] 本发明提出了一种新的汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂及其制备方法。采用高强度碳纤维复合材料作为内缠绕层与高强度玻璃纤维作为外防护层,充分发挥了碳纤维复合材料高强度、高模量、耐疲劳的优点,提高了吊臂的性能。与钢质吊臂相比,臂杆长度和作业半径相同情况下,起重的最大重量提高了约60%,并且大大减轻了吊臂的重量(约为同样规格钢材质吊臂重量的50〜70%),保证了吊臂具有更好的作业和安全性能。附图说明:
[0024] 图1为汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂的结构示意图。[〇〇25]图中:1是吊臂芯模;2是脱模剂涂层;3是纤维缠绕复合材料层;4是玻璃纤维复合材料外防护层。具体实施方式:
[0026] 实施例1
[0027] 本实施方式的制备方法采用如下步骤:
[0028] 步骤一、首先将不锈钢吊臂芯模安装在缠绕机架上;
[0029] 步骤二、在不锈钢吊臂芯模外表面上涂抹一层薄薄的脱模剂涂层;
[0030] 步骤三、将配置好的环氧树脂胶液缓缓倒入浸胶槽内;[0031 ]步骤四、将一束玻璃纤维安装在纱架上,并施加一定的张力;[〇〇32]步骤五、采用湿法缠绕工艺制备纤维缠绕复合材料层,在张力作用下使玻璃纤维通过环氧树脂浸胶槽经过绕丝嘴连续环缠及螺旋缠绕的方式缠绕在吊臂芯模脱模剂涂层的外表面上;具体线型的实施过程:环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层、环向2层,环向缠绕角为90°,螺旋向缠绕角为10°,第一层缠绕张力为40N,每缠绕一次螺旋层递减3N,缠绕速度为0.5m/s;[〇〇33] 步骤六、将缠好的吊臂放入固化炉内进行固化,以:TC/min升温速率,升温至80°C, 保温2h;再以3°C/min升温速率,升温至120°C,保温2h;以同样的升温速率升温至150°C,保温1 h;最后自然冷却至室温;
[0034]步骤七、固化完成后将吊臂芯模(1)脱掉。[〇〇35]本发明固化过程中,吊臂以co=5r/min转速始终绕其中心轴线旋转。
[0036] 实施例2
[0037] 本实施方式的制备方法采用如下步骤:[〇〇38] 步骤一、同上;[〇〇39] 步骤二、同上;[〇〇4〇] 步骤三、同上;[〇〇41 ] 步骤四、同上;[〇〇42]步骤五、采用湿法缠绕工艺制备纤维缠绕复合材料层,在张力作用下使玻璃纤维通过环氧树脂浸胶槽经过绕丝嘴连续环缠及螺旋缠绕的方式缠绕在吊臂芯模脱模剂涂层的外表面上;具体线型的实施过程:环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层、环向2层,环向缠绕角为88°,螺旋向缠绕角为30°,第一层缠绕张力为40N,每缠绕一次螺旋层递减3N,缠绕速度为0.6m/s;[〇〇43] 步骤六、将缠好的吊臂放入固化炉内进行固化,以:TC/min升温速率,升温至90°C, 保温2h;再以3°C/min升温速率,升温至120°C,保温2h;以同样的升温速率升温至150°C,保温1 h;最后自然冷却至室温;
[0044] 步骤七、固化完成后将吊臂芯模(1)脱掉。
[0045] 本发明固化过程中,吊臂以《=5r/min转速始终绕其中心轴线旋转。
[0046] 实施例3
[0047] 本实施方式的制备方法采用如下步骤:[〇〇48] 步骤一、同上;
[0049] 步骤二、同上;[〇〇5〇] 步骤三、同上;
[0051] 步骤四、同上;[〇〇52]步骤五、采用湿法缠绕工艺制备纤维缠绕复合材料层,在张力作用下使玻璃纤维通过环氧树脂浸胶槽经过绕丝嘴连续环缠及螺旋缠绕的方式缠绕在吊臂芯模脱模剂涂层的外表面上;具体线型的实施过程:环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层、环向2层,环向缠绕角为85°,螺旋向缠绕角为45°,第一层缠绕张力为35N,每缠绕一次螺旋层递减3N,缠绕速度为0.7m/s;[〇〇53] 步骤六、将缠好的吊臂放入固化炉内进行固化,以:TC/min升温速率,升温至100 °C,保温2h;再以3°C/min升温速率,升温至150°C,保温2h;以同样的升温速率升温至180°C, 保温lh;最后自然冷却至室温;[〇〇54]步骤七、固化完成后将吊臂芯模(1)脱掉。[〇〇55]本发明固化过程中,吊臂以co=5r/min转速始终绕其中心轴线旋转。
[0056] 实施例4[〇〇57]本实施方式的制备方法采用如下步骤:[〇〇58] 步骤一、同上;[〇〇59] 步骤二、同上;[〇〇6〇] 步骤三、同上;[0061 ]步骤四、将一束12K的T700碳纤维安装在纱架上,并施加一定的张力;
[0062] 步骤五、采用湿法缠绕工艺制备纤维缠绕复合材料层,在张力作用下使碳纤维通过环氧树脂浸胶槽经过绕丝嘴连续环缠及螺旋缠绕的方式缠绕在吊臂芯模脱模剂涂层的外表面上;具体线型的实施过程:环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层,环向缠绕角为90°,螺旋向缠绕角为10°,第一层缠绕张力为 40N,每缠绕一次螺旋层递减3N,缠绕速度为0.7m/s;
[0063] 步骤六、在步骤五的纤维缠绕复合材料层的外表面环向缠绕2层玻璃纤维复合材料外防护层(4);[〇〇64] 步骤七、将缠好的吊臂放入固化炉内进行固化,以:TC/min升温速率,升温至80°C, 保温2h;再以3°C/min升温速率,升温至120°C,保温2h;以同样的升温速率升温至150°C,保温1 h;最后自然冷却至室温;
[0065]步骤八、固化完成后将吊臂芯模(1)脱掉。[〇〇66]本发明固化过程中,吊臂以co=5r/min转速始终绕其中心轴线旋转。
[0067] 实施例5
[0068] 本实施方式的制备方法采用如下步骤:[〇〇69] 步骤一、同上;[〇〇7〇] 步骤二、同上;[〇〇71] 步骤三、同上;[〇〇72] 步骤四、同上;
[0073] 步骤五、采用湿法缠绕工艺制备纤维缠绕复合材料层,在张力作用下使碳纤维通过环氧树脂浸胶槽经过绕丝嘴连续环缠及螺旋缠绕的方式缠绕在吊臂芯模脱模剂涂层的外表面上;具体线型的实施过程:环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层,环向缠绕角为88°,螺旋向缠绕角为15°,第一层缠绕张力为 35N,每缠绕一次螺旋层递减3N,缠绕速度为0.7m/s;
[0074] 步骤六、在步骤五的纤维缠绕复合材料层的外表面环向缠绕2层玻璃纤维复合材料外防护层(4);[〇〇75] 步骤七、将缠好的吊臂放入固化炉内进行固化,以:TC/min升温速率,升温至90°C, 保温2h;再以3°C/min升温速率,升温至120°C,保温2h;以同样的升温速率升温至150°C,保温1 h;最后自然冷却至室温;
[0076]步骤八、固化完成后将吊臂芯模(1)脱掉。[〇〇77]本发明固化过程中,吊臂以《=5r/min转速始终绕其中心轴线旋转。
[0078] 实施例6
[0079] 本实施方式的制备方法采用如下步骤:
[0080] 步骤一、同上;
[0081] 步骤二、同上;[〇〇82] 步骤三、同上;[〇〇83] 步骤四、同上;
[0084] 步骤五、采用湿法缠绕工艺制备纤维缠绕复合材料层,在张力作用下使碳纤维通过环氧树脂浸胶槽经过绕丝嘴连续环缠及螺旋缠绕的方式缠绕在吊臂芯模脱模剂涂层的外表面上;具体线型的实施过程:环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层,环向缠绕角为85°,螺旋向缠绕角为20°,第一层缠绕张力为 32N,每缠绕一次螺旋层递减3N,缠绕速度为0.7m/s;
[0085] 步骤六、在步骤五的纤维缠绕复合材料层的外表面环向缠绕2层玻璃纤维复合材料外防护层(4);
[0086] 步骤七、将缠好的吊臂放入固化炉内进行固化,以:TC/min升温速率,升温至100 °C,保温2h;再以3°C/min升温速率,升温至150°C,保温2h;以同样的升温速率升温至180°C, 保温lh;最后自然冷却至室温;
[0087] 步骤八、固化完成后将吊臂芯模(1)脱掉。[〇〇88]本发明固化过程中,吊臂以co=5r/min转速始终绕其中心轴线旋转。[〇〇89] 实施例7
[0090] 由于纤维缠绕复合材料层采用单一型号的碳纤维抗断裂应变和冲击性能较低,从而影响吊臂的使用寿命和安全性能,本发明中采用不同型号的12K的T700碳纤维和12K的 T800碳纤维进行纤维材料层的缠绕。
[0091] 本实施方式的制备方法采用如下步骤:[〇〇92] 步骤一、同上;[〇〇93] 步骤二、同上;[〇〇94] 步骤三、同上;
[0095]步骤四、首先将一束12K的T700碳纤维安装在纱架上,并施加一定的张力;[〇〇96]步骤五、采用湿法缠绕工艺制备纤维缠绕复合材料层,在张力作用下使12K的T700 碳纤维通过环氧树脂浸胶槽经过绕丝嘴连续环缠及螺旋缠绕的方式缠绕在吊臂芯模脱模剂涂层的外表面上;具体线型的实施过程:环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层,环向缠绕角为90°,螺旋向缠绕角为10°,第一层缠绕张力为40N,每缠绕一次螺旋层递减3N,缠绕速度为〇.7m/s;
[0097] 步骤六、在步骤五的纤维缠绕复合材料层的外表面,采用连续环向及螺旋向交替的方式缠绕12K的T800碳纤维,具体线型的实施过程:环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向 2层,环向缠绕角为90°,螺旋向缠绕角为10°,第一层缠绕张力为31N,每缠绕一次螺旋层递减3N,缠绕速度为0.7m/s;
[0098] 步骤七、在步骤六的纤维缠绕复合材料层的外表面环向缠绕2层玻璃纤维复合材料外防护层(4);[〇〇99] 步骤八、将缠好的吊臂放入固化炉内进行固化,以:TC/min升温速率,升温至80°C, 保温2h;再以3°C/min升温速率,升温至120°C,保温2h;以同样的升温速率升温至150°C,保温1 h;最后自然冷却至室温;
[0100] 步骤九、固化完成后将吊臂芯模(1)脱掉。
[0101] 本发明固化过程中,吊臂以《=5r/min转速始终绕其中心轴线旋转。[〇1〇2] 实施例8
[0103] 由于纤维缠绕复合材料层采用单一型号的碳纤维抗断裂应变和冲击性能较低,从而影响吊臂的使用寿命和安全性能,本发明中采用不同型号的12K的T700碳纤维和12K的 T800碳纤维进行纤维材料层的缠绕。
[0104] 本实施方式的制备方法采用如下步骤:[〇1〇5] 步骤一、同上;
[0106] 步骤二、同上;[〇1〇7] 步骤三、同上;[〇1〇8] 步骤四、同上;
[0109] 步骤五、采用湿法缠绕工艺制备纤维缠绕复合材料层,在张力作用下使12K的T700 碳纤维通过环氧树脂浸胶槽经过绕丝嘴连续环缠及螺旋缠绕的方式缠绕在吊臂芯模脱模剂涂层的外表面上;具体线型的实施过程:环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层,环向缠绕角为88°,螺旋向缠绕角为15°,第一层缠绕张力为38N,每缠绕一次螺旋层递减3N,缠绕速度为〇.7m/s;
[0110] 步骤六、在步骤五的纤维缠绕复合材料层的外表面,采用连续环向及螺旋向交替的方式缠绕12K的T800碳纤维,具体线型的实施过程:环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向 2层,环向缠绕角为88°,螺旋向缠绕角为15°,第一层缠绕张力为29N,每缠绕一次螺旋层递减3N,缠绕速度为0.7m/s;[〇川]步骤七、同上;
[0112] 步骤八、将缠好的吊臂放入固化炉内进行固化,以:TC/min升温速率,升温至90°C, 保温2h;再以3°C/min升温速率,升温至130°C,保温2h;以同样的升温速率升温至150°C,保温1 h;最后自然冷却至室温;[〇113]步骤九、固化完成后将吊臂芯模(1)脱掉。
[0114] 本发明固化过程中,吊臂以co=5r/min转速始终绕其中心轴线旋转。
[0115] 实施例9
[0116] 由于纤维缠绕复合材料层采用单一型号的碳纤维抗断裂应变和冲击性能较低,从而影响吊臂的使用寿命和安全性能,本发明中采用不同型号的12K的T700碳纤维和12K的 T800碳纤维进行纤维材料层的缠绕。
[0117] 本实施方式的制备方法采用如下步骤:
[0118] 步骤一、同上;
[0119] 步骤二、同上;[〇12〇] 步骤三、同上;
[0121] 步骤四、同上;
[0122] 步骤五、采用湿法缠绕工艺制备纤维缠绕复合材料层,在张力作用下使12K的T700 碳纤维通过环氧树脂浸胶槽经过绕丝嘴连续环缠及螺旋缠绕的方式缠绕在吊臂芯模脱模剂涂层的外表面上;具体线型的实施过程:环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向2层,环向缠绕角为85°,螺旋向缠绕角为18°,第一层缠绕张力为35N,每缠绕一次螺旋层递减3N,缠绕速度为〇.7m/s;
[0123] 步骤六、在步骤五的纤维缠绕复合材料层的外表面,采用连续环向及螺旋向交替的方式缠绕12K的T800碳纤维,具体线型的实施过程:环向2层、螺旋向2层、环向2层、螺旋向 2层,环向缠绕角为85°,螺旋向缠绕角为18°,第一层缠绕张力为26N,每缠绕一次螺旋层递减3N,缠绕速度为0.7m/s;
[0124] 步骤七、同上;
[0125] 步骤八、将缠好的吊臂放入固化炉内进行固化,以:TC/min升温速率,升温至100 °C,保温2h;再以3°C/min升温速率,升温至150°C,保温2h;以同样的升温速率升温至180°C, 保温lh;最后自然冷却至室温;
[0126] 步骤九、固化完成后将吊臂芯模(1)脱掉。
[0127] 本发明固化过程中,吊臂以co=5r/min转速始终绕其中心轴线旋转。

Claims (9)

1.一种汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂的制备方法,该吊臂由内向外依次为脱模剂涂 层(2)、纤维缠绕复合材料层(3)和玻璃纤维复合材料外防护层(4),其特征在于:该方法的 制备步骤如下:步骤一、首先将吊臂芯模安装在缠绕机架上;步骤二、在吊臂芯模(1)外表面涂抹一层薄薄的脱模剂涂层(2);步骤三、将配置好的树脂胶液倒入浸胶槽;步骤四、将纤维安装在纱架上,并施加张力;步骤五、采用湿法缠绕工艺制备纤维缠绕复合材料层(3),在张力作用下使纤维通过树 脂浸胶槽经过绕丝嘴缠绕在脱模剂涂层(2)的外表面上,张力控制在45〜10N;步骤六、在步骤五的纤维缠绕复合材料层(3)的外表面环向缠绕二层玻璃纤维复合材 料外防护层(4);步骤七、将缠好的吊臂放入固化炉内进行固化;固化温度为80〜180°C,升温速率为3 °C/min,采用梯度固化的方式,自然冷却至室温;步骤八、固化完成后将吊臂芯模(1)脱掉,其中,所述纤维缠绕复合材料层(3)采用碳纤维,纤维缠绕复合材料层(3)的厚度为3〜12mm。
2.根据权利要求1所述的汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂的制备方法,其特征在于:吊 臂芯模(1)为不锈钢材质。
3.根据权利要求1所述的汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂的制备方法,其特征在于:脱 模剂涂层(2)为氟系列的常规脱模剂。
4.根据权利要求1所述的汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂的制备方法,其特征在于:所 用的树脂胶液为环氧树脂体系。
5.根据权利要求1所述的汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂的制备方法,其特征在于:所 述碳纤维为不同型号碳纤维混杂复合纤维,所述不同型号碳纤维混杂复合纤维为12K的 T700碳纤维和12K的T800碳纤维形成的混杂复合纤维。
6.根据权利要求5所述的汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂的制备方法,其特征在于:不 同型号碳纤维混杂复合纤维的缠绕方式为先用T700碳纤维进行连续环向及螺旋向缠绕,再 用T800碳纤维进行连续环向及螺旋向缠绕。
7.根据权利要求2所述的汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂的制备方法,其特征在于:所 述纤维缠绕复合材料层(3)由纤维复合材料在所述的不锈钢吊臂芯模上以连续螺旋向及环 向交替缠绕方式构成。
8.根据权利要求7所述的汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂的制备方法,其特征在于:环 向缠绕的角度为85〜90°,螺旋向的缠绕角度为10〜45°,所述环向缠绕和所述螺旋向缠绕 每缠绕一次均形成一个缠绕层。
9.根据权利要求7所述的汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂的制备方法,其特征在于:所 述螺旋向缠绕每缠绕一次形成的缠绕层为螺旋层,缠绕张力逐层递减,每缠绕一次螺旋层 递减3N。
CN201310345454.8A 2013-08-09 2013-08-09 一种汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂的制备方法 Active CN104339664B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310345454.8A CN104339664B (zh) 2013-08-09 2013-08-09 一种汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310345454.8A CN104339664B (zh) 2013-08-09 2013-08-09 一种汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104339664A CN104339664A (zh) 2015-02-11
CN104339664B true CN104339664B (zh) 2016-10-19

Family

ID=52496510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310345454.8A Active CN104339664B (zh) 2013-08-09 2013-08-09 一种汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104339664B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108266632A (zh) * 2016-12-31 2018-07-10 付博文 拉链咬合碳纤维缠绕结构件及环接制备的立体框架和应用
CN106906325B (zh) * 2017-04-21 2018-09-14 米唯实 一种声波检测高炉布料溜槽故障装置
CN111019295A (zh) * 2019-12-13 2020-04-17 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种碳纤维复合材料、碳纤维缠绕登山杖杆及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0733469B1 (en) * 1989-06-14 2001-04-18 Fiberspar, Inc. Composite structural member with high bending strength and method of manufacture
CN101579955A (zh) * 2008-05-16 2009-11-18 比亚迪股份有限公司 一种碳纤维制品及其制造方法
CN101698354A (zh) * 2009-10-27 2010-04-28 文登鸿通管材有限公司 一种树脂基复合材料管双丝头缠绕方法
CN102909864A (zh) * 2011-08-04 2013-02-06 大连元盛科技开发有限公司 一种新型桅杆的制造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0607568A2 (pt) * 2005-05-03 2010-04-06 Stork Sp Aerospace B V método para fabricar um membro estrutural oco reforçado com fibra, e, membro estrutural oco reforçado com fibra

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0733469B1 (en) * 1989-06-14 2001-04-18 Fiberspar, Inc. Composite structural member with high bending strength and method of manufacture
CN101579955A (zh) * 2008-05-16 2009-11-18 比亚迪股份有限公司 一种碳纤维制品及其制造方法
CN101698354A (zh) * 2009-10-27 2010-04-28 文登鸿通管材有限公司 一种树脂基复合材料管双丝头缠绕方法
CN102909864A (zh) * 2011-08-04 2013-02-06 大连元盛科技开发有限公司 一种新型桅杆的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104339664A (zh) 2015-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104913185B (zh) 玄武岩纤维及碳纤维混杂复合材料压缩天然气气瓶及制备
CN104339664B (zh) 一种汽车吊车用碳纤维复合材料吊臂的制备方法
CN102700153B (zh) 纤维复合材料传动轴的连续拉挤制造方法及其生产装置
CN106891549A (zh) 一种多层复合防偏磨连续抽油杆的制备装置
CN103322854B (zh) 一种复合材料发射筒及其制备方法
CN104787998A (zh) 一种玻璃钢化粪池的生产工艺及玻璃钢化粪池的生产设备
CN205000906U (zh) 纤维增强复合材料连续抽油杆的制备装置
CN101723086A (zh) 纤维增强复合材料航空发动机风扇包容环
CN107856298A (zh) 一种连续纤维增强复合材料回转式3d打印机
CN104743099B (zh) 一种飞机用三维编织复合材料螺旋桨叶片及其制备方法
CN102490377A (zh) 基于精密连续注胶拉挤工艺的架空导线芯棒生产设备
CN103994031A (zh) 一种碳纤维织物增强树脂基复合材料主梁帽及其制造方法
CN106838601A (zh) 智能化二维碳纤维复合材料耐压气瓶及其制备方法
CN103117123A (zh) 具有高伸长率的碳纤维复合材料电缆芯材及其制造方法
CN101900246B (zh) 纤维缠绕气瓶的固化方法
RU175376U1 (ru) Композитная стойка
CN101905532A (zh) 一种使用大丝束碳纤维制造压力容器的方法
CN104033724B (zh) 竹缠绕复合立式储罐的制备方法
CN101698326B (zh) 树脂传递模塑工艺用纤维增强预成型体及其复合材料构件及制备方法
CN105002659B (zh) 一种纳米氧化铝复合芳纶无纬布及其制备方法
CN206749093U (zh) 一种通过钢丝绳拉挤缠绕生产玻璃纤维筋连接件的成套设备
CN206201468U (zh) 多股复合筋生产设备及流水线
CN101497244B (zh) 混杂纤维复合材料桅杆的制造方法
CN106739016A (zh) 一种通过钢丝绳拉挤缠绕生产玻璃纤维筋连接件的成套设备
CN103991227A (zh) 一种等截面复合材料型材的生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant
C14 Grant of patent or utility model