CN109968695A - 一种一体化螺钉及其模压成型模具、成型方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种一体化螺钉及其模压成型模具、成型方法及应用，属于功能复合材料成型技术领域。所述模具包括凹模、底板、压板、多个衬套及多个压杆，凹模上设有多个通孔，底板设置在凹模下部，用于在成型时从下方封堵通孔，衬套设有与金属螺纹钉匹配的内螺纹孔，用于在成型时固定金属螺纹钉，多个衬套与多个通孔一一对应，衬套的外径与对应的通孔内径匹配，在成型时衬套设置在通孔内下部，且内螺纹孔开口向上，多个压杆与多个通孔一一对应且设置在通孔上端开口处，压杆与对应的衬套之间具有预浸料填充空腔，压板位于压杆上方用于给多个压杆同时施压以挤压填充空腔内的预浸料。该一体化螺钉既能承受≥1.5N·m的力矩，又可满足飞行器防热要求。

Description

一种一体化螺钉及其模压成型模具、成型方法及应用

技术领域

本发明属于功能复合材料成型领域，涉及一种一体化螺钉及其模压成型模具、成型方法及应用。

背景技术

随着长时间飞行器需求的不断增长，对长时间中低热流环境下的热防护材料需求也越来越迫切。为了解决某异形面导弹飞行过程中的防热问题，需采用螺钉将异形面防热口盖与金属壳体固定连接。此螺钉既要满足连接承力要求，又要满足飞行过程中的防热需求。

传统的金属材料螺钉具有强度高、抗剪切、耐磨损、易加工、成本低等优点广泛应用于飞行器承力件的连接，然而在高温环境下，特别是在高速热流冲击下，与空气接触的金属螺钉快速软化、强度骤降，难以满足结构件连接要求。近年来，高硅氧/酚醛复合材料具有较低的密度和热导率，优良的吸热性能、耐烧蚀性能和热稳定性等优点，能满足飞行器在中低热流环境下的防热要求和隔热性能。但高硅氧/酚醛复合材料是一种硬脆性材料，加工难度高。且当螺纹直径较小(例如M4)时，复合材料螺钉螺纹的加工精度不易保证，易产生崩边缺陷，且复合材料螺钉强度低，反复拆卸使用时易磨损、断裂，一般无法作为承力部位的连接件使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一体化螺钉及其模压成型模具、成型方法及应用，该方法可实现一体化螺钉的整体净尺寸成型，尺寸精度高、重复性好，表面光洁，生产效率高，无需加工，成型周期短，可一次性多件成型，该一体化螺钉既能承受≥1.5N·m的力矩，满足高强度、耐磨损的连接要求，且由于复合材料的优异防热和隔热性能，又可满足航空航天飞行器飞行过程中的防热要求。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种一体化螺钉模压成型模具，所述一体化螺钉包括复合材料头部和金属螺纹钉，所述金属螺纹钉一端沉入所述复合材料头部内，所述模具包括凹模、底板、压板、多个衬套及多个压杆，所述凹模上设有多个通孔，所述底板设置在所述凹模下部，用于在成型时从下方封堵所述通孔，所述衬套设有与所述金属螺纹钉匹配的内螺纹孔，用于在成型时固定所述金属螺纹钉，所述多个衬套与所述多个通孔一一对应，所述衬套的外径与对应的所述通孔内径匹配，在成型时所述衬套设置在所述通孔内下部，且所述内螺纹孔开口向上，所述多个压杆与所述多个通孔一一对应且设置在所述通孔上端开口处，所述压杆与对应的所述衬套之间具有预浸料填充空腔，所述压板位于所述压杆上方用于给所述多个压杆同时施压以挤压所述填充空腔内的预浸料。

在一可选实施例中，所述的一体化螺钉模压成型模具还包括设置在所述通孔内的螺套，所述螺套位于所述衬套上方，所述螺套为空心柱状结构，且上端开口处对称设有两个块状凸起，所述螺套的中空部位为所述填充空腔，成型时所述压杆与所述凸起相贴。3、根据权利要求1或2所述的一体化螺钉模压成型模具，其特征在于，所述衬套为45#钢材质，所述凹模为P20模具钢材质，所述衬套的外径比对应的所述通孔内径小0.1-0.2mm。

在一可选实施例中，所述螺套为45#钢，所述螺套的外径比对应的所述通孔内径小0.1-0.2mm。

在一可选实施例中，所述的一体化螺钉模压成型模具还包括脱模框和支撑框，所述支撑框设置在所述凹模的侧壁上，所述脱模框用于支撑所述支撑框以使所述凹模悬空。

一种一体化螺钉模压成型方法，包括以下步骤：

(1)制备成型模具，所述成型模具包括凹模、底板、压板、多个衬套及多个压杆，所述凹模上设有多个通孔，所述底板设置在所述凹模下部，所述衬套设有与金属螺纹钉匹配的内螺纹孔，所述多个衬套与所述多个通孔一一对应，所述衬套的外径与对应的所述通孔内径匹配；

(2)将所述底板固定在所述凹模下方，封堵所述通孔的下开口，将所述金属螺纹钉拧入所述衬套的内螺纹孔内，所述金属螺纹钉上端探出所述衬套；

(3)先在所述通孔和所述衬套的接触面上涂覆脱模剂，然后将所述衬套放入所述通孔内下部；

(4)向所述通孔内填充预浸料，填完后将所述多个压杆与所述多个通孔一一对应放置在所述通孔上端开口处，盖上所述压板给所述多个压杆同时施压挤压填充的所述预浸料，固化脱模，得到一体化螺钉。

在一可选实施例中，步骤(2)中，所述将所述金属螺纹钉拧入所述衬套的内螺纹孔内之前，还包括：

在所述衬套的内螺纹孔内涂覆润滑脂。

在一可选实施例中，所述模具还包括设置在所述通孔内的螺套，所述螺套位于所述衬套上方，所述螺套为空心柱状结构，且上端开口处对称设有两个块状凸起，步骤(3)还包括：在所述螺套内外两侧壁上均涂覆脱模剂后，将所述螺套放入所述通孔内，相应地，步骤(4)中向所述螺套内填充预浸料。

在一可选实施例中，所述预浸料中增强纤维为高硅氧纤维、石英纤维、玻璃纤维或碳纤维，树脂为酚醛树脂。

在一可选实施例中，步骤(4)所述的固化先升温至90-100℃保温0.8-1.2h，然后升至145-155℃、同时加压10-14MPa，保温保压2.5-3.5h，自然降温且自然保压。

上述一体化螺钉模压成型方法制备的一体化螺钉。

上述一体化螺钉模压成型方法制备的一体化螺钉在连接防热层和金属壳体中的应用。

在一可选实施例中，所述螺套为空心柱状结构，且上端开口处对称设有两个块状凸起，所述应用包括以下步骤：

制作转接接头，所述转接接头第一端对称设有两个凸台，第二端为力施力装置接头，两个所述凸台与所述一体化螺钉的复合材料头部上的两个凹陷一一对应且匹配，所述凹陷由所述螺套的两个块状凸起形成；

将所述转接接头第一端和所述一体化螺钉的复合材料头部对接，然后通过施力装置给所述转接接头第二端施加力矩，转动所述一体化螺钉，使所述一体化螺钉旋入所述防热层和金属壳体上的连接孔，直至达到力矩要求。

在一可选实施例中，所述通过施力装置给所述转接接头第二端施加力矩之前还包括，在所述一体化螺钉四周涂覆GD414胶。

本发明具有如下有益效果：

本发明实施例提供的一种一体化螺钉模压成型模具，通过将具有内螺纹孔的衬套设置在凹模的通孔下部，通过内螺纹孔固定金属螺纹钉，以确保金属螺纹钉与复合材料头部同轴，在通孔内填充预浸料后通过压杆施压固化确保复合材料头部成型，得到复合材料头部与金属螺纹钉一体化的螺钉，该一体化螺钉既能承受≥1.5N·m的力矩，满足高强度、耐磨损的连接要求，且由于复合材料的优异防热和隔热性能，又可满足航空航天飞行器飞行过程中的防热要求。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种一体化螺钉模压成型模具剖视图；

图2为本发明一具体实施例提供的一种一体化螺钉模压成型方法工艺流程图；

图3为本发明实施例提供的一体化螺钉结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一体化螺钉的力矩转接接头使用示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明，但不构成对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明实施例提供了一种一体化螺钉模压成型模具，如图3所示，所述一体化螺钉包括复合材料头部2和金属螺纹钉1，金属螺纹钉1一端沉入复合材料头部2内，如图1所示，所述模具包括凹模3、底板7、压板8、多个衬套5及多个压杆4，所述凹模3上设有多个通孔，所述底板7设置在所述凹模3下部，用于在成型时从下方封堵所述通孔，所述衬套5设有与所述金属螺纹钉1匹配的内螺纹孔，用于在成型时固定所述金属螺纹钉1，所述多个衬套5与所述多个通孔一一对应，所述衬套5的外径与对应的所述通孔内径匹配，在成型时所述衬套5设置在所述通孔内下部，且所述内螺纹孔开口向上，所述多个压杆与所述多个通孔一一对应且设置在所述通孔上端开口处，所述压杆与对应的所述衬套5之间具有预浸料填充空腔，所述压板位于所述压杆上方用于给所述多个压杆同时施压以挤压所述填充空腔内的预浸料。

具体地，所述金属螺纹钉1可以为柱状螺纹钉，优选带有钉头的螺纹钉，以增加螺纹钉与复合材料头部的接触面积，增强结合力；衬套5优选金属材质，其内螺纹孔可以为盲孔也可以为通孔，优选通孔，以便于去除孔内残留脱模剂、预浸料等杂物；本发明实施例中优选具有防热护功能和隔热性能的复合材料，所述预浸料由增强纤维浸渍树脂基体形成，所述增强纤维优选高硅氧纤维、石英纤维、玻璃纤维或碳纤维，树脂优选酚醛树脂。

本发明实施例提供的一种一体化螺钉模压成型模具，通过将具有内螺纹孔的衬套设置在凹模的通孔下部，通过内螺纹孔固定金属螺纹钉，以确保金属螺纹钉与复合材料头部同轴，在通孔内填充预浸料后通过压杆施压固化确保复合材料头部成型，得到复合材料头部与金属螺纹钉一体化的螺钉，该一体化螺钉既能承受≥1.5N·m的力矩，满足高强度、耐磨损的连接要求，且由于复合材料的优异防热和隔热性能，又可满足航空航天飞行器飞行过程中的防热要求。

参见图1，在一可选实施例中，所述的一体化螺钉模压成型模具还包括设置在所述通孔内的螺套6，所述螺套6位于所述衬套5上方，且下端与衬套5上端对接，所述螺套6为空心柱状结构，且上端开口处对称设有两个块状凸起，所述螺套6的中空部位为所述填充空腔，成型时所述压杆4与所述凸起相贴。

本发明实施例提供的一种一体化螺钉模压成型的模具，通过将上端开口处对称设有两个块状凸起的空心柱状结构的螺套置于衬套上方，净尺寸成型具有一定高度、直径和上端结构的一体化螺钉，尺寸精度高、无需后续加工，重复性好，表面光洁，生产效率高，减少生产周期及加工对一体钉螺钉内部的强度损伤。且螺套的结构可根据一体化螺钉复合材料头部的结构进行设计和更换，使得成型模具有一定的通用性，节省生产成本。

在一可选实施例中，所述衬套5为45#钢材质，所述凹模3为P20模具钢材质，所述衬套5的外径比对应的所述通孔内径小0.1-0.2mm，以确保成型时，预浸料不被过多的压制到衬套5和通孔的间隙中，且有利于脱模操作。

进一步地，所述螺套为45#钢，所述螺套的外径比对应的所述通孔内径小0.1-0.2mm，以确保预浸料不被过多的压制到衬套5和通孔的间隙中，且有利于脱模操作。

在一可选实施例中，所述的一体化螺钉模压成型的模具，还包括脱模框9和支撑框，所述支撑框设置在所述凹模3的侧壁上，所述脱模框9用于支撑所述支撑框以使所述凹模3悬空。

所述脱模框可保证一体化螺钉脱模过程中固定凹模，保证操作的安全性，保证有足量的空间使螺套、一体钉、衬套全部从通孔中脱出，本实施例中，支撑框优选围绕凹模3四周设置，脱模框9包括三块截面为L型的支撑板，三块支撑板围成U型结构，以确保稳固支撑。

本发明实施例还提供了一种一体化螺钉模压成型方法，包括以下步骤：

(1)制备如图1所示的成型模具，所述成型模具包括凹模3、底板7、压板、多个衬套5及多个压杆，所述凹模3上设有多个通孔，所述底板7设置在所述凹模3下部，所述衬套5设有与金属螺纹钉1匹配的内螺纹孔，所述多个衬套5与所述多个通孔一一对应，所述衬套5的外径与对应的所述通孔内径匹配；该模具由上述模具实施例提供，具体描述及效果参见上述模具实施例，在此不再赘述。

(2)将所述底板7固定在所述凹模3下方，封堵所述通孔的下开口，将所述金属螺纹钉1拧入所述衬套5的内螺纹孔内，所述金属螺纹钉1上端探出所述衬套5；

(3)先在所述通孔和所述衬套5的接触面上涂覆脱模剂，然后将所述衬套5放入所述通孔内下部；

(4)向所述通孔内填充预浸料，填完后将所述多个压杆与所述多个通孔一一对应放置在所述通孔上端开口处，盖上所述压板给所述多个压杆同时施压挤压填充的所述预浸料，固化脱模，得到一体化螺钉。

具体地，本发明实施例中所述预浸料由增强纤维浸渍树脂基体形成，所述增强纤维优选高硅氧纤维、石英纤维、玻璃纤维或碳纤维，树脂优选酚醛树脂。

本发明实施例提供的一种一体化螺钉模压成型方法，通过将具有内螺纹孔的衬套设置在凹模的通孔下部，通过内螺纹孔固定金属螺纹钉，以确保金属螺纹钉与复合材料头部同轴，在通孔内填充预浸料后通过压杆施压固化确保复合材料头部成型，得到复合材料头部与金属螺纹钉一体化的螺钉，该一体化螺钉既能承受≥1.5N·m的力矩，满足高强度、耐磨损的连接要求，且由于复合材料的优异防热和隔热性能，又可满足航空航天飞行器飞行过程中的防热要求。

在一可选实施例中，步骤(2)中，所述将所述金属螺纹钉1拧入所述衬套5的内螺纹孔内之前，还包括：在所述衬套5的内螺纹孔内涂覆润滑脂。

在所述衬套的内螺纹孔内涂覆润滑脂，可方便脱模时将一体化螺钉的金属螺纹部分从衬套内螺纹中拧出，防止成型时树脂等流入衬套内螺纹内，导致脱模困难或者脱模时破坏一体钉螺钉的金属螺纹部分。

在一可选实施例中，所述模具还包括设置在所述通孔内的螺套6，所述螺套6位于所述衬套5上方，所述螺套6为空心柱状结构，且上端开口处对称设有两个块状凸起，步骤(3)还包括：在所述螺套内外两侧壁上均涂覆脱模剂后，将所述螺套放入所述通孔内，相应地，步骤(4)中向所述螺套内填充预浸料。

在一可选实施例中，步骤(4)所述的固化先升温至90-100℃保温0.8-1.2h，升温速率优选25-35℃/h，然后继续升温且同时加压，升温至145-155℃、加压至10-14MPa，保温保压2.5-3.5h，自然降温且自然保压，当温度降至室温时，泄压脱模。

本发明实施例还提供了上述一体化螺钉模压成型方法制备的一体化螺钉。

本发明实施例还提供了上述一体化螺钉在连接防热层和金属壳体中的应用。

在一可选实施例中，所述螺套为空心柱状结构，且上端开口处对称设有两个块状凸起，所述应用包括以下步骤：

制作转接接头，所述转接接头第一端对称设有两个凸台，第二端为力施力装置接头，两个所述凸台与所述一体化螺钉的复合材料头部2上的两个凹陷一一对应且匹配，所述凹陷由所述螺套的两个块状凸起形成；

将所述转接接头第一端和所述一体化螺钉的复合材料头部对接，然后通过施力装置给所述转接接头第二端施加力矩，转动所述一体化螺钉，使所述一体化螺钉旋入所述防热层和金属壳体上的连接孔，直至达到力矩要求。

通过此转接接头的设计和制作，解决了两侧带凹陷结构的一体化螺钉无法施加力矩使用的问题，且通过转接接头将施力装置的力矩传递给一体化螺钉的操作，简单易便，完成一体化螺钉反复施加力矩并拆卸后，工装不变形。

进一步地，所述通过施力装置给所述转接接头第二端施加力矩之前还包括，在所述一体化螺钉四周涂覆GD414胶，以确保拧紧力矩固化后，仍可拆卸，一体化螺钉的结构不被破坏。

以下为本发明的一具体实施例：

如图1所示为一体化螺钉模压成型的模具，具体包括:凹模3、压杆4、金属衬套5、螺套6、底板7、压板8、脱模框9。

(1)凹模3有若干个直径相同的阵列分布的型腔(通孔)，用于填充预浸料2，与金属衬套5、螺套6、压杆4构成一体化螺钉复合材料的模压空间。凹模3的四周有厚度为20mm，宽度为30mm的支撑框，用于脱模时放置在脱模框9的上方，支撑凹模3至一定高度，将产品脱出。

(2)压杆4为与凹模3内腔直径相配合的圆柱形销棒，用于成型时压实预浸料2，传递成型压力和温度。

(3)金属衬套5为圆柱形衬套，外径比对应的凹模3通孔直径小0.1mm，中间开有M4螺纹孔，用于固定金属螺钉1，保证金属螺钉与最终形成的一体化螺钉的同轴，且调控一体化螺钉中金属螺纹的长度。

(4)螺套6内腔为预浸料2的填充空间，螺套6外径比对应的凹模3通孔直径小0.1mm，内部上方有两个对称的凸起，宽2mm，深5mm，用于成型一体化螺钉端面的两个凹槽结构。

(5)底板7为一定厚度的平板，用于成型时封闭成型凹模3型腔的通孔下方，以防金属衬套掉出。

(6)压板8为一定厚度的平板，与压杆4上表面接触，也可与压杆4形成整体结构，压板8将压力机的载荷传递给压杆4和预浸料2，并保证加压均匀。

(7)脱模框9包括三块截面为L型的支撑板，三块支撑板围成U型结构，以确保稳固支撑。用于脱模时架高凹模3，使用压机将金属衬套、一体钉、成型螺套从凹模3型腔内压出，脱模。

如图2所示为防热结构功能一体化螺钉的模压净尺寸的成型方法，主要包括生产准备、清理并预热模具、计算预混料用量并烘料、安装金属螺钉、装料、升温固化、脱模清理、涂刷防水胶，具体步骤如下：

S1:生产准备。①领取高硅氧短纤维/镁酚醛预混料(树脂质量含量为40.0±4.0％)，手工撕松预混料，并剔除无法撕松的结团、硬梗、白丝以及金属夹杂等异物；②领取M4*12(Q/Y88.1-2001)标准螺钉；③准备工装、设备、计量器具等；④计算模具的受压面积。

S2：清理并预热模具。使用丙酮清理凹模3的内腔、金属衬套和螺套内腔，将模具的底板7通过螺钉紧固在成型凹模3上，并将凹模3放在80℃的烘箱中预热1小时。

S3:计算预浸料用量并烘料。根据以下公式计算预浸料用量：G＝ρV×(1.0～1.1)，G—需称取的预浸料量，g；ρ—复合材料头部密度，取(1.6～1.7)×10^-3，g/mm³；V—复合材料头部体积，mm³；称取计算的料量，并放在F4玻璃布上，在70～80℃下预热10～15min。

S4:安装金属螺钉。①用酒精或丙酮清洗干净螺钉的油渍，晾置≥0.5h；②在金属衬套的内腔内涂抹特221润滑脂，将金属螺钉拧入金属衬套内，拧入的深度为8.2mm；③在凹模3的型腔内涂刷1～2遍PMR脱模剂，要求薄而均匀，无遗漏，每涂刷一遍后用汗衫布擦光亮，晾置不少于10min；④将安装好金属螺钉的金属衬套放入凹模3的型腔内。

S5:装料。①在成型螺套的内侧涂刷1～2遍PMR脱模剂，外侧涂抹特221润滑脂；②将成型螺套放入凹模3的型腔内；③将烘好的预浸料填充至凹模3型腔中，允许多次装料，并在装料过程中用压杆进行预压压实，直至计算的料量全部装入。

S6:升温、加压、固化。①计算加载压力：根据受压面积和表1中的压强要求，计算压机的加载压力(单位T)，计算公式为：P＝(S×P_压)/(g×10³)，S为受压面积，m²；P_压为高硅氧短纤维/镁酚醛预混料产品压实的压强，取12±5MPa；g取9.8N/kg；②将装好预浸料的模具连同底板7一起放在压机上，放入压杆和压板，在压杆和压板之间放入对应高度的限位块。按表1固化制度进行固化；固化过程中，每0.5h记录一次温度、时间、压力。

表1固化制度

S7：脱模，清理。模具温度降至不高于60℃后，升起压机，取出压板，卸下底板7，将模具放在脱模框上，使用压机将产品和金属衬套压出。将螺套取下，将产品从金属衬套中拧出，用锉刀打磨产品毛边，要求边缘平整光滑，无毛刺。再用汗衫布蘸酒精擦净表面，晾干。

S8：涂刷防水胶。配制防水胶，均匀涂刷在产品表面。室温放置固化大于24h，若固化不完全，可在70～85℃加温2±0.5h，随炉冷却。

如图3所示，防热结构功能一体化螺钉力矩转接接头为45#钢材料，头部为高8mm的标准六方结构，与力矩扳手的套筒相配合，中间有4mm的圆柱过渡，底部有两处凸台，凸台宽2mm，深5mm，尺寸与一体化螺钉两侧的凹槽相配合。

图4为一种防热结构功能一体化螺钉的力矩转接接头使用方法和使用过程图。将力矩转接接头12底部的两个凸台插入一体化螺钉复合材料头的两个凹槽中，将安好内六方套筒13的力矩扳手14作用于力矩转接接头的头部，将1.5N·m力矩值通过套筒和转接接头传递至螺钉，在拧紧过程中，左手大拇指要按住力矩扳手，保证力矩转接接头与一体化螺钉尽可能同轴，避免歪动。完成拧紧操作后一体化螺钉便安装于金属壳体10和防热层11的装配孔内。经力矩试验证明，该螺钉可承受≥1.5N·m的力矩要求，且在一体化螺钉周围涂覆GD414胶，拧紧力矩固化后，仍可拆卸，一体化螺钉的结构不被破坏。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (14)

1.一种一体化螺钉模压成型模具，其特征在于，所述一体化螺钉包括复合材料头部和金属螺纹钉，所述金属螺纹钉一端沉入所述复合材料头部内，所述模具包括凹模、底板、压板、多个衬套及多个压杆，所述凹模上设有多个通孔，所述底板设置在所述凹模下部，用于在成型时从下方封堵所述通孔，所述衬套设有与所述金属螺纹钉匹配的内螺纹孔，用于在成型时固定所述金属螺纹钉，所述多个衬套与所述多个通孔一一对应，所述衬套的外径与对应的所述通孔内径匹配，在成型时所述衬套设置在所述通孔内下部，且所述内螺纹孔开口向上，所述多个压杆与所述多个通孔一一对应且设置在所述通孔上端开口处，所述压杆与对应的所述衬套之间具有预浸料填充空腔，所述压板位于所述压杆上方用于给所述多个压杆同时施压以挤压所述填充空腔内的预浸料。

2.根据权利要求1所述的一体化螺钉模压成型模具，其特征在于，还包括设置在所述通孔内的螺套，所述螺套位于所述衬套上方，所述螺套为空心柱状结构，且上端开口处对称设有两个块状凸起，所述螺套的中空部位为所述填充空腔，成型时所述压杆与所述凸起相贴。

3.根据权利要求1或2所述的一体化螺钉模压成型模具，其特征在于，所述衬套为45#钢材质，所述凹模为P20模具钢材质，所述衬套的外径比对应的所述通孔内径小0.1-0.2mm。

4.根据权利要求2所述的一体化螺钉模压成型模具，其特征在于，所述螺套为45#钢，所述螺套的外径比对应的所述通孔内径小0.1-0.2mm。

5.根据权利要求1所述的一体化螺钉模压成型模具，其特征在于，还包括脱模框和支撑框，所述支撑框设置在所述凹模的侧壁上，所述脱模框用于支撑所述支撑框以使所述凹模悬空。

6.一种一体化螺钉模压成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备成型模具，所述成型模具包括凹模、底板、压板、多个衬套及多个压杆，所述凹模上设有多个通孔，所述底板设置在所述凹模下部，所述衬套设有与金属螺纹钉匹配的内螺纹孔，所述多个衬套与所述多个通孔一一对应，所述衬套的外径与对应的所述通孔内径匹配；

(2)将所述底板固定在所述凹模下方，封堵所述通孔的下开口，将所述金属螺纹钉拧入所述衬套的内螺纹孔内，所述金属螺纹钉上端探出所述衬套；

(3)先在所述通孔和所述衬套的接触面上涂覆脱模剂，然后将所述衬套放入所述通孔内下部；

(4)向所述通孔内填充预浸料，填完后将所述多个压杆与所述多个通孔一一对应放置在所述通孔上端开口处，盖上所述压板给所述多个压杆同时施压挤压填充的所述预浸料，固化脱模，得到一体化螺钉。

7.根据权利要求6所述的一体化螺钉模压成型方法，其特征在于，步骤(2)中，所述将所述金属螺纹钉拧入所述衬套的内螺纹孔内之前，还包括：

在所述衬套的内螺纹孔内涂覆润滑脂。

8.根据权利要求6所述的一体化螺钉模压成型方法，其特征在于，所述模具还包括设置在所述通孔内的螺套，所述螺套位于所述衬套上方，所述螺套为空心柱状结构，且上端开口处对称设有两个块状凸起，步骤(3)还包括：在所述螺套内外两侧壁上均涂覆脱模剂后，将所述螺套放入所述通孔内，相应地，步骤(4)中向所述螺套内填充预浸料。

9.根据权利要求6所述的一体化螺钉模压成型方法，其特征在于，所述预浸料中增强纤维为高硅氧纤维、石英纤维、玻璃纤维或碳纤维，树脂为酚醛树脂。

10.根据权利要求9所述的一体化螺钉模压成型方法，其特征在于，步骤(4)所述的固化先升温至90-100℃保温0.8-1.2h，然后升至145-155℃、同时加压10-14MPa，保温保压2.5-3.5h，自然降温且自然保压。

11.由权利要求6-10提供的一体化螺钉模压成型方法制备的一体化螺钉。

12.由权利要求6-10提供的一体化螺钉模压成型方法制备的一体化螺钉在连接防热层和金属壳体中的应用。

13.根据权利要求12所述的应用，其特征在于，所述螺套为空心柱状结构，且上端开口处对称设有两个块状凸起，所述应用包括以下步骤：

制作转接接头，所述转接接头第一端对称设有两个凸台，第二端为力施力装置接头，两个所述凸台与所述一体化螺钉的复合材料头部上的两个凹陷一一对应且匹配，所述凹陷由所述螺套的两个块状凸起形成；

将所述转接接头第一端和所述一体化螺钉的复合材料头部对接，然后通过施力装置给所述转接接头第二端施加力矩，转动所述一体化螺钉，使所述一体化螺钉旋入所述防热层和金属壳体上的连接孔，直至达到力矩要求。

14.根据权利要求13所述的应用，其特征在于，所述通过施力装置给所述转接接头第二端施加力矩之前还包括，在所述一体化螺钉四周涂覆GD414胶。