CN110934394A - 一种纤维增强镁合金拉杆箱及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纤维增强镁合金拉杆箱,包括箱壳、边框、护角、拉杆和万向轮,所述箱壳材质是镁合金和增强纤维的复合物,所述边框材质是铝合金,所述护角材质是镁合金和增强纤维的复合物,所述拉杆材质是铝合金,所述万向轮材质是短玻璃纤维增强塑料;本发明还提供了所述纤维增强镁合金拉杆箱的制作方法,本发明提供的纤维增强镁合金拉杆箱,刚性和强度高,重量轻,防护力好,能有效的保护拉杆箱内的物品,受到外力时不容易发生变形。
Description
技术领域
本发明涉及箱包技术领域,更具体地,涉及一种纤维增强镁合金拉杆箱及其制作方法。
背景技术
行李箱自问世以来,制作行李箱的材质与时俱进,发展到现在形成了多种多样的材质,常见的材质有布质、皮质、塑料、铝合金、钛合金等等。
由布质、皮质、塑料加工的行李箱,箱体容易变形,不防水、不安全,箱体容易变形使箱内的东西损坏;铝合金行李箱强度足够,防水,但铝合金行李箱相比而言,材质密度大,重量大,另外,铝合金受到冲击时,很容易形成不可恢复的凹坑,使用时间长了之后,行李箱变得“坑坑洼洼”。
镁合金行李箱可以解决铝合金行李箱密度大、重量过重的问题,公开号为CN105105479A的专利和公开号为CN107760948A的专利,都分别公开了各自的镁合金行李箱,但单纯的镁合金制作行李箱,除了重量比铝合金轻外,缺点也很多,主要是镁合金的强度和弹性模量均比铝合金差,在对箱内物品防护方面,会比铝合金差较多。
发明内容
本发明的主要目的在于克服上述不足之处,提供一种纤维增强镁合金拉杆箱及其制作方法,以克服现有技术中的缺陷。
本发明提供的一种纤维增强镁合金拉杆箱,包括箱壳、边框、护角、拉杆和万向轮,所述箱壳材质是镁合金和增强纤维的复合物,
所述边框材质是铝合金,
所述护角材质是镁合金和增强纤维的复合物,
所述拉杆材质是铝合金,
所述万向轮材质是短玻璃纤维增强塑料。
其中,所述箱壳的厚度为0.7mm~1mm,所述护角的厚度为1.2mm~2mm。
进一步的,所述镁合金包括如下组分的重量份:
Al:2%~5%、Zn:0.1%~2.0%、Mn: 0.1~1.5%、其他杂质元素<1%、余量为镁。
进一步的,所述铝合金包括如下组分的重量份:
Mg:0.1%~2.0%、Si: 0.2%~2.0%、其他杂质元素<1%、余量为铝。
进一步的,所述增强纤维选自包括碳纤维或玻璃纤维。
进一步的,所述万向轮外部设有橡胶层。
本发明还提供了所述纤维增强镁合金拉杆箱的制作方法,包括以下步骤,
S1、先将镁合金板材加热至100~300℃,模具也加热至100~300℃,将镁合金板材放入模具中,冲压成型后,取出冷却,并在折弯模中折弯成箱壳形状,再将箱壳进行微弧氧化处理,表面粘贴增强纤维,再将箱壳放入真空热压设备中,加热加压固化;固化后的箱壳外表面喷漆,烘烤,完成箱壳成型;其中,箱壳与增强纤维粘贴方式可以是,箱壳和增强纤维,增强纤维、箱壳和增强纤维,箱壳、增强纤维和箱壳;
S2、先将镁合金板材冲切成预定形状,将镁合金板材加热至100~300℃,模具也加热至100~300℃,将镁合金板材放入模具中,冲压成护角形状,取出冷却后进行微弧氧化处理,内侧面粘贴增强纤维,放入真空热压设备中,加热加压固化;固化后的护角外表面喷漆,烘烤,完成护角制作;
S3、将预定形状的铝合金型材放入折弯机,折弯成型,再用冲孔机在预定位置冲孔后,进行阳极氧化处理,得到边框;铝合金管材根据所需的长度、厚度制得拉杆;
S4、万向轮注塑成型,并在外部套入橡胶;
S5、将箱壳与边框连接,安装合页,组成箱体;再分别安装护角、万向轮和拉杆组成拉杆箱。
进一步的,步骤S1中,所述加热加压固化的条件为:压力为0.1~7MPa,温度为25~150℃,保压0.5~4h。
进一步的,步骤S2中,所述加热加压固化的条件为:压力为0.1~7MPa,温度为25~150℃,保压1~4h。
进一步的,步骤S4中,所述万向轮材质采用PP和40%~60%玻璃纤维颗粒的复合物,从而提高万向轮的机械强度。
进一步的,步骤S4中,所述万向轮注塑成型的温度为80~120℃。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
1、本发明提供的纤维增强镁合金拉杆箱,刚性和强度高,重量轻,防护力好,能有效的保护拉杆箱内的物品,受到外力时不容易发生变形。
2、由于镁合金材料轻、强度高,箱壳和护角的材质采用镁合金和增强纤维的复合物,增强纤维具有轻质的特性,使得箱体整体更加轻便,且增强纤维具有抗压强度较高、韧性强的特性,增加了箱体的整体抗压强度、整体韧性和抗冲击能力;边框采用铝合金材质,拉杆采用铝合金材质,万向轮采用短玻璃纤维增强塑料,进一步减轻了拉杆箱自身重量,增加的载重能力,可以携带托运更多的行李,同时保证了强度,有效保护了拉杆箱内物品的安全。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征更易被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。
实施例1
本实施例提供了一种纤维增强镁合金拉杆箱,包括箱壳、边框、护角、拉杆和万向轮,箱壳材质是镁合金和增强纤维的复合物,
边框材质是铝合金,
护角材质是镁合金和增强纤维的复合物,
拉杆材质是铝合金,
万向轮材质是短玻璃纤维增强塑料。
其中,箱壳、护角材质中的镁合金包括如下组分的重量份:
Al:3.6%、Zn:0.8%、Mn: 0.4%、其他杂质元素均小于0.1%、余量为镁。
边框、拉杆材质中的铝合金包括如下组分的重量份:
Mg:0.5%、Si: 0.8%、其他杂质元素<0.2%、余量为铝。
本实施例还提供了一种纤维增强镁合金拉杆箱的制作方法,包括以下步骤,
S1、先将镁合金板材加热至250℃,模具也加热至250℃,将镁合金板材放入模具中,冲压出筋位和孔洞后,取出冷却,并在折弯模中折弯成箱壳形状,再将箱壳进行微弧氧化处理,微弧氧化后膜厚10μm,微孔大小为5~20μm;将一层0.1mm厚的玻璃纤维预浸布和一层0.25mm厚的碳纤维预浸布依次贴在箱壳内侧表面,用滚轮碾平,纤维预浸布的粘接剂是环氧树脂和固化剂的混合物,其中,环氧树脂采用E51,固化剂选用TZ-550;然后放入预定的模具内,套入真空袋,整体抽真空后移入真空罐内,加温加压,温度为80℃,压力为3MPa,保持1小时后,随炉冷至室温后取出固化好的箱壳,固化好的箱壳外表面喷漆,烘烤,完成箱壳成型,箱壳厚度为0.85mm。
S2、先将镁合金板材冲切成护角所需形状和孔位,将镁合金板材加热至250℃,模具也加热至250℃,将镁合金板材放入模具中,冲压成护角形状,取出冷却后进行微弧氧化处理,微弧氧化后膜厚10μm,微孔大小为5~20μm;将一层0.25mm厚的碳纤维预浸布贴在镁合金护角内侧表面,用滚轮碾平,纤维预浸布的粘接剂是环氧树脂和固化剂的混合物,其中,环氧树脂采用E51,固化剂选用TZ-550;然后放入预定的模具内,套入真空袋,整体抽真空后移入真空罐内,加温加压,温度为80℃,压力为3MPa,保持1小时后,随炉冷至室温后取出固化好的护角,固化好的护角外表面进行喷漆,烘烤,完成护角成型,护角厚度为1.5mm。
S3、将预定形状的铝合金型材放入折弯机,型材截面为边框设计截面,折弯4次成型,再用冲孔机及相应的冲孔模具在预定位置冲孔后,进行阳极氧化处理,阳极氧化膜厚度为5-10μm,得到边框;阳极氧化处理后型材表面会有非常多而致密的孔隙,很容易吸附一些金属盐或染料,喷漆更加均匀美观,从而使型材表面形成丰富多彩的颜色,并提高耐腐蚀性。
将铝合金管材根据所需的长度、厚度设计成两节或三节的拉杆,拉杆上端有提手,材质为工程塑料,拉杆下端有塑料连接件,以便和箱体连接,塑料连接件注塑后和拉杆组装在一起。
S4、万向轮采用PP和40%~60%玻璃纤维颗粒的复合物,在100℃温度下,注塑入预定模具内分别成型万向轮的固定支撑和轮毂,并在轮毂外部套入圆环形耐磨橡胶;
S5、用铆钉机将箱壳与边框连接,安装合页,组成箱体;再分别安装护角、万向轮和拉杆组成拉杆箱。
实施例2
本实施例提供了一种纤维增强镁合金拉杆箱,包括箱壳、边框、护角、拉杆和万向轮,箱壳材质是镁合金和增强纤维的复合物,
边框材质是铝合金,
护角材质是镁合金和增强纤维的复合物,
拉杆材质是铝合金,
万向轮材质是短玻璃纤维增强塑料。
其中,箱壳、护角材质中的镁合金包括如下组分的重量份:
Al:2.6%、Zn:1.0% 、Mn: 0.5%、其他杂质元素均小于0.1%、余量为镁。
边框、拉杆材质中的铝合金包括如下组分的重量份:
Mg:0.4%、Si: 0.6%、其他杂质元素<0.2%、余量为铝。
本实施例还提供了一种纤维增强镁合金拉杆箱的制作方法,包括以下步骤,
S1、先将镁合金板材加热至300℃,模具也加热至300℃,将镁合金板材放入模具中,冲压出筋位和孔洞后,取出冷却,并在折弯模中折弯成箱壳形状,再将箱壳进行微弧氧化处理,微弧氧化后膜厚10μm,微孔大小为5~20μm;将一层0.25mm厚的碳纤维预浸布贴在箱壳内侧表面,用滚轮碾平,纤维预浸布的粘接剂是环氧树脂和固化剂的混合物,其中,环氧树脂采用EL2,快速固化剂采用AT30;然后放入预定的模具内,套入真空袋,整体抽真空后移入真空罐内,加温加压,温度为80℃,压力为3MPa,保持1小时后,随炉冷至室温后取出固化好的箱壳,固化好的箱壳外表面喷漆,烘烤,完成箱壳成型,箱壳厚度为0.85mm。
S2、先将镁合金板材冲切成护角所需形状和孔位,将镁合金板材加热至300℃,模具也加热至300℃,将镁合金板材放入模具中,冲压成护角形状,取出冷却后进行微弧氧化处理,微弧氧化后膜厚10μm,微孔大小为5~20μm;将一层0.25mm厚的碳纤维预浸布贴在镁合金护角内侧表面,用滚轮碾平,纤维预浸布的粘接剂是环氧树脂和固化剂的混合物,其中,环氧树脂采用EL2,快速固化剂采用AT30;然后放入预定的模具内,套入真空袋,整体抽真空后移入真空罐内,加温加压,温度为80℃,压力为3MPa,保持1小时后,随炉冷至室温后取出固化好的护角,固化好的护角外表面进行喷漆,烘烤,完成护角成型,护角厚度为1.25mm。
S3、将预定形状的铝合金型材放入折弯机,型材截面为边框设计截面,折弯4次成型,再用冲孔机及相应的冲孔模具在预定位置冲孔后,进行阳极氧化处理,以搭配理想的颜色和抗腐蚀性,阳极氧化膜厚度为5-10μm,得到边框;
将铝合金管材根据所需的长度、厚度设计成两节或三节的拉杆,拉杆上端有提手,材质为工程塑料,拉杆下端有塑料连接件,以便和箱体连接,塑料连接件注塑后和拉杆组装在一起。
S4、万向轮采用PP和40%~60%玻璃纤维颗粒的复合物,在100℃温度下,注塑入预定模具内分别成型万向轮的固定支撑和轮毂,并在轮毂外部套入圆环形耐磨橡胶;
S5、用铆钉机将箱壳与边框连接,安装合页,组成箱体;再分别安装护角、万向轮和拉杆组成拉杆箱。
实施例3
本实施例提供了一种纤维增强镁合金拉杆箱,包括箱壳、边框、护角、拉杆和万向轮,箱壳材质是镁合金和增强纤维的复合物,
边框材质是铝合金,
护角材质是镁合金和增强纤维的复合物,
拉杆材质是铝合金,
万向轮材质是短玻璃纤维增强塑料。
其中,箱壳、护角材质中的镁合金包括如下组分的重量份:
Al:3.0%、Zn:0.4%、Mn: 0.4%、其他杂质元素均小于0.1%、余量为镁。
边框、拉杆材质中的铝合金包括如下组分的重量份:
Mg:0.3%、Si: 0.7%、其他杂质元素<0.2%、余量为铝。
本实施例还提供了一种纤维增强镁合金拉杆箱的制作方法,包括以下步骤,
S1、先将镁合金板材加热至150℃,模具也加热至150℃,将镁合金板材放入模具中,冲压出筋位和孔洞后,取出冷却,并在折弯模中折弯成箱壳形状,再将箱壳进行微弧氧化处理,微弧氧化后膜厚10μm,微孔大小为5~20μm;将两层0.25mm厚的碳纤维预浸布分别贴在箱壳内外侧表面,用滚轮碾平,纤维预浸布的粘接剂是环氧树脂和固化剂的混合物,其中,环氧树脂采用197E#,固化剂选用AT30;然后放入预定的模具内,套入真空袋,整体抽真空后移入真空罐内,加温加压,温度为150℃,压力为4MPa,保持0.5小时后,随炉冷至室温后取出固化好的箱壳,固化好的箱壳外表面喷漆,其中,喷涂的3K碳纤维透明漆,以保证箱壳表面的碳纤维纹路清晰美观,再进行烘烤,完成箱壳成型,箱壳厚度为0.8mm。
S2、先将镁合金板材冲切成护角所需形状和孔位,将镁合金板材加热至150℃,模具也加热至150℃,将镁合金板材放入模具中,冲压成护角形状,取出冷却后进行微弧氧化处理,微弧氧化后膜厚10μm,微孔大小为5~20μm;将一层0.25mm厚的碳纤维预浸布贴在镁合金护角内侧表面,用滚轮碾平,纤维预浸布的粘接剂是环氧树脂和固化剂的混合物,其中,环氧树脂采用197E#,固化剂选用AT30;然后放入预定的模具内,套入真空袋,整体抽真空后移入真空罐内,加温加压,然后放入预定的模具内,套入真空袋,整体抽真空后移入真空罐内,加温加压,温度为150℃,压力为4MPa,保持0.5小时后,随炉冷至室温后取出固化好的护角,固化好的护角外表面进行喷漆,烘烤,完成护角成型,护角厚度为1.5mm。
S3、将预定形状的铝合金型材放入折弯机,型材截面为边框设计截面,折弯4次成型,再用冲孔机及相应的冲孔模具在预定位置冲孔后,进行阳极氧化处理,以搭配理想的颜色和抗腐蚀性,阳极氧化膜厚度为5-10μm,得到边框;
将铝合金管材根据所需的长度、厚度设计成两节或三节的拉杆,拉杆上端有提手,材质为工程塑料,拉杆下端有塑料连接件,以便和箱体连接,塑料连接件注塑后和拉杆组装在一起。
S4、万向轮采用PP和40%~60%玻璃纤维颗粒的复合物,在100℃温度下,注塑入预定模具内分别成型万向轮的固定支撑和轮毂,并在轮毂外部套入圆环形耐磨橡胶;
S5、用铆钉机将箱壳与边框连接,安装合页,组成箱体;再分别安装护角、万向轮和拉杆组成拉杆箱。
将常规的铝合金行李箱、镁合金行李箱与实施例1-3的纤维增强镁合金拉杆箱的
性能参数详见下表:
参数 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 铝合金行李箱 | 镁合金行李箱 |
箱体厚度(mm) | 0.85 | 0.85 | 0.8 | 0.8 | 0.9 |
拉伸强度(MPa) | 420 | 400 | 460 | 260 | 220 |
弹性模量(GPa) | 70 | 70 | 80 | 75 | 45 |
密度(g/ cm3) | 1.9 | 1.8 | 1.8 | 2.7 | 1.8 |
整箱重量 | 3.4 | 3.2 | 3.0 | 4.2 | 3.2 |
从上表可看出,本发明提供的纤维增强镁合金拉杆箱在防护力(即拉伸强度、弹性模量)上,略高于铝合金行李箱,明显高于镁合金行李箱,在整箱重量上,基本和镁合金行李箱持平,但明显轻于铝合金行李箱。
由于镁合金材料轻、刚性和强度高,箱壳和护角的材质采用镁合金和增强纤维的复合物,增强纤维具有轻质的特性,使得箱体整体更加轻便,且增强纤维具有抗压强度较高、韧性强的特性,增加了箱体的整体抗压强度、整体韧性和抗冲击能力;边框采用铝合金材质,拉杆采用铝合金材质,万向轮采用短玻璃纤维增强塑料,进一步减轻了拉杆箱自身重量,增加的载重能力,可以携带托运更多的行李,同时保证了强度,有效保护了拉杆箱内物品的安全。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种纤维增强镁合金拉杆箱,其特征在于,包括箱壳、边框、护角、拉杆和万向轮,所述箱壳材质是镁合金和增强纤维的复合物,
所述边框材质是铝合金,
所述护角材质是镁合金和增强纤维的复合物,
所述拉杆材质是铝合金,
所述万向轮材质是短玻璃纤维增强塑料。
2.根据权利要求1所述的纤维增强镁合金拉杆箱,其特征在于,
所述镁合金包括如下组分的重量份:
Al:2%~5%、Zn:0.1%~2.0%、Mn: 0.1~1.5%、其他杂质元素<1%、余量为镁。
3.根据权利要求1所述的纤维增强镁合金拉杆箱,其特征在于,
所述铝合金包括如下组分的重量份:
Mg:0.1%~2.0%、Si: 0.2%~2.0%、其他杂质元素<1%、余量为铝。
4.根据权利要求1所述的纤维增强镁合金拉杆箱,其特征在于,所述增强纤维选自包括碳纤维或玻璃纤维。
5.根据权利要求1所述的纤维增强镁合金拉杆箱,其特征在于,所述万向轮外部设有橡胶层。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的纤维增强镁合金拉杆箱的制作方法,其特征在于,包括以下步骤,
S1、先将镁合金板材加热至100~300℃,模具也加热至100~300℃,将镁合金板材放入模具中,冲压成型后,取出冷却,并在折弯模中折弯成箱壳形状,再将箱壳进行微弧氧化处理,表面粘贴增强纤维,再将箱壳放入真空热压设备中,加热加压固化;固化后的箱壳外表面喷漆,烘烤,完成箱壳成型;
S2、先将镁合金板材冲切成预定形状,将镁合金板材加热至100~300℃,模具也加热至100~300℃,将镁合金板材放入模具中,冲压成护角形状,取出冷却后进行微弧氧化处理,内侧面粘贴增强纤维,放入真空热压设备中,加热加压固化;固化后的护角外表面喷漆,烘烤,完成护角制作;
S3、将预定形状的铝合金型材放入折弯机,折弯成型,再用冲孔机在预定位置冲孔后,进行阳极氧化处理,得到边框;铝合金管材根据所需的长度、厚度制得拉杆;
S4、万向轮注塑成型,并在外部套入橡胶;
S5、将箱壳与边框连接,安装合页,组成箱体;再分别安装护角、万向轮和拉杆组成拉杆箱。
7.根据权利要求6所述的纤维增强镁合金拉杆箱的制作方法,其特征在于,步骤S1中,所述加热加压固化的条件为:压力为0.1~7MPa,温度为25~150℃,保压0.5~4h。
8.根据权利要求6所述的纤维增强镁合金拉杆箱的制作方法,其特征在于,步骤S2中,所述加热加压固化的条件为:压力为0.1~7MPa,温度为25~150℃,保压1~4h。
9.根据权利要求6所述的纤维增强镁合金拉杆箱的制作方法,其特征在于,步骤S4中,所述万向轮材质采用PP和40%~60%玻璃纤维颗粒的复合物。
10.根据权利要求6所述的纤维增强镁合金拉杆箱的制作方法,其特征在于,步骤S4中,所述万向轮注塑成型的温度为80~120℃。
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- 2019-11-20 CN CN201911139855.1A patent/CN110934394A/zh active Pending
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