CN216860807U - 一种混杂复合中空结构货叉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种混杂复合中空结构货叉，由内到外依次设置内部刚性层、中部强度层和表面耐磨层，其中，所述内部刚性层为中空的矩形结构，由二维编织结构与热固性树脂复合而成；中部强度层采用高强度碳纤维二维编织结构与热塑性树脂基体复合而成；表面耐磨层采用高强度碳纤维三维编织结构与热固性树脂基体复合而成。
Description
技术领域
本实用新型属于货叉技术领域，具体涉及一种混杂复合中空结构货叉。
背景技术
这里的陈述仅提供与本实用新型相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
国内货叉常用材质有35Cr、40Cr、35CrMo和33MnCrTiB，其中，35cr和40cr材质的钢材热处理难度及能源消耗比较大，成本略高，且其淬透性高，变形大，给后续工序带来一定难度，不利于进行大规模量产。35CrMo材质由于使用了贵金属Mo，成本较高。33MnCrTiB为货叉专用钢，Cr含量相对较低，其添加多种合金元素以改善钢材晶粒及组织性能，变形相对较小，综合性能略好，能源消耗较少，但仍具有质量重、抗腐蚀性偏弱等技术问题。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种混杂复合中空结构货叉。
为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：
一种混杂复合中空结构货叉，由内到外依次设置内部刚性层、中部强度层和表面耐磨层，其中，所述内部刚性层为中空的矩形结构，由二维编织结构与热固性树脂复合而成；
中部强度层采用高强度碳纤维二维编织结构与热塑性树脂基体复合而成；
表面耐磨层采用高强度碳纤维三维编织结构与热固性树脂基体复合而成。
上述本实用新型的一种或多种实施例取得的有益效果如下：
采用内部刚性层、中间强度层、表面耐磨层三层结构设计组合，有效提高货叉叉体的刚性、耐冲击性、耐摩擦以及耐腐蚀性。
表面耐磨层选用三维编织结构，克服了传统板层间剪切强度低而且易分层的缺点。
采用碳纤维复合材料与热塑性树脂设计组合，有效提高货叉叉体的韧性以及损伤容限。
附图说明
构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1是本实用新型根据一个或多个实施方式的混杂复合中空结构货叉的整体结构示意图。
图2为本实用新型根据一个或多个实施方式的混杂复合中空结构货叉横截面的局部放大图。
其中，1-内部刚性层，2-中间强度层，3-表面耐磨层。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
正如背景技术中所述的，国内货叉常用材质存在成本高、质量重、抗腐蚀性能偏弱等问题，而提出的一种混杂复合中空结构货叉。
一种混杂复合中空结构货叉，由内到外依次设置内部刚性层、中部强度层和表面耐磨层，其中，所述内部刚性层为中空的矩形结构，由二维编织结构与热固性树脂复合而成；
中部强度层采用高强度碳纤维二维编织结构与热塑性树脂基体复合而成；
表面耐磨层采用高强度碳纤维三维编织结构与热固性树脂基体复合而成。
内部刚性层为中空的矩形结构，一方面可以降低货叉的质量，另一方面可以提高刚性层的刚度。其由二维编织结构和热固性树脂复合而成，热固性树脂在加热后发生化学变化，逐渐硬化成型，再受热也不软化，受压不易变形，可以提供较强的刚度，二维编织结构可以从整体上进一步提高刚性层的力学性能。
中部强度层的基体为热塑性树脂，在热压过程中，热塑性树脂的有一定的流动性，向两侧的的内部刚性层和表面耐磨层会有少量渗入，同时两侧的热固性树脂基体逐步硬化，在该过程中，中部强度层将内部刚性层和表面耐磨层紧密连接在一起，可以从整体上提高货叉的力学性能。热塑性树脂基体具有较好的韧性。
表面耐磨层的基体为热固性树脂，可以具有更好的耐磨性能。
在一些实施例中，所述中部强度层包裹于内部刚性层的外部。
在一些实施例中，所述表面耐磨层包裹于中部强度层的外部。
在一些实施例中，内部刚性层采用高模量碳纤维二维编织结构与热固性树脂基体复合而成。
进一步的，高模量碳纤维可选用M40、M55、M60、M40J、M55J或M60J。
进一步的，内部刚性层的二维编织结构选自平纹、斜纹或缎纹编织结构。
进一步的，内部刚性层的热固性树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂或脲醛树脂中的一种或多种。
优选的，内部刚性层的厚度为2-10mm。
优选的，内部刚性层中树脂含量为30％-60％。
在一些实施例中，中部强度层的碳纤维选自T300、T700、T800或T1000。
在一些实施例中，中部强度层的热塑性树脂选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚苯乙烯中的一种或多种。
在一些实施例中，中部强度层的厚度为2-5mm。
在一些实施例中，表面耐磨层的三维编织结构选自三维四向、三维五向、三维六向或三维七向。
进一步的，表面耐磨层的厚度为1-3mm。
模压成型是将预浸料加入金属对模内，经加热、加压固化成型的方法。模压成型工艺流程为首先根据产品尺寸将碳纤维模压料进行裁剪，将特定结构模具进行清理，然后涂脱模剂，铺放纤维状模压料，进行合模处理，上螺丝时螺丝涂上润滑油，确保开模顺利。将完成的碳纤维产品模具放置到预热好的热压机上面，进行3-4次去压，间隔时间10-20s。压机设置温度为130℃-180℃，压强为2～10MPa，加压时间为30-90min。再停止加热保持40-60min。待模具冷却后进行脱模处理。
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例1
如图1和图2所示，一种混杂复合中空结构货叉，由内到外依次设置内部刚性层1、中部强度层2和表面耐磨层3，其中，所述内部刚性层1为中空的矩形结构，由二维编织结构与热固性树脂复合而成；中部强度层2采用高强度碳纤维二维编织结构与热塑性树脂基体复合而成；表面耐磨层3采用高强度碳纤维三维编织结构与热固性树脂基体复合而成。
内部刚性层采用M55高模量碳纤维进行二维缎纹编织与环氧树脂进行复合，总体厚度为3mm，树脂含量为50％。
模压成型时设置压机温度为150℃，压强为5MPa，加压时间为60min，再停止加热保持40min。中间强度层采用T1000高强度碳纤维进行二维平纹编织结构与聚乙烯树脂进行复合，总体厚度为3mm，树脂含量为30％。预浸料叠四层进行模压，预浸料克重140g/m2。
表面耐磨层采用T1000高强度碳纤维采用三维五向编织结构配合酚醛树脂浸渍复合，总体厚度为2mm，树脂含量为40％。
上述3个叠层矩形环绕组合部分，总体树脂基体含量为47％。混杂复合中空结构货叉的叉体长度为1800mm，宽度为130mm，厚度为18mm。
实施例2
内部刚性层采用M60高模量碳纤维进行二维斜纹编织与脲醛树脂进行复合，总体厚度为3mm，树脂含量为40％，模压成型设置压机温度为140℃，压强为6MPa，加压时间为40min，再停止加热保持30min。中间强度层采用T800高强度碳纤维进行二维缎纹编织结构与聚氯乙烯树脂进行复合，总体厚度为4mm，树脂含量为40％。预浸料叠三层进行模压，预浸料克重130g/m2，表面耐磨层采用T8000高强度碳纤维采用三维七向编织结构配合环氧树脂浸渍复合，总体厚度为2mm，树脂含量为50％。
上述3个叠层矩形环绕组合部分，总体树脂基体含量为48％。混杂复合中空结构货叉的叉体长度为1500mm，宽度为150mm，厚度为20mm。
实施例3
内部刚性层采用M60J高模量碳纤维进行二维平纹编织与不饱和聚酯树脂进行复合，总体厚度为3mm，树脂含量为40％，模压成型设置压机温度为180℃，压强为6MPa，加压时间为50min。再停止加热保持40min。中间强度层采用T300高强度碳纤维进行二维斜纹编织结构与聚丙烯树脂进行复合，总体厚度为2mm，树脂含量为30％。预浸料叠五层进行模压，预浸料克重120g/m2，表面耐磨层采用T1000高强度碳纤维采用三维四向编织结构配合不饱和聚酯树脂浸渍复合，总体厚度为2mm，树脂含量为30％。
上述3个叠层矩形环绕组合部分，总体树脂基体含量为36％。混杂复合中空结构货叉的叉体长度为1200mm，宽度为100mm，厚度为16mm。
实施例4
内部刚性层采用M60高模量碳纤维进行二维斜纹编织与不饱和聚酯树脂进行复合，总体厚度为5mm，树脂含量为60％，模压成型设置压机温度为150℃，压强为6MPa，加压时间为60min。再停止加热保持30min。中间强度层采用T800高强度碳纤维进行二维平纹编织结构与聚苯乙烯树脂进行复合，总体厚度为2mm，树脂含量为50％。预浸料叠四层进行模压，预浸料克重180g/m2，表面耐磨层采用T1000高强度碳纤维采用三维六向编织结构配合环氧树脂浸渍复合，总体厚度为1mm，树脂含量为50％。
上述3个叠层缠绕组合部分，总体树脂基体含量为54％。混杂复合中空结构货叉的叉体长度为2000mm，宽度为180mm，厚度为18mm。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种混杂复合中空结构货叉，其特征在于：由内到外依次设置内部刚性层、中部强度层和表面耐磨层，其中，所述内部刚性层为中空的矩形结构，由二维编织结构与热固性树脂复合而成；
中部强度层采用高强度碳纤维二维编织结构与热塑性树脂基体复合而成；
表面耐磨层采用高强度碳纤维三维编织结构与热固性树脂基体复合而成。
2.根据权利要求1所述的混杂复合中空结构货叉，其特征在于：所述中部强度层包裹于内部刚性层的外部。
3.根据权利要求2所述的混杂复合中空结构货叉，其特征在于：所述表面耐磨层包裹于中部强度层的外部。
4.根据权利要求1所述的混杂复合中空结构货叉，其特征在于：内部刚性层采用高模量碳纤维二维编织结构与热固性树脂基体复合而成。
5.根据权利要求1所述的混杂复合中空结构货叉，其特征在于：内部刚性层的厚度为2-10mm。
6.根据权利要求1所述的混杂复合中空结构货叉，其特征在于：中部强度层的厚度为2-5mm。
7.根据权利要求1所述的混杂复合中空结构货叉，其特征在于：表面耐磨层的三维编织结构选自三维四向、三维五向、三维六向或三维七向。
8.根据权利要求1所述的混杂复合中空结构货叉，其特征在于：表面耐磨层的厚度为1-3mm。
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| CN202123254685.7U CN216860807U (zh) | 2021-12-22 | 2021-12-22 | 一种混杂复合中空结构货叉 |
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|---|---|---|---|---|
| CN115231480A (zh) * | 2022-09-22 | 2022-10-25 | 华夏星辰(苏州)新材料科技有限公司 | 内植加强芯的大丝束碳纤维复合材料货叉及其制备方法 |
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