基于热固性材料制作的汽车导向臂的制作方法及汽车导向臂

摘要

本发明提供了基于热固性材料制作的汽车导向臂的制作方法及汽车导向臂，所述热固性材料主要由以下材料制备而成：高强度连续玻璃纤维，SCB‑500树脂、润滑剂、抗老化剂和相容剂。本发明所述热固性材料充分发挥树脂与玻纤的性能，提高了材料的力学性能。用该热固性材料制作的导向臂，力学性能能与钢结构媲美，且质量相对钢结构减轻了三分之二。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车零部件技术领域，更具体地，涉及一种基于热固性材料制作的汽车导向臂的制作方法及汽车导向臂。

背景技术

随着汽车工业的蓬勃发展，市场对整车轻量化提出了更加严格的要求。汽车导向臂目前采用钢结构，钢结构的优点是力学性能好，但是钢结构制造成本高，重量大。汽车重量越轻，耗电越少，节约成本，车辆越轻对路面的磨损也更小。技术人员通常通过改变导向臂的结构，来减轻导向臂的重量，钢结构本身就较重，通过金属导向臂的结构轻量化的效果不显著；或者采用碳纤维材料制作，但是碳纤维材料的价格太高。导向臂作为汽车空气悬架的重要部件，实现轻量化的同时，又要保证有像金属件一样的力学性能。

发明内容

本发明针对以上问题，提供一种热固性材料，该热固性材料作为汽车导向臂的材料时，具有良好力学性能，重量轻，成本低。

本发明的上述目的通过以下技术方案予以实现：

基于热固性材料制作的汽车导向臂的制作方法，所述汽车导向臂通过热固性材料模压成型，以重量份数计算，所述热固性材料由以下原料制备而成：

高强度连续玻璃纤维 70～80份；

SCB-500树脂 20～30份；

润滑剂 0～1份；

抗老化剂 0-～0.05份；

相容剂 1～6份；

制作方法为：将上述材料混合在一起，分层多次模压成型。

优选地，所述润滑剂选自硅酮粉、脂肪酸酰胺类中的至少一种。

优选地，所述抗老化剂选自T501、BHT中的至少一种。

优选地，所述相容剂剂选自马来酸酐接枝聚烯烃、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体中的至少一种。

优选地，采用压机制备，压机固化温度为40～60℃，每模固化时间10～20分钟。

基于热固性材料制作的汽车导向臂，采用热固性材料模压制作成型；其中热固性材料由以下原料制备而成：

高强度连续玻璃纤维 70～80份；

SCB-500树脂 20～30份；

润滑剂 0～1份；

抗老化剂 0～0.05份；

相容剂 1～6份。

优选地，所述润滑剂选自硅酮粉、脂肪酸酰胺类中的至少一种。

优选地，所述抗老化剂选自T501、BHT中的至少一种。

优选地，所述相容剂剂选自马来酸酐接枝聚烯烃、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体中的至少一种。

优选地，热固性材料的拉伸强度为1000～1100MPa，拉伸断裂伸长率为3～6％，弯曲强度为900～1050MPa，缺口冲击强度为400～550MPa，拉伸模量为48～50GPa，弯曲模量为46～55GPa

本发明具有以下有益效果：

本发明所述热固性材料力学性能优越，主要采用高强度连续玻璃纤维和高强度SCB-500树脂，提高了材料的力学性能，经过试验测量，该材料的拉伸强度1000～1100MPa，拉伸断裂伸长率3～6％，弯曲强度900～1050MPa，缺口冲击强度400～550MPa，拉伸模量48～50GPa，弯曲模量46～55GPa。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是基于高分子材料制作的汽车导向臂结构示意图。

图2是有限元分析三维几何模型。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1

一种基于热固性材料制作的汽车导向臂的制作方法，所述汽车导向臂通过模压成型，由以下原料制备而成：高强度连续玻璃纤维：70kg，SCB-500树脂：20 kg，润滑剂选用脂肪酸酰胺类：0.5 kg；抗老化剂选用BHT：0.05 kg；相容剂润滑剂选用马来酸酐接枝聚烯烃弹性体：3kg。

按照上述制作方法制作的基于热固性材料制作的汽车导向臂，采用热固性材料模压成型制作成型；其中热固性材料由以下原料制备而成：

高强度连续玻璃纤维 70～80份；

SCB-500树脂 20～30份；

润滑剂 0～1份；

抗老化剂 0～0.05份；

相容剂 1～6份。

所述润滑剂选自硅酮粉、脂肪酸酰胺类中的至少一种。

所述抗老化剂选自T501、BHT中的至少一种。

所述相容剂剂选自马来酸酐接枝聚烯烃、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体中的至少一种。

热固性材料的拉伸强度为1000～1100MPa，拉伸断裂伸长率为3～6％，弯曲强度为900～1050MPa，缺口冲击强度为400～550MPa，拉伸模量为48～50GPa，弯曲模量为46～55GPa。

实施例2

一种汽车导向臂，采用以上实施例1所述的热固性材料制作而成。本实施例制得的导向臂，根据国家标准进行性能检测结果如下：

导向臂使用金属材料时，拉伸强度要求≥900Mpa、拉伸强度拉伸应变要求≥5%、弯曲强度要求≥850Mpa和缺口冲击强度要求≥450Mpa。从以上表格中可以看出，采用热塑性材料制成的汽车导向臂的力学性能能与钢结构的媲美。且热塑性材料的导向臂质量轻，相比金属件，单个导向臂质量减轻三分之二，轻量化效果显著，并具有成本低的优势。

用实施例1所述的热固性材料，制作汽车导向臂，使用有限元计算软件Ansys计算该导向臂强度与刚度。如图1所示，该导向臂为几何对称结构。

导向臂为几何对称结构，边界条件与载荷也关于中间面对称，故分析使用对称模型。 使用六面体为主二阶单元划分网格，导向臂网格基本尺寸为6mm，模型总节点数量约为20万。如图2所示，内部约束关系：螺栓与压板接触关系为不分离，压板与导向臂，导向臂与安装座为摩擦接触，摩擦系数取0.1。

导向臂材料为高分子新材料，弹性模量 E=5e4N/mm2；泊松比v=0.3；拉伸强度σb=1100MPa，弯曲强度840MPa。边界条件:中部面对称约束，固定安装座底部面。载荷：在导向臂两端施加载荷：左端F=44483N,右端F=35142N，总力为79625N。由于采用的是1/2对称模型，故载荷也采用1/2载荷数值，相当于使用全模型加载6.5吨2.5倍重力加速度的载荷。

经有限元分析，当导向臂使用实施例所述的热固性材料时，该工况两端部垂向位移分别为15.8mm、21.5mm，结构最大等效应力为613.6MPa（小于材料弯曲强度与拉伸强度）。当导向臂使用金属材料相同工况计算结果：该工况两端部垂向位移分别为7.5mm、15.8mm，结构最大等效应力为1008.8MPa（小于材料弯曲强度与拉伸强度）。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的包含范围。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述热固性材料力学性能优越，主要采用高强度连续玻璃纤维和高强度SCB-500树脂，提高了材料的力学性能，经过试验测量，该材料的拉伸强度1000～1100MPa，拉伸断裂伸长率3～6％，弯曲强度900～1050MPa，缺口冲击强度400～550MPa，拉伸模量48～50GPa，弯曲模量46～55GPa。