[发明专利]复合螺纹紧固件及其制作方法

说明书

本发明提供一种复合螺纹紧固件，其包括头部和杆部，杆部包含芯部和螺纹部，螺纹部包含沿复合螺纹紧固件轴向延伸和沿该复合螺纹紧固件径向起伏的第一纵向长纤及沿复合螺纹紧固件周向缠绕在第一纵向长纤外侧的周向长纤。径向起伏的第一纵向长纤对周向长纤形成轴向承载面，周向长纤沿其轴向具有较大的抗拉强度，即便周向长纤受到较大的轴向剪切力，也难以改变周向长纤的半径，从而防止滑丝，第一纵向长纤有利于提高螺纹纵向的抗拉强度。此外，拧紧螺纹紧固件时，螺纹受到较大切向力，沿螺纹周向缠绕的周向长纤沿其轴向正好具备较大的抗拉强度，有利于提高复合螺纹紧固件的螺纹的抗扭强度。

技术领域

本发明涉及一种新型复合螺纹紧固件及其制作方法。

背景技术

复合材料的螺钉因其质量轻、比强度高、无磁、抗腐蚀性能优异、装配适应性能强，非常适合航空航天等领域中复合材料结构非承力部位的连接和需要无磁、抗腐蚀性要求高的电子结构中部件的连接，得到了科技强国竞相发展和应用。复合材料螺钉不同于常规的注塑螺钉，克服了普通注塑螺钉精度低、机械性能差等缺点，但因复合螺纹紧固件加工复杂，成形精度不易保证，限制了复合紧固件的应用。

为满足各工作领域对高强度复合螺纹紧固件的需求，提升复合螺纹紧固件的机械性能，需要通过多种方式对螺钉的各个部位进行增强增韧。如今多种增强复合螺纹紧固件强度的方法。如通过长纤压制成型，再通过机加工加工出螺纹，削弱螺纹轴向的抗拉强度；如通过单一长纤压制成型出螺钉及其螺纹，但该螺钉的抗扭强度较低；如通过长纤压制为芯部，短纤位于芯部外侧通过压制或机加工成型出螺纹，该螺钉抗拉强度和抗扭强度降低；如通过长纤压制为芯部，螺钉外部通过长纤缠绕压制成型，螺纹和芯部之间结合力较低，容易出现错层，抗拉强度较弱，螺钉内部力的传递效果较差。还有采用毛坯件表面浸渍、固化和交联的方式，形成改性涂层，以增加强度，但是该专利只选用长纤维作为复合材料基体的填料，而由于复合材料基体和改性涂层之间热膨胀系数不匹配，制备的改性涂层与复合材料基体的结合性较差，在急冷急热过程中容易脱落，无法实现增强螺纹部分强度的作用，会导致螺纹部分在挤压拉伸过程中受损。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种结合力高的复合螺纹紧固件。

本发明的第二目的是提供一种结合力高的复合螺纹紧固件的制作方法。

为实现本发明的第一目的，本发明提供一种复合螺纹紧固件，其包括头部和杆部，杆部包含芯部和螺纹部，螺纹部包含沿复合螺纹紧固件轴向延伸和沿该复合螺纹紧固件径向起伏的第一纵向长纤及沿复合螺纹紧固件周向缠绕在第一纵向长纤外侧的周向长纤。径向起伏的第一纵向长纤对周向长纤形成轴向承载面，周向长纤沿其轴向具有较大的抗拉强度，即便周向长纤受到较大的轴向剪切力，也难以改变周向长纤的半径，从而防止滑丝，第一纵向长纤有利于提高螺纹纵向的抗拉强度。此外，拧紧螺纹紧固件时，螺纹受到较大切向力，沿螺纹周向缠绕的周向长纤沿其轴向正好具备较大的抗拉强度，有利于提高复合螺纹紧固件的螺纹的抗扭强度。

进一步方案为，周向长纤沿复合螺纹紧固件周向连续地缠绕于头部头部和杆部外侧。有利于提高头部头部和杆部的结合力，提高头部头部和杆部之间扭矩传递。

进一步方案为，周向长纤包含第一周向长纤和第二周向长纤；第一周向长纤位于第二周向长纤外侧；沿复合螺纹紧固件的螺纹方向缠绕至少一层第一周向长纤；沿复合螺纹紧固件的螺纹方向相反方向缠绕至少一层第二周向长纤。有利于进一步地提高复合螺纹紧固件螺纹的抗扭强度。

进一步方案为，复合螺纹紧固件内设置有环状加强部；第一纵向长纤缠绕在环状加强部上，且其两端部分别沿复合螺纹紧固件轴向延伸。有利于进一步提高头部和杆部的结合力，提高头部和杆部之间拉力传递。