[发明专利]复合材料轮毂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合材料轮毂及其制备方法，制备方法包括如下步骤：1)将多个二维纤维编织套管经过叠加后制作成复合材料轮辐；2)将多个二维纤维编织套管经过叠加后制作成复合材料轮辋；3)将复合材料轮辋套接于复合材料轮辐的外圆周上，并使两者同轴心，然后固化得到复合材料轮毂。本发明利用二维编织套管可伸缩变形、随形、等厚的特点制作复合材料轮辐和复合材料轮毂，尺寸精度好，成型效率高；而且编织套管中的纤维是连续、交错可控的，制得的复合材料轮毂的抗冲击、抗弯扭、抗剪切性能好，能够满足汽车轮毂轻量化的要求。

技术领域

本发明属于汽车轮毂的制备技术领域，特别涉及一种复合材料轮毂及其制备方法。

背景技术

当前，汽车轮毂通常采用铝合金材料，仅在部分高端赛车中应用了碳纤维复合材料轮毂。在节能减排、低碳环保的倡导及新能源汽车兴起的背景下，通过应用复合材料来实现汽车轻量化是发展的新趋势。利用碳纤维复合材料制造轮毂，不仅能够大大减轻重量，还能够显著提高加速和制动性能，并且能够相当可观地减少燃料的消耗。

公告号为CN 205059051U的中国专利公开了一种复合材料汽车轮毂，其轮毂骨架由连续纤维增强复合材料的轮辋骨架、轮辐骨架及轮辐轴承组成，并在外部采用注塑或模压技术包覆短切短切纤维增强复合材料层。制作工艺复杂，在较大载荷和复杂工况下，轮毂各部分连接性、机械性能并不可靠。

公布号为CN 106182814A的中国专利公开了另外一种复合材料轮毂制备方法，主要采用和模压成型技术，但其是根据轮毂结构将纤维织物铺层定位制得的，涉及纤维织物裁剪、铺放、搭接、定位，效率低且纤维连续性差，制约轮毂的工艺化快速成型制造。

现有的复合材料轮毂主要采用预浸料、短切纤维模压制得，或将纤维织物铺层制得再通过RTM制得，工艺流程长，制作效率低，难以适应大规模生产。此外，由于纤维结构的不连续性和搭接可能出现的缺陷，轮毂的力学性能较差，品质得不到保证，难以满足轮毂的长久使用。

发明内容

针对现有技术中存在的现有的轮毂及其制造方法工艺流程长，轮毂力学性能差的技术问题，本发明提供一种复合材料轮毂及其制备方法，制作工艺简单，轮毂力学性能好，能够长久使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种复合材料轮毂，包括复合材料轮辐和复合材料轮辋，其特征在于，所述复合材料轮辐和复合材料轮辋分别由多个二维纤维编织套管经过叠加而成，所述复合材料轮辋套接于复合材料轮辐的外圆周上，且所述轮辐与轮辋同轴心。

作为优选，所述复合材料轮辐中部的径向位置设有一定形状尺寸的夹芯层。

作为优选，所述纤维编织套管的纤维为连续纤维。

作为优选，所述连续纤维包括玻璃纤维、碳纤维或凯夫拉纤维。

作为优选，所述复合材料轮辋的内壁沿轴向铺设有单向纤维布，以提高所述复合材料轮辋的周向受力。

一种如上所述的复合材料轮毂的制备方法，包括如下的步骤：

1)将多个二维纤维编织套管经过叠加后制作成复合材料轮辐；

2)将多个二维纤维编织套管经过叠加后制作成复合材料轮辋；

3)将复合材料轮辋套接于复合材料轮辐的外圆周上，并使两者同轴心，然后固化得到复合材料轮毂。

作为优选，所述步骤1)中，按尺寸要求制作轮辐底板，将二维纤维编织套管沿轮辐底板的轴承孔处由内向外翻卷，铺覆整个轮辐底板外部，并在异形过渡处采用粘接剂或纤维纱缝制定位定型，如此重复嵌套、叠加、翻边，将多个管径递进的纤维编织管紧凑套在轮辐底板上，多层积层，制得复合材料轮辐。