1.一种双质量飞轮用复合材料弧形弹簧制备方法,其特征在于:包括如下工艺步骤:
1),选材:选用碳纤维丝,以及热塑性树脂作为制作材料;
2),制备预成型体:首先,采用拉挤工艺制备簧丝纤维芯轴;然后,采用环形编织机编织弧形弹簧簧丝预成型体;
具体的说,采用拉挤工艺,用粘流态热塑性树脂浸润碳纤维束,放入预成型装置制备碳纤维簧丝芯轴;然后,将芯轴安装固定到环形编织机,按照±45°编织角度编织弧形弹簧簧丝预成型体;
3),固化成型:将编织好的簧丝预成型体缠绕到模具内模中;然后,将外模合模,加热固化;
4),弧形处理:在双质量飞轮弹簧完成固化成型并脱模后,将其加热至变形温度以上,通过弧形弹簧夹具或模具按照所需半径进行弧形处理,保温消除内应力;
所述弧形弹簧夹具包括夹具弹簧座、夹具滑块、滑块导轨以及丝杠;其中,弹簧夹持于夹具弹簧座上;所述夹具弹簧座安装于夹具滑块上;所述夹具滑块和滑块导轨相配合;所述丝杠和夹具滑块相啮合,其能驱动夹具滑块沿滑块导轨移动;
5),对弧形处理后的弹簧进行毛刺处理及打磨处理,通过喷涂工艺对表面喷涂具有高韧性高耐磨的材料,如氧化钇、氧化锆等,最后制得复合材料弧形弹簧;
制得的弧形弹簧可通过在弧形弹簧外侧增设滑块;所述弧形弹簧包括由内而外设置的芯轴、编织层以及耐磨涂层。
2.如权利要求1所述的双质量飞轮用复合材料弧形弹簧制备方法,其特征在于:所述步骤1)中,碳纤维能替换成玻璃纤维或玄武岩纤维。
3.如权利要求1所述的双质量飞轮用复合材料弧形弹簧制备方法,其特征在于:所述步骤1)中,所述树脂采用聚醚砜树脂(PES)、或聚醚醚酮树脂(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)或适应模压、拉挤、缠绕或RTM工艺的树脂。
4.如权利要求1所述的双质量飞轮用复合材料弧形弹簧制备方法,其特征在于:所述步骤2)中,环形编织层数由预成型体簧丝直径确定,预成型体簧丝直径略大于固化后弧形弹簧簧丝直径。
5.如权利要求1所述的双质量飞轮用复合材料弧形弹簧制备方法,其特征在于:所述步骤3)中,将模具加热至热塑性树脂成型温度以上,向模具内注射粘流态热塑性树脂,使树脂充分浸润预成型体,进行保温保压,15‑60min后自动降温至玻璃化温度90‑150℃,再次保温保压,使弹簧固化成型。
6.如权利要求5所述的双质量飞轮用复合材料弧形弹簧制备方法,其特征在于:所述步骤3)中,所述模具的内模由石膏或若干内模模组组成。
7.如权利要求1所述的双质量飞轮用复合材料弧形弹簧制备方法,其特征在于:所述步骤5)中,所述高韧性高耐磨的材料为氧化钇、氧化锆。