[发明专利]用于制造车轮轮毂的复合塑料及其构成的轮毂结构

说明书

 

技术领域

    本发明涉及一种车轮轮毂，具体涉及的是一种用于制造车轮（包括汽车、摩托车、电动车及自行车车轮）轮毂的复合塑料及其构成的轮毂结构。

背景技术

传统的车轮轮毂大多是采用金属（钢材或者铝合金）制造，以铸造A356铝合金和B380CL热轧钢材为例，采用此类材料制造的轮毂不仅产品重量很大，造成车辆惯性大，刹车距离延长，而且钢制轮毂还容易生锈，需要进行表面喷漆处理，铝合金制造的轮毂也需要表面氧化或者喷砂处理才能获得良好的外观效果。

此外，传统的轮毂结构，其轮辐与轮辐之间存在间隔，导致单个轮辐承受的外力较大，轮辐容易断裂，进而造成轮毂外圈变形，大大降低了轮毂本身的强度，给驾驶人员带来了严重的身体伤害，关于轮毂断裂而造成的人身伤害事故在报道上已经屡见不鲜了。

另外，金属制造的轮毂通常采用铸造或者冲压成型，然后再经过机械切削加工制成轮辋，最后再组装轮辐、轮圈等很多零件，并且需要在表面进行喷漆，如此一来，不仅制造和组装工序繁多、复杂，而且产品尺寸和质量不易控制，因而不仅生产周期长（通常需要两个小时左右才能做出一件产品），而且成本较高。

综上所述，现有的轮毂由于材料和结构方面的因素，导致其存在着重量大、强度不高、加工复杂、且成本高的缺陷，因此，需要有针对性地设计一种新型轮毂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于制造车轮轮毂的复合塑料及其构成的轮毂结构，主要解决现有的车轮轮毂存在重量大、强度低、加工成本高的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

用于制造车轮轮毂的复合塑料，由质量比为以下数值的原料组成：

聚丙烯                           48%～79%

经表面活化处理后的玻璃纤维       20%～50%

塑料辅助剂                       1%～2%。

进一步地，所述塑料辅助剂为抗老化剂。

作为优选，本发明的复合塑料由质量比为以下数值的原料组成：聚丙烯68%；长玻璃纤维30%；抗老化剂2%。

作为优选，本发明的复合塑料由质量比为以下数值的原料组成：聚丙烯58%；长玻璃纤维40%；抗老化剂2%。

基于上述材料，本发明还提供了该种车轮轮毂结构，包括采用上述复合塑料、并利用注塑机通过注塑成型工艺制成的轮毂主体；所述轮毂主体包括轮辋，一端与该轮辋内壁连接并呈放射状分布的轮辐，一端与轮辋内壁连接并设置在相邻轮辐之间的辐板，以及加强筋机构和具有轴孔的轮圈；所有轮辐与辐板各自的另一端组合形成一个圆形，所述轮圈位于该圆形中，而所述加强筋机构则连接在该圆形与轮圈之间；

制造轮毂主体采用的注塑成型工艺的加工条件分别为：料筒温度230～250℃、喷嘴温度240～250℃、模具温度40～60℃、注射压力100～120bar、材料预干燥温度80～90℃、干燥时长2～2.5h、注射速度为中速。

作为优选，所述注塑成型工艺的加工条件分别为：料筒温度230℃、喷嘴温度240℃、模具温度40℃、注射压力100bar、材料预干燥温度80℃、干燥时长2.5h。

作为优选，所述注塑成型工艺的加工条件分别为：料筒温度245℃、喷嘴温度250℃、模具温度50℃、注射压力100bar、材料预干燥温度80℃、干燥时长2.5h。

具体地说，所述加强结构包括设置在轮辐和辐板各自一端构成的圆形中的环形加强筋，以及连接在该环形加强筋内部与轮圈之间并呈与轮辐相同放射状分布的加强筋。

进一步地，所述条形加强筋与轮辐形状、结构完全相同，并且二者的中心轴线相重合。

再进一步地，所述轮辋与轮圈二者的圆心相重合。

本发明的主要设计原理在于，在聚丙烯中添加经表面活化处理后的玻璃纤维形成以及塑料辅助剂复合塑料，然后通过注塑成型工艺成型出轮毂。由于玻璃纤维具有强度高的特性，其抗拉伸强度可达到普通钢材的5倍以上，而将玻璃纤维表面活化处理可以提高其表面自由能，并且玻璃纤维的表面自由能又是影响其浸润、吸附和粘结等性能的重要参数，因此，玻璃纤维表面自由能的提高有利于基体的湿润，当玻璃纤维与聚丙烯接触时，由于湿润情况理想，因而玻璃纤维可以很好吸附聚丙烯分子基团，增强接触界面的粘结强度，大幅提高了聚丙烯的整体抗拉伸强度和抗冲击强度。而加入的塑料辅助剂则可以进一步提高复合塑料的性能，例如抗氧、抗黄变、抗老化等等。