[实用新型]用于替换金属零部件的复合材料汽车零部件

说明书

技术领域

本公开涉及汽车技术领域，具体地，涉及一种汽车零部件。

背景技术

Z-pin增强是将针状细杆Z-pin销钉植入到未固化的复合材料层合构件进行三维增强，从而提高其层间性能的技术。常用的Z-pin销钉材料是直径为0.2～1.0mm的高强度、高模量碳纤维针或钛合金针等。在摩擦力和材料对Z-pin销钉约束的双重作用下，Z-pin销钉像钉子一样将层合板的各个子层联结在一起。

Z-pin技术的具体操作方式为借鉴缝合复合材料技术中不连续缝针方法，在层合板的预浸件中直接嵌入固化好的纤维短棒或金属短棒，然后再固化预浸件形成层合板的工艺过程。常规的Z-pin技术是将Z-Pin销钉植入泡沫材料，再通过超声等方式植入到铺层织物内的方式。

现有技术是将Z-Pin销钉通过物理手段打入到纤维织物中，容易对连续纤维造成损伤，虽然可提高层间剪切性能，但会降低面内性能。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种用于替换金属零部件的复合材料汽车零部件，该汽车零部件强度和刚度性能好，耐冲击性能强。

为了实现上述目的，本公开提供一种用于替换金属零部件的复合材料汽车零部件，包括：芯材；多个Z-Pin销钉，每个所述Z-Pin销钉包括植入所述芯材中的植入部分和凸出所述芯材的凸出部分；编织层，编织在所述芯材的表面，每个所述Z-Pin销钉的凸出部分分别插入到所述编织层的不同网眼中；固化成型层，包裹在所述芯材、Z-Pin销钉和编织层外侧。

可选的，所述Z-Pin销钉的凸出部分的长度和编织层的厚度的比例为1： (0.9-1.1)。

可选的，所述Z-Pin销钉的直径与植入部分长度的比例为1：(1-30)。

可选的，所述编织层和芯材的厚度比例为1：(0.1-10)。

可选的，所述多个Z-Pin销钉呈矩阵结构均匀分布。

可选的，所述汽车零部件为选自结构件、覆盖件和底盘件中的至少一种。

可选的，所述芯材的材料为选自聚甲基丙烯酰亚胺、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丁苯橡胶和氯丁橡胶中的至少一种，所述 Z-Pin销钉的材料为选自铝钛合金、铁、铝合金、碳纤维增强复合材料和玻璃纤维增强塑料中的至少一种，所述编织的材料为选自碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维和玻璃纤维中的至少一种，所述固化成型层的材料为选自环氧树脂、聚氨酯树脂和有机硅树脂中的至少一种。

可选的，所述编织层与所述固化成型层的重量比为(30:70)-(70:30)。

可选的，所述编织层的编织方式包括二维二向编织和/或二维三向编织。

可选的，所述编织层包括1-20层编织单层。

本公开的汽车零部件包括芯材、Z-Pin销钉、编织层和固化成型层并使编织层的编织网眼分隔Z-Pin销钉，防止Z-Pin销钉二次植入所造成的结构损坏。本公开的汽车零部件对零部件内层的破坏性小，具有优良的强度和刚度性能，且层间性能好，抗冲击性能更高，可有效替代传统金属零部件，实现汽车轻量化，是钣金件和冲压件的良好替代品。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开汽车零部件一种具体实施方式的结构示意图。

图2-6是本公开汽车零部件的制备方法的一种具体实施方式的流程示意图。

图7是本公开二维二向编织层一种具体实施方式的结构示意图。

图8是本公开二维三向编织层一种具体实施方式的结构示意图。

附图标记说明

1 芯材2 Z-Pin销钉

3 编织层4 固化成型层

5 模具

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

如图1所示，本公开提供一种用于替换金属零部件的复合材料汽车零部件，包括：芯材1；多个Z-Pin销钉2，每个所述Z-Pin销钉包括植入所述芯材1中的植入部分和凸出所述芯材1的凸出部分；编织层3，编织在所述芯材1的表面并，每个所述Z-Pin销钉2的凸出部分分别插入到所述编织层的不同网眼中；固化成型层4，包裹在所述芯材1、Z-Pin销钉2和编织层3外侧。在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是指部件轮廓的内外。