[实用新型]一种热塑性复合材料螺栓

说明书

本实用新型公开了一种热塑性复合材料螺栓，属于材料领域。该结构包括如下部分：热塑性混杂纤维增强芯、表面热塑性混杂纤维缠绕螺纹层。其中热塑性混杂纤维增强芯采用高模量碳纤维为主体，混杂高强度碳纤维和高韧性纤维为混杂纤维，该芯部材料采用拉挤成型工艺以热熔方式在单向连续纤维之间通过加热方式渗入热塑性树脂构成；在复合增强芯的表面采用而为缠绕工艺制备表面增强层，该螺旋表面增强层可适用于螺栓的表面螺纹的二次模压塑化加工。

技术领域

本实用新型属于一种热塑性复合材料机械部件，特别涉及一种热塑性复合材料的杆状螺栓。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

随着热固性复合材料制备和应用过程中的诸多问题逐渐显现，对于热固性复合材料的二次回收利用成为解决复合材料连续和长期使用的主要技术难题，而热塑性复合材料由于其树脂基体的可反复塑化加工的特点，成为取代热固性复合材料的主要特色产品。目前采用热塑性基体制备的纤维增强复合材料的杆材或棒材，成为结构部件和机械部件复合材料化的主要应用产品，其中为了适应复合材料的连接和装配特点，采用具有螺纹的杆状结构成为目前复合材料部件的主要产品，可适用于各种机械装配和连接。

但发明人发现：现有具有螺纹的杆状结构的性能仍有待提升，以满足特殊领域的机械装配和连接要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种热塑性复合材料螺栓的结构，该结构包括如下部分：热塑性混杂纤维增强芯、表面热塑性混杂纤维缠绕螺纹层。其中热塑性混杂纤维增强芯采用高模量碳纤维为主体，混杂高强度碳纤维和高韧性纤维为混杂纤维，该芯部材料采用拉挤成型工艺以热熔方式在单向连续纤维之间通过加热方式渗入热塑性树脂构成；在复合增强芯的表面采用而为缠绕工艺制备表面增强层，该螺旋表面增强层可适用于螺栓的表面螺纹的二次模压塑化加工。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的第一个方面，提供了一种热塑性复合材料螺栓，包括：热塑性混杂纤维增强芯、表面热塑性混杂纤维缠绕螺纹层；所述表面热塑性混杂纤维缠绕螺纹层包括：表面增强层和螺纹层；所述热塑性混杂纤维增强芯外侧缠绕有表面增强层，所述表面增强层上设置有螺纹层。

本实用新型在拉挤成型的基础上，通过采用环向缠绕和纵向排布纤维，提高螺栓的轴向和径向刚性和强度。

本实用新型的第二个方面，提供了一种热塑性复合材料螺栓的制备方法，包括：

采用高模量碳纤维为主体，混杂高强度碳纤维和高韧性纤维为混杂纤维；

采用拉挤成型工艺以热熔方式在单向连续纤维之间通过加热方式渗入热塑性树脂构成热塑性混杂纤维增强芯部；

在所述热塑性混杂纤维增强芯部的表面采用二维缠绕工艺制备表面增强层；

在所述表面增强层上采用二次模压塑化加工制备出表面螺纹。

本实用新型的制备方法简单、力学性能优异、实用性强，易于推广。

本实用新型的第三个方面，提供了任一上述的热塑性复合材料螺栓在机械装配和连接中的应用。

由于本申请的热塑性复合材料螺栓具有较优的轴向和径向刚性和强度，因此，有望在机械装配和连接中得到广泛的应用。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型在拉挤成型的基础上，通过采用环向缠绕和纵向排布纤维，提高螺栓的轴向和径向刚性和强度。

(2)本实用新型的结构简单、力学性能优异、实用性强，易于推广。

附图说明