本發(fā)明涉及汽車配件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車排氣管及其生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

汽車排氣管是汽車，特別是內(nèi)燃機(jī)汽車，中重要的配件之一。其對(duì)汽車機(jī)身的作用而言，起到減震降噪，延長(zhǎng)排氣消聲系統(tǒng)壽命的作用。對(duì)于一般的汽車而言，由于汽車的廢氣離開(kāi)引擎時(shí)壓力很大，其產(chǎn)生的噪音可能會(huì)讓人感覺(jué)到發(fā)狂，這時(shí)起到主要消音的作用就是汽車的排氣管，在其內(nèi)部安裝消音器，大大的降低了汽車的噪音。而其主要工作原理是通過(guò)多通道使氣流分流，這些分流只見(jiàn)互相摩擦撞擊使得氣流的流速逐漸降低，如此反復(fù)循環(huán)，最終使得廢氣通過(guò)汽車的排氣管排放流出，使得噪音降低，從而達(dá)到日常汽車降低噪音的效果。

汽車排氣管的主要材質(zhì)是鐵素體不銹鋼，或含少量貴金屬Ni、Nb、Ti穩(wěn)定化處理的鐵素體不銹鋼。

由于排氣管在工作時(shí)，表面的溫度非常高，并且一般廠家不會(huì)進(jìn)行噴漆，因?yàn)榕艢夤軙?huì)長(zhǎng)時(shí)間裸露在外面，會(huì)受到來(lái)自地面各種酸堿物質(zhì)、污水的傷害，再加上是處于高溫的工作環(huán)境，時(shí)間一長(zhǎng)是排氣管外部難免會(huì)生銹。

同時(shí)，由于汽車的燃料是碳?xì)浠衔铮淙紵龝?huì)產(chǎn)生水。在排氣管中隨著溫度的降低，其會(huì)遇冷冷凝成液態(tài)，液態(tài)水會(huì)從排氣管中預(yù)設(shè)的排水孔中留出。但由于復(fù)雜的使用環(huán)境，會(huì)導(dǎo)致排水孔堵塞，積水只能從排氣管的尾段排出，在這個(gè)過(guò)程中，不可避免的會(huì)導(dǎo)致排氣管內(nèi)部腐蝕，并導(dǎo)致整個(gè)排氣管銹穿。在眾多的使用報(bào)告中，排氣管銹穿是非常常見(jiàn)的現(xiàn)象之一。

排氣管生銹或銹穿之后，不能修復(fù)，一般是整個(gè)更換排氣管。這給用戶造成極大的花費(fèi)，同時(shí)也造成廢物污染。碳纖維由于其堅(jiān)固且重量輕，耐腐蝕，在高端車輛及特殊要求的排氣管中已經(jīng)有應(yīng)用。

CN 105804847A公開(kāi)了一種碳纖維汽車排氣管，包括：碳纖維排氣管本體，傾斜孔和散熱層，所述的碳纖維排氣管本體由至少兩層碳纖維層組成，碳纖維層按照0°、45°、180°、135°的順序疊層，所述的相鄰兩層碳纖維層的中間夾有玻璃纖維布。

現(xiàn)有技術(shù)的碳纖維汽車排氣管，均是采用疊層工藝膠粘得到，其制作困難，成本高，且堅(jiān)固程度相較于鐵素體不銹鋼仍存在差距。同時(shí)，由于碳纖維的價(jià)格居高不下，如何降低排氣管成本又能具備碳纖維的優(yōu)勢(shì)，是本領(lǐng)域面臨的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種復(fù)合纖維排氣管及其生產(chǎn)工藝(制備方法)，其其具備碳纖維排氣管的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又能降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明是申請(qǐng)人在先發(fā)明“一種碳纖維汽車排氣管及其生產(chǎn)方法”的改進(jìn)發(fā)明。

在申請(qǐng)人的在先申請(qǐng)中，采用碳纖維經(jīng)濕法纏繞得到碳纖維排氣管，該排氣管解決了鐵素體不銹鋼排氣管銹蝕的問(wèn)題，同時(shí)也降低了其重量，實(shí)現(xiàn)了輕量化。但由于碳纖維的價(jià)格較高，生產(chǎn)成本較大，限制了碳纖維汽車排氣管的廣泛應(yīng)用，因此申請(qǐng)人對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，以保留碳纖維的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)降低生產(chǎn)成本。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種汽車復(fù)合纖維排氣管，其由碳纖維和玻璃纖維經(jīng)由纖維纏繞成型工藝制備得到。

本發(fā)明的纖維纏繞成型工藝為濕法纏繞。

現(xiàn)有技術(shù)的濕法纏繞是將纖維集束(紗式帶)浸膠后，在張力控制下直接纏繞到芯模上，然后在烘箱或加熱釜內(nèi)將熱量通過(guò)輻射、傳導(dǎo)和對(duì)流等方式傳遞到制件，以將其固化成型。

現(xiàn)有技術(shù)的濕法纏繞，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，一般要采用分層固化工藝。即在芯模上先纏繞一定厚度的纖維，使其固化，再纏繞第二次，然后再使其固化，按照該方法依次進(jìn)行直至產(chǎn)品厚度達(dá)到要求。分層固化盡管有種種優(yōu)點(diǎn)，但其缺陷同樣明顯，其由于多次固化、多次纏繞，造成生產(chǎn)效率低下，能源消耗增加，不適合大批量的產(chǎn)品生產(chǎn)。

為克服該缺陷，本發(fā)明的目的之一還在于提供一種碳/玻璃復(fù)合纖維汽車排氣管的生產(chǎn)方法。

一種汽車復(fù)合纖維排氣管的生產(chǎn)方法，包括：其采用電加熱芯模，碳纖維集束浸膠后，在張力控制下直接纏繞到電加熱芯模上；在纏繞初期對(duì)芯模進(jìn)行100-120℃之間的恒溫加熱，直至纏繞的碳纖維層厚度達(dá)到預(yù)設(shè)纏繞厚度的1/6到1/5；然后，玻璃纖維集束浸膠后，在張力控制下直接纏繞到碳纖維層上，同時(shí)以5-10℃/0.1mm纏繞厚度的升溫速率對(duì)芯模進(jìn)行梯度升溫；達(dá)到預(yù)設(shè)纏繞厚度的4/5到5/6后，碳纖維集束浸膠后，在張力控制下直接纏繞到玻璃纖維層上，直至達(dá)到預(yù)設(shè)纏繞厚度，纏繞停止；隨后芯模在140-160℃之間進(jìn)行恒溫加熱，直至完成碳/玻璃復(fù)合纖維排氣管的固化成型。

本發(fā)明通過(guò)先纏繞1/6到1/5纏繞厚度的碳纖維，再纏繞3/5到4/6纏繞厚度的玻璃纖維，最后再纏繞1/6到1/5纏繞厚度的碳纖維，形成內(nèi)表面和外表面是碳纖維，中間是玻璃纖維的同心圓環(huán)結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，碳纖維只占2/6到2/5，其余是玻璃纖維，由于玻璃纖維價(jià)格遠(yuǎn)低于碳纖維，因此所述復(fù)合纖維汽車排氣管的成本得到極大降低。

在該復(fù)合纖維汽車排管的結(jié)構(gòu)中，由于內(nèi)表面和外表面均是碳纖維，因此其外觀相同，沒(méi)有任何變化，防腐蝕性能同樣相同，沒(méi)有降低。但卻節(jié)省了4/6至3/5的碳纖維用量，大大節(jié)省了成本。

本發(fā)明的復(fù)合纖維汽車排氣管的生產(chǎn)工藝由于纏繞和固化在一體機(jī)上完成，因?qū)τ诤癖跉んw可以在纏繞的初期對(duì)芯模進(jìn)行恒溫加熱，使纏繞的碳纖維層逐漸固化，當(dāng)纏繞到一定厚度時(shí)進(jìn)行梯度升溫，使內(nèi)纏繞層(玻璃纖維層)固化，同時(shí)將熱量傳遞到外層已纏繞和正在纏繞的復(fù)合纖維材料，逐漸由內(nèi)到外實(shí)現(xiàn)纏繞的同時(shí)進(jìn)行固化，當(dāng)達(dá)到預(yù)定纏繞厚度后，纏繞停止，固化繼續(xù)進(jìn)行，直至完成整個(gè)殼體的固化成型，從而實(shí)現(xiàn)纏繞的連續(xù)進(jìn)行，克服了傳統(tǒng)濕法纏繞需要多次固化、多次纏繞的缺陷。

本發(fā)明的生產(chǎn)工藝采用電加熱芯模，排氣管固化時(shí)的溫度是由內(nèi)向外逐漸傳遞的，排氣管也是逐層固化。固化時(shí)芯模的熱量和內(nèi)層固化反應(yīng)放出的熱量傳遞給外層，致使外層升溫速度加快，排氣管沿徑向的固化速度也越來(lái)越快，最終導(dǎo)致筒體表面層溫度迅速升高，并快速完成固化過(guò)程。因此本發(fā)明的碳纖維/玻璃纖維復(fù)合排氣管能夠迅速固化，生產(chǎn)效率能夠大幅提高。

優(yōu)選的，在纏繞初期對(duì)芯模進(jìn)行恒溫加熱時(shí)，加熱溫度為100-110℃，進(jìn)一步優(yōu)選105℃。

進(jìn)行梯度升溫時(shí)，升溫速率優(yōu)選5-8℃/mm纏繞厚度，進(jìn)一步優(yōu)選5-6℃/mm纏繞厚度。

優(yōu)選的，纏繞時(shí)上下兩層纖維集束交叉角度為30-90度，優(yōu)選45-90度。

本發(fā)明通過(guò)采用電加熱芯模的濕法纏繞工藝，能夠快速制備得到碳纖維/玻璃纖維復(fù)合纖維汽車排氣管。所述工藝能夠使得碳/玻璃復(fù)合纖維排氣管足夠牢固，能夠達(dá)到甚至超過(guò)鐵素體不銹鋼，同時(shí)加工快速容易。該復(fù)合纖維排氣管保留了碳纖維排氣管的所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

實(shí)施例1

一種汽車復(fù)合纖維排氣管的生產(chǎn)方法，包括：其采用電加熱芯模，碳纖維集束浸膠后，在張力控制下直接纏繞到電加熱芯模上；在纏繞初期對(duì)芯模進(jìn)行100℃下的恒溫加熱，直至纏繞的碳纖維層厚度達(dá)到預(yù)設(shè)纏繞厚度的1/6；然后，玻璃纖維集束浸膠后，在張力控制下直接纏繞到碳纖維層上，同時(shí)以5℃/0.1mm纏繞厚度的升溫速率對(duì)芯模進(jìn)行梯度升溫；達(dá)到預(yù)設(shè)纏繞厚度的5/6后，碳纖維集束浸膠后，在張力控制下直接纏繞到玻璃纖維層上，直至達(dá)到預(yù)設(shè)纏繞厚度，纏繞停止；隨后芯模在140℃下進(jìn)行恒溫加熱，直至完成碳/玻璃復(fù)合纖維排氣管的固化成型。

實(shí)施例2

一種汽車復(fù)合纖維排氣管的生產(chǎn)方法，包括：其采用電加熱芯模，碳纖維集束浸膠后，在張力控制下直接纏繞到電加熱芯模上；在纏繞初期對(duì)芯模進(jìn)行120℃之間的恒溫加熱，直至纏繞的碳纖維層厚度達(dá)到預(yù)設(shè)纏繞厚度的1/5；然后，玻璃纖維集束浸膠后，在張力控制下直接纏繞到碳纖維層上，同時(shí)以10℃/0.1mm纏繞厚度的升溫速率對(duì)芯模進(jìn)行梯度升溫；達(dá)到預(yù)設(shè)纏繞厚度的4/5后，碳纖維集束浸膠后，在張力控制下直接纏繞到玻璃纖維層上，直至達(dá)到預(yù)設(shè)纏繞厚度，纏繞停止；隨后芯模在160℃之間進(jìn)行恒溫加熱，直至完成碳/玻璃復(fù)合纖維排氣管的固化成型。

實(shí)施例3

一種汽車復(fù)合纖維排氣管的生產(chǎn)方法，包括：其采用電加熱芯模，碳纖維集束浸膠后，在張力控制下直接纏繞到電加熱芯模上；在纏繞初期對(duì)芯模進(jìn)行110℃之間的恒溫加熱，直至纏繞的碳纖維層厚度達(dá)到預(yù)設(shè)纏繞厚度的1/6；然后，玻璃纖維集束浸膠后，在張力控制下直接纏繞到碳纖維層上，同時(shí)以7℃/0.1mm纏繞厚度的升溫速率對(duì)芯模進(jìn)行梯度升溫；達(dá)到預(yù)設(shè)纏繞厚度的5/6后，碳纖維集束浸膠后，在張力控制下直接纏繞到玻璃纖維層上，直至達(dá)到預(yù)設(shè)纏繞厚度，纏繞停止；隨后芯模在150℃之間進(jìn)行恒溫加熱，直至完成碳/玻璃復(fù)合纖維排氣管的固化成型。

對(duì)實(shí)施例1-3制備得到的碳/玻璃復(fù)合纖維汽車排氣管進(jìn)行檢測(cè)，其抗沖擊能力超過(guò)鐵素體不銹鋼排氣管，且不腐蝕，其兼具碳纖維汽車排氣管的所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)成本又能大幅降低。