一種適用于車輛的軟管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于車輛的軟管，包括呈中空設(shè)置的外皮以及設(shè)置在外皮內(nèi)的內(nèi)襯管，內(nèi)襯管和外皮之間依次設(shè)有扁絲和鋼絲層，扁絲同軸設(shè)置在內(nèi)襯管外壁且呈螺旋狀緊密包裹內(nèi)襯管，鋼絲層同軸設(shè)置在扁絲外壁，鋼絲層由若干均勻分布在扁絲外壁的鋼條構(gòu)成，鋼絲層與外皮內(nèi)壁緊密貼合；其中，內(nèi)襯管由聚四氟乙烯復(fù)合材料制成，摩擦系數(shù)、熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性等綜合性能優(yōu)良。而且軟管在使用時，扁絲能有效防止內(nèi)襯管變形，鋼絲層可以有效防止軟管拉伸或壓縮，進(jìn)一步防止了軟管的變形，提高了軟管的使用壽命。
【專利說明】一種適用于車輛的軟管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于汽車零部件【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種適用于車輛的軟管。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車作為人們的代步工具，是主要的交通工具之一。汽車有許多分布在車身各個方位的零部件，因為這類零部件大多為剛性材料制成，且安裝在不同方位，所以它們不適合直接連接進(jìn)行傳動，因此軟軸就普遍地出現(xiàn)在車身內(nèi)。因操縱機(jī)構(gòu)與汽車的離合器為剛性結(jié)構(gòu)且安裝位置較遠(yuǎn)，所以軟軸尤其適用于汽車的操縱機(jī)構(gòu)與汽車離合器的連接。
[0003]眾所周知，駕駛員如需改變行車的速度，就必須通過操縱操縱桿擺動來實現(xiàn)，操縱系統(tǒng)進(jìn)行了兩個方向的往復(fù)行程，因此軟軸需要承載兩個方向的作用力，即推力和拉力。軟軸的質(zhì)量直接決定了汽車的變速性能。
[0004]軟軸包括芯軸和軟管，而軟管包裹芯軸，軟管是軟軸的關(guān)鍵部位。在上述的往復(fù)行程中，軟管的耐磨性和不易變形是決定軟軸壽命重要關(guān)鍵要素之一。
[0005]綜上所述，需要設(shè)計一種耐磨性好、不易變形的適用于車輛的軟管。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種耐磨性好、不易變形的適用于車輛的軟管。
[0007]本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn):一種適用于車輛的軟管，包括呈中空設(shè)置的外皮以及設(shè)置在外皮內(nèi)的內(nèi)襯管，所述內(nèi)襯管和外皮之間依次設(shè)有扁絲和鋼絲層，所述扁絲同軸設(shè)置在內(nèi)襯管外壁且呈螺旋狀緊密包裹內(nèi)襯管，所述鋼絲層同軸設(shè)置在扁絲外壁，所述鋼絲層由若干均勻分布在扁絲外壁的鋼條構(gòu)成，所述鋼絲層與外皮內(nèi)壁緊密貼合；其中，所述內(nèi)襯管由聚四氟乙烯復(fù)合材料制成，所述聚四氟乙烯復(fù)合材料由以下重量份數(shù)成分組成:聚四氟乙烯懸浮樹脂:50-80份，聚丙烯腈纖維:10-30份，銅粉8-3:10-20份，橡膠粉:5-15份，偶聯(lián)劑:0.5-3份，抗氧劑:0.5-3份。
[0008]聚四氟乙烯具有極低的摩擦系數(shù)、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性，是一種綜合性能優(yōu)良的塑料。但是，純的聚四氟乙烯機(jī)械性能差、線膨脹系數(shù)大、導(dǎo)熱性差，導(dǎo)致其磨損量大，因而不適宜單獨用作制備內(nèi)襯管的材料。因為，如果用純聚四氟乙烯制成的內(nèi)襯管與芯軸產(chǎn)生摩擦?xí)r，由于聚四氟乙烯的內(nèi)聚能小，分子間結(jié)合力弱，聚四氟乙烯的大分子容易被拉出晶區(qū)而轉(zhuǎn)移到對偶件上形成薄的轉(zhuǎn)移膜，摩擦行為在聚四氟乙烯基體與轉(zhuǎn)移膜之間進(jìn)行，所以純聚四氟乙烯摩擦系數(shù)很低。由于這層轉(zhuǎn)移膜與對磨面的結(jié)合力極差，很容易脫落，致使聚四氟乙烯磨損量很高。因此，本發(fā)明需要對聚四氟乙烯進(jìn)行共混以改善其耐磨性。其中，共混物中的聚丙烯腈纖維可以有效提高轉(zhuǎn)移膜與對磨面的結(jié)合力，使轉(zhuǎn)移膜能夠完整地、牢固地附著在對磨面上而不易脫落，從而降低了磨損量。
[0009]而共混物銅粉8-3加入聚四氟乙烯基體后，有效提高了基體強(qiáng)度，增加承載能力，摩擦后銅粉8-3突出于摩擦表面，由于銅粉8-3良好的導(dǎo)熱性，聚四氟乙烯受摩擦熱不會引起熔融現(xiàn)象，從而也起到了降低磨損量的作用。另一方面，銅粉8-3還可以促進(jìn)聚四氟乙烯復(fù)合材料在對偶面形成轉(zhuǎn)移膜，而由于基體中含有聚丙烯腈纖維，轉(zhuǎn)移膜能夠完整地、牢固地附著在對磨面上而不易脫落，從而降低了摩擦系數(shù)，提高了聚四氟乙烯復(fù)合材料的耐磨性。因此可以證明，通過共混銅粉8-3與聚丙烯腈纖維后，有效改善了聚四氟乙烯的磨損量較高的缺點。
[0010]此外，本發(fā)明在聚四氟乙烯復(fù)合材料中還加入了橡膠粉、偶聯(lián)劑和抗氧劑。由于軟管需要承受推力和拉力并進(jìn)行往復(fù)運動，所以不僅耐磨性決定了軟管的使用壽命，其韌性也非常重要。研究表明，在本發(fā)明聚四氟乙烯基體中加入上述范圍內(nèi)的增韌劑橡膠粉后，其沖擊韌性提高了 30%以上。而偶聯(lián)劑的加入主要是為了聚四氟乙烯復(fù)合材料之間能很好的結(jié)合在一起，所述偶聯(lián)劑為市售普通偶聯(lián)劑中的一種或多種，如:硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、磷酸酯偶聯(lián)劑。抗氧劑的加入主要是為了抑制空氣中的氧氣對復(fù)合材料的氧化分解作用，改善本發(fā)明材料在有氧空氣中加熱后物理性能的保留。所述抗氧劑也是市售普通抗氧劑中的一種或多種，如:抗氧化劑B215、抗氧化劑B225、抗氧化劑1010、抗氧化劑1076。
[0011]在上述的一種適用于車輛的軟管中，所述銅粉8-3和橡膠粉的粒徑為40-200目。共混物粒徑的大小也會影響到內(nèi)襯管的性能，將銅粉8-3和橡膠粉的粒徑控制在上述范圍內(nèi)，能均勻分散到聚四氟乙烯基體中，起到改善耐磨性和韌性的作用。
[0012]在上述的一種 適用于車輛的軟管中，所述內(nèi)襯管的制備方法包括以下步驟:
[0013]S1、按上述聚四氟乙烯復(fù)合材料的組成成分及其重量份數(shù)稱取原料，并加入助擠劑混合均勻；
[0014]S2、將上述聚四氟乙烯復(fù)合材料的混合料進(jìn)行坯料預(yù)成型和生管成型處理，坯料預(yù)成型壓力為0.7-3.0MPa，壓縮速度為45-55mm/min，保壓時間為l_5min，生管成型的料腔溫度為30-50°C，口模溫度為50-60°C ；
[0015]S3、將上述制得的生管在燒結(jié)爐中進(jìn)行干燥和燒結(jié)，干燥溫度為100-210°C，干燥時間為2-3h，燒結(jié)溫度為350-370°C，保溫時間3_4h ；
[0016]S4、將上述燒結(jié)后的生管隨爐冷卻到310_320°C時，取出投入冷水中進(jìn)行淬火處理，得到內(nèi)襯管。
[0017]在上述的一種適用于車輛的軟管中，所述內(nèi)襯管的制備方法中步驟SI中混合溫度不高于19°C，時間15-25min，混合均勻后在20_30°C下存放24_30h。聚四氟乙烯晶體在
190C時有一個晶型轉(zhuǎn)變點，在低于19 °C時，聚四氟乙烯晶體呈三棱體型，這時螺旋大分子中每13個碳原子扭轉(zhuǎn)180°C，其軸向間距為16.9X 10_lclm ;在高于19°C時呈六面體型，每15個碳原子扭轉(zhuǎn)180°C，軸向間距19.5X10^10mo這種晶型轉(zhuǎn)變可以引起聚合物的比容有1%的變化。另一方面，聚四氟乙烯還具有成纖性，它在定向力的作用下樹脂顆粒之間能形成具有一定強(qiáng)度的絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)，這種成纖性只允許出現(xiàn)在生管成型過程中，而混料過程中的纖維化會導(dǎo)致樹脂結(jié)團(tuán)，而結(jié)團(tuán)料在生管成型時難以再纖維化，導(dǎo)致內(nèi)襯管中會產(chǎn)生空隙和開裂。所以，混料溫度不能高于19°C。混合均勻后在20-30°C下存放24-30h的過程中需要進(jìn)行必要的陳化處理以保證制品內(nèi)襯管的質(zhì)量，陳化處理為常規(guī)陳化處理方式。
[0018]另外，由于聚四氟乙烯樹脂極易粘模、無潤滑性、阻力大，很難推壓出內(nèi)襯管。所以在混料過程中就需要加入助擠劑，起到一定的潤滑作用，減少樹脂與樹脂之間、樹脂與模具之間的磨擦阻力，以便經(jīng)剪切力作用后，使球狀樹脂顆粒拉伸成均勻的纖維狀結(jié)構(gòu)。而加入的助擠劑不僅需要具有良好的潤滑性，容易滲透到樹脂中，而且在成型過程中不能發(fā)生任何化學(xué)變化，在低于燒結(jié)溫度時能全部逸出，完全逸出后制品內(nèi)襯管內(nèi)部和表面不留有任何影響外觀、降低制品性能的殘留物。因此，所述助擠劑優(yōu)選能滿足以上條件助擠劑中的Isopar溶劑、VM&P石腦油、200#溶劑油中的一種或多種。
[0019]在上述的一種適用于車輛的軟管中，所述內(nèi)襯管的制備方法中步驟S3中燒結(jié)升溫速率控制在50-60°C /h。聚四氟乙烯晶體在327°C時熔化。在這一溫度以上，晶體的結(jié)晶構(gòu)造消失，轉(zhuǎn)變?yōu)橥该鞯臒o定形凝膠狀態(tài)，并伴隨有比容約25%的劇增，所以需要控制升溫速率以避免極速升溫。
[0020]通過燒結(jié)后的內(nèi)襯管的結(jié)晶度大約在75%左右，要想制得抗彎曲性能優(yōu)異的內(nèi)襯管，就需要把結(jié)晶度降低到50%左右，所以，需要進(jìn)行淬火處理。雖然聚四氟乙烯開始熔融的溫度大約在327°C，但在冷卻過程中，其結(jié)晶速度峰值卻在310-320°C之間，進(jìn)行淬火時，應(yīng)使內(nèi)襯管的入水溫度從高溫盡量接近結(jié)晶速度峰值并盡快通過這個結(jié)晶速度峰值所在溫度區(qū)，以獲得盡可能低的結(jié)晶度和盡量小的應(yīng)力開裂。
[0021]在上述的一種適用于車輛的軟管中，所述扁絲呈扁平條狀設(shè)置且由不銹鋼材料制成。不銹鋼材料硬度、剛性、強(qiáng)度較高，本身不易變形，用不銹鋼制成的扁絲緊密包裹內(nèi)襯管，能有效防止內(nèi)襯管變形。
[0022]在上述的一種適用于車輛的軟管中，所述扁絲相鄰兩段的外側(cè)壁緊密貼合。
[0023]在上述的一種適用于車輛的軟管中，所述鋼條相鄰兩根間隙為零。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以下有益效果:
[0025]1、本發(fā)明適用于車輛的軟管中的內(nèi)襯管采用聚四氟乙烯復(fù)合材料制成，摩擦系數(shù)、熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性等綜合性能優(yōu)良，并共混了聚丙烯腈纖維、銅粉8-3以降低其磨損量，共混橡膠粉提高韌性，使最終制得的內(nèi)襯管耐磨性、韌性等綜合性能優(yōu)良，提高軟管的使用壽命。
[0026]2、在本發(fā)明內(nèi)襯管的制備過程中，嚴(yán)格控制混料、坯料預(yù)成型、生管成型、干燥和燒結(jié)的工藝條件，并在燒結(jié)后進(jìn)行淬火處理，以保證得到的內(nèi)襯管的質(zhì)量，從而保證軟管的質(zhì)量和使用壽命。
[0027]3、在軟管使用時，扁絲能有效防止內(nèi)襯管變形。
[0028]4、軟管在使用時，將會承受拉力和推力，而鋼絲層可以有效防止軟管拉伸或壓縮，進(jìn)一步防止了軟管的變形，提高了軟管的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2是本發(fā)明一較佳實施例的橫截面不意圖。
[0031]圖中，10、外皮；20、內(nèi)襯管；30、扁絲；50、鋼絲層；51、鋼條。
【具體實施方式】
[0032]以下是本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。[0033]如圖1和圖2所示，本發(fā)明適用于車輛的軟管包括呈中空設(shè)置的外皮10以及設(shè)置在外皮10內(nèi)的內(nèi)襯管20，所述內(nèi)襯管20和外皮10之間依次設(shè)有扁絲30和鋼絲層50，所述扁絲30同軸設(shè)置在內(nèi)襯管20外壁且呈螺旋狀緊密包裹內(nèi)襯管20，所述鋼絲層50同軸設(shè)置在扁絲30外壁，所述鋼絲層50由若干均勻分布在扁絲30外壁的鋼條51構(gòu)成，所述鋼絲層50與外皮10內(nèi)壁緊密貼合。
[0034]優(yōu)選地，軟管在使用時，將會承受拉力和推力，而鋼絲層50可以有效防止軟管拉伸或壓縮，進(jìn)一步防止了軟管的變形，提高了軟管的使用壽命。
[0035]優(yōu)選地，內(nèi)襯管20由聚四氟乙烯復(fù)合材料制成，所述聚四氟乙烯復(fù)合材料由以下重量份數(shù)成分組成:聚四氟乙烯懸浮樹脂:50-80份，聚丙烯腈纖維:10-30份，銅粉8-3:10-20份，橡膠粉:5-15份，偶聯(lián)劑:0.5-3份，抗氧劑:0.5_3份。內(nèi)襯管20采用上述聚四氟乙烯復(fù)合材料制成可以增加內(nèi)襯管20的耐磨性，內(nèi)襯管20與芯軸直接接觸，內(nèi)襯管20將與芯軸產(chǎn)生摩擦，內(nèi)襯管20的耐磨性能直接影響軟管的壽命，增加了耐磨性直接增加了軟管的使用壽命。
[0036]優(yōu)選地，扁絲30呈扁平條狀設(shè)置且由不銹鋼材料制成，防止軟管內(nèi)部變形，同時節(jié)約材料。
[0037]進(jìn)一步優(yōu)選地，扁絲30相鄰兩段的外側(cè)壁緊密貼合，使得扁絲30完全包覆內(nèi)襯管20，能有效防止內(nèi)襯管20變形。
[0038]優(yōu)選地，鋼條51相鄰兩根間隙為零，鋼條51分布更緊密，鋼條51之間無相對運動，鋼絲層50更加穩(wěn)固，能有效防止軟管變形。
[0039]表1:本發(fā)明實施例1-4內(nèi)襯管的組成成分及其重量份數(shù)
[0040]
【權(quán)利要求】
1.一種適用于車輛的軟管，包括呈中空設(shè)置的外皮以及設(shè)置在外皮內(nèi)的內(nèi)襯管，其特征在于，所述內(nèi)襯管和外皮之間依次設(shè)有扁絲和鋼絲層，所述扁絲同軸設(shè)置在內(nèi)襯管外壁且呈螺旋狀緊密包裹內(nèi)襯管，所述鋼絲層同軸設(shè)置在扁絲外壁，所述鋼絲層由若干均勻分布在扁絲外壁的鋼條構(gòu)成，所述鋼絲層與外皮內(nèi)壁緊密貼合；其中，所述內(nèi)襯管由聚四氟乙烯復(fù)合材料制成，所述聚四氟乙烯復(fù)合材料由以下重量份數(shù)成分組成:聚四氟乙烯懸浮樹脂:50-80份，聚丙烯腈纖維:10-30份，銅粉8-3:10-20份，橡膠粉:5_15份，偶聯(lián)劑:0.5-3份，抗氧劑:0.5-3份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于車輛的軟管，其特征在于，所述銅粉8-3和橡膠粉的粒徑為40-200目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于車輛的軟管，其特征在于，所述內(nèi)襯管的制備方法包括以下步驟: 51、按權(quán)利要求1所述的聚四氟乙烯復(fù)合材料的組成成分及其重量份數(shù)稱取原料，并加入助擠劑混合均勻； 52、將上述聚四氟乙烯復(fù)合材料的混合料進(jìn)行坯料預(yù)成型和生管成型處理，坯料預(yù)成型壓力為0.7-3.0MPa，壓縮速度為45-55mm/min，保壓時間為l_5min，生管成型的料腔溫度為 30-50°C，口模溫度為 50-60°C ； 53、將上述制得的生管在燒結(jié)爐中進(jìn)行干燥和燒結(jié)，干燥溫度為100-210°C，干燥時間為2-3h，燒結(jié)溫度為350-370°C，保溫時間3_4h ； 54、將上述燒結(jié)后的生管隨爐冷卻到310-320°C時，取出投入冷水中進(jìn)行淬火處理，得到內(nèi)襯管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于車輛的軟管，其特征在于，所述內(nèi)襯管的制備方法中步驟SI中混合溫度不高于19°C，時間15-25min，混合均勻后在20-30°C下存放24-30h。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于車輛的軟管，其特征在于，所述內(nèi)襯管的制備方法中步驟S3中燒結(jié)升溫速率控制在50-60°C /h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于車輛的軟管，其特征在于，所述扁絲呈扁平條狀設(shè)置且由不銹鋼材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于車輛的軟管，其特征在于，所述扁絲相鄰兩段的外側(cè)壁緊密貼合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于車輛的軟管，其特征在于，所述鋼條相鄰兩根間隙為零。
【文檔編號】C08K3/08GK104033475SQ201410242418
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】錢高法 申請人:寧波高發(fā)汽車控制系統(tǒng)股份有限公司