【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料处理，具体涉及一种提高碳纤维航空零件强度的处理方法。
技术介绍
1、在当今的航空领域，追求更轻、更强、更耐用的材料一直是关键目标，随着航空技术的不断发展，飞机的性能要求日益提高，对零部件的质量和性能也提出了更高的标准，例如，飞机的机身、机翼等结构部件需要具备足够的强度和刚度，以承受飞行过程中的各种载荷，同时还要尽可能减轻重量，以提高燃油效率和飞行性能，碳纤维材料因其具有高强度、高模量、低密度等优异特性，成为航空领域理想的材料选择之一。
2、然而，未经特殊处理的碳纤维零件在实际应用中存在一些局限性，传统的碳纤维制造工艺可能无法充分发挥碳纤维的性能优势，其强度和其他力学性能可能无法满足日益严苛的航空标准，比如，在一些情况下，碳纤维零件的强度可能不够高，容易在受到较大应力时出现损坏或失效的情况，而且，传统工艺可能在制造过程中存在杂质残留、纤维编织结构不合理、树脂浸渍不充分等问题，这些都会影响碳纤维零件的最终性能。
3、随着科技的不断进步，各种先进的材料处理技术逐渐涌现，在碳纤维材料领域，研究人员一直在探索如何通过优化处理工艺来提高碳纤维零件的强度等性能，本案的处理方法就是在这样的背景下产生的，通过对碳纤维原材料进行预处理去除杂质，采用特定的三维立体编织方式、精确控制的树脂浸渍和热压成型条件，以及合理的后处理等一系列步骤，旨在解决传统工艺存在的问题，提高碳纤维航空零件的强度，使其更好地适应航空领域的需求，保障飞机的安全飞行和高性能运行，同时也为碳纤维材料在航空领域的更广泛应用提供了新的技术支持。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种提高碳纤维航空零件强度的处理方法，旨在解决现有技术中的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种提高碳纤维航空零件强度的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、对碳纤维原材料进行预处理，去除表面杂质，该预处理采用超声波清洗法，在40℃-60℃和30分钟-60分钟的条件下进行；
5、将预处理后的碳纤维进行编织，编织结构采用三维立体编织方式，以形成具有特定力学性能的碳纤维织物；
6、对编织后的碳纤维织物进行树脂浸渍，所使用的树脂为环氧树脂，浸渍过程在2mpa-4mpa和80℃-100℃下进行，浸渍时间为2小时-3小时；
7、将浸渍树脂后的碳纤维织物放入特定模具中，在150℃-180℃和5mpa-8mpa下进行热压成型，热压成型时间为1小时-1.5小时；
8、对热压成型后的碳纤维航空零件进行后处理，后处理包括在120℃-140℃下进行保温2小时-3小时，然后自然冷却至室温。
9、作为本专利技术一种优选的方案，所述碳纤维原材料的规格为纤维直径在5μm-8μm和长度在5mm-10mm范围。
10、作为本专利技术一种优选的方案，在编织过程中，纤维的经纬密度为经向10根/cm-15根/cm，纬向8根/cm-12根/cm。
11、作为本专利技术一种优选的方案，所述模具的形状和尺寸根据所需的碳纤维航空零件的具体要求进行设计和制造，例如机翼零件模具应具有符合空气动力学的曲面形状，尺寸偏差控制在±0.1mm以内。
12、作为本专利技术一种优选的方案，在热压成型过程中，升温速率控制在5℃/min-8℃/min。
13、作为本专利技术一种优选的方案，后处理过程中的保温环境为氮气氛围，氮气纯度在99.9％以上。
14、作为本专利技术一种优选的方案，该零件具有抗拉强度在2000mpa-3000mpa的强度，相比未经该处理方法处理的碳纤维零件，强度提高了30％-50％。
15、作为本专利技术一种优选的方案，用于碳纤维原材料预处理的设备，其具备超声波发生器、清洗槽等设备，能够精确控制温度在40℃-60℃范围和清洗时间在30分钟-60分钟的功能；
16、用于碳纤维编织的设备，其能够实现三维立体编织，具有精确控制纤维经纬密度为经向10根/cm-15根/cm，纬向8根/cm-12根/cm的功能和结构特征；
17、用于树脂浸渍的设备，其包含压力控制系统，能精确控制在2mpa-4mpa，温度控制系统能精确控制在80℃-100℃，以及计时装置精确控制浸渍时间为2小时-3小时的功能；
18、用于热压成型的设备，其设有精确的温度控制系统，能将温度控制在150℃-180℃，压力控制系统能将压力控制在5mpa-8mpa，以及计时装置精确控制热压成型时间为1小时-1.5小时的功能；
19、用于后处理的设备，其具有精确的温度控制系统，能将温度控制在120℃-140℃，保温计时装置能精确控制保温时间为2小时-3小时，以及能提供纯度在99.9％以上氮气氛围的功能。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
21、首先，从材料性能提升方面来看，通过对碳纤维原材料的预处理去除表面杂质，能确保后续工艺中纤维与树脂的结合更加紧密和纯净，采用三维立体编织方式并精确控制纤维经纬密度，使碳纤维织物具有特定力学性能，增强了零件的整体强度和稳定性，精确控制的树脂浸渍和热压成型条件，如温度、压力和时间等，保证了树脂充分浸渍到碳纤维织物中，形成良好的复合结构，提高了零件的抗拉强度，使其达到2000mpa-3000mpa，相比未经处理的零件强度提高了30％-50％，极大增强了其在航空领域承受各种载荷的能力，其次，在航空应用方面，该处理方法制造的碳纤维航空零件能够满足飞机机身、机翼等结构部件对强度和刚度的高要求，保障了飞机的安全飞行，同时，由于碳纤维材料本身的低密度特性，在提高零件强度的基础上还能减轻重量，这有助于提高燃油效率和飞行性能，降低运营成本，再者，从工艺改进角度，本案的处理方法解决了传统工艺存在的杂质残留、纤维编织结构不合理、树脂浸渍不充分等问题，通过精确控制各个环节的工艺参数，如超声波清洗的温度和时间、模具的尺寸偏差控制等，提高了生产的精度和质量稳定性，减少了因工艺缺陷导致的零件性能不佳情况，而且，氮气氛围的后处理保温环境，保证了零件在特定条件下的性能优化，进一步提升了零件的质量和可靠性，总之，本案的处理方法为碳纤维航空零件的制造提供了一种高效、可靠的技术手段，不仅有利于推动航空领域的技术发展，还能为相关产业带来更广阔的应用前景和经济效益。
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1.一种提高碳纤维航空零件强度的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提高碳纤维航空零件强度的处理方法，其特征在于：所述碳纤维原材料的规格为纤维直径在5μm-8μm和长度在5mm-10mm范围。
3.根据权利要求2所述的一种提高碳纤维航空零件强度的处理方法，其特征在于：在编织过程中，纤维的经纬密度为经向10根/cm-15根/cm，纬向8根/cm-12根/cm。
4.根据权利要求3所述的一种提高碳纤维航空零件强度的处理方法，其特征在于：所述模具的形状和尺寸根据所需的碳纤维航空零件的具体要求进行设计和制造，例如机翼零件模具应具有符合空气动力学的曲面形状，尺寸偏差控制在±0.1mm以内。
5.根据权利要求4所述的一种提高碳纤维航空零件强度的处理方法，其特征在于：在热压成型过程中，升温速率控制在5℃/min-8℃/min。
6.根据权利要求5所述的一种提高碳纤维航空零件强度的处理方法，其特征在于：后处理过程中的保温环境为氮气氛围，氮气纯度在99.9％以上。
7.根据权利要求6所述的一种提高
8.一种用于实施权利要求1-7任一项所述提高碳纤维航空零件强度处理方法的设备，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种提高碳纤维航空零件强度的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提高碳纤维航空零件强度的处理方法，其特征在于：所述碳纤维原材料的规格为纤维直径在5μm-8μm和长度在5mm-10mm范围。
3.根据权利要求2所述的一种提高碳纤维航空零件强度的处理方法，其特征在于：在编织过程中，纤维的经纬密度为经向10根/cm-15根/cm，纬向8根/cm-12根/cm。
4.根据权利要求3所述的一种提高碳纤维航空零件强度的处理方法，其特征在于：所述模具的形状和尺寸根据所需的碳纤维航空零件的具体要求进行设计和制造，例如机翼零件模具应具有符合空气动力学的曲面形状，尺寸偏差控制在...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘奇星，史双喜，肖梨花，刘政，李仁锁，王治国，宋小辉，刘忠，
申请(专利权)人：桂林航天工业学院，
类型：发明
国别省市：
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