一种固体火箭发动机绝热扩散段灌注方法技术

本发明专利技术涉及一种固体火箭发动机绝热扩散段灌注方法，该方法包括以下步骤：将绝热扩散段增强体放置在膨胀硅胶软模内，其中，将绝热扩散段增强体放置在膨胀硅胶软模内，其中，所述绝热扩散段增强体套装在金属阳模上，将将复合阴模套装在绝热扩散段增强体上；对绝热扩散段增强体灌注耐烧蚀树脂；对对模具加热，膨胀硅胶软模在加热过程中膨胀挤压所述绝热扩散段增强体。本发明专利技术的有益效果为：克服了单纯使用VARTM成型工艺中气泡不易排出、制品纤维含量低等缺陷，提高了绝热扩散段的纤维体积分数、构件致密性和表面质量，最终提高力学性能，此外该方法工艺简单，不需另外增加太多成本，利用现有技术即可加工成型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种灌注方法，尤其涉及到。
技术介绍
火箭发动机绝热扩散段，是将火箭发动机内部的热能转化为火箭动能的部件，对发动机的总冲量有重要影响。绝热扩散段的烧蚀稳定性极大地影响着火箭发动机的工作性能甚至影响到火箭飞行的成败。传统的碳纤维/酚醛树脂布带缠绕制品存在着预混料层间强度弱等特点，导致其在工作过程中容易发生剥蚀、薄弱部位烧穿等缺点。由于编织增强体中纤维相互扭组与缠结，其扭曲稳定性、抗冲击性能、剪切强度以及抗层间分离性都优于其他形式的增强体，可以有效弥补布带缠绕制品存在着的增强体层间强度不足等缺点。因而编织增强体是制作火箭发动机绝热扩散段的良好材料。真空辅助树脂传递模塑(VARTM)是树脂基复合材料成型工艺中的一项重要技术，是从湿法铺层和注塑工艺演变出来的新型复合材料成型工艺。与传统纤维增强树脂复合材料相比具有质地均匀、性能稳定、耐烧蚀性能好等优点。传统的VARTM工艺技术同样存在着一些不足，如模具密封困难、制品纤维含量低、大面积结构复杂的模腔内树脂流动不均衡，气泡缺陷不易排除等。采用编织增强体、膨胀软模加压VARTM灌注方式生产绝热扩散段能够弥补以上工艺的不足，制成品满足产品工艺性能要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，以解决现有技术的上述不足。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现:本专利技术提供了，该方法包括以下步骤:将绝热扩散段增强体放置在膨胀硅胶软模内，其中，所述绝热扩散段增强体套装在金属阳模上，将复合阴模套装在绝热扩散段增强体上； 对绝热扩散段增强体灌注耐烧蚀树脂；对模具进行加热，膨胀硅胶软模在加热过程中膨胀挤压所述绝热扩散段增强体。优选的,所述膨胀娃胶软模为空心圆台轮廓,小端内径64.5mm?67.5mm,大端内径123mm?126mm,高91mm,厚21mm?24mm ;所述娃胶烧注所用阳模为实心圆台结构，小端直径 64.5mm ?67.5mm,大端直径 123_ ?126mm,高 Qlmnin优选的，所述膨胀硅胶软模由以下步骤制作而成:液态硅胶A和液态硅胶B按照质量比为10: I的比例进行混合；在混合后，放置在真空状态下除去硅胶中混杂的空气；将其缓慢注入金属模具型腔至型腔填满，室温静置固化三天或60°C固化5h，成型为膨胀硅胶软模；固化完成后对阳模进行脱模，硅胶软模不与金属阴模分离，组合在一起直接构成复合阴模。优选的，所述绝热扩散段增强体材料可采用石英纤维、玄武岩纤维、莫来石纤维、氧化铝纤维、硼硅碳氮纤维、碳化硅纤维、碳纤维或高硅氧纤维中的任意一种；所述耐烧蚀树脂为酚醛树脂、改性酚醛树脂、苯并噁嗪树脂、聚芳基乙炔树脂、聚硅氮烷树脂或混合聚娃氮烧树脂中的任一种。优选的，所述绝热扩散段增强体为碳纤维增强体或高硅氧纤维增强体，其经纱密度为10根/Cm，纬纱密度为3.2根/cm ;或所述绝热扩散段增强体为碳纤维和高硅氧纤维复合结构的增强体，采用先用碳纤维编织15mm厚，之后用高硅氧纤维在碳纤维外侧编织5mm的方式制成。优选的，所述碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维。优选的,所述绝热扩散段增强体的体积密度在0.75g/cm3-0.85g/cm3。优选的，还包括在复合阴模外侧安装压力表，其最大量程为5Mpa。本专利技术的有益效果为:1)在VARTM成型过程中使用膨胀硅胶软模；克服了单纯使用VARTM成型工艺中气泡不易排出、制品纤维含量低等缺陷，提高了绝热扩散段的纤维体积分数、构件致密性和表面质量，最终提高力学性能；其中，硅胶软模的作用是在加热状态下发生膨胀，对绝热扩散段增强体施加压力，加压除去多余树脂，从而提高纤维含量和构件致密性。2)在金属模具阳模外侧安装压力表，可以实时观察模具内部压力变化。3)减少阳模的分模数量，提高了模具密封性能和装配精度，降低模具加工费用。4)本专利技术工艺简单，不需另外增加太多成本，利用现有技术即可加工成型，有良好的应用前景，有利于推广实施。【附图说明】下面根据附图对本专利技术作进一步详细说明。图1是本专利技术实施例所述绝热扩散段与硅胶软模的结构示意图。图中:1、金属阳模；2、膨胀硅胶软模；3、绝热扩散段增强体。【具体实施方式】如图1所示，本专利技术实施例所述的，该方法包括以下步骤:将绝热扩散段增强体3放置在膨胀硅胶软模2内，其中，所述绝热扩散段增强体3套装在金属阳模I上，将复合阴模套装在绝热扩散段增强体3上，所述复合阴模与绝热扩散段增强体3之间紧密贴合，膨胀硅胶软模2通过膨胀Λ L对绝热扩散段增强体3施加压力；对绝热扩散段增强体3灌注耐烧蚀树脂；对模具进行加热，膨胀硅胶软模2在加热过程中膨胀挤压所述绝热扩散段增强体3。其中的膨胀娃胶软模2为空心圆台轮廓，小端内径64.5mm?67.5mm,大端内径123mm?126mm,高91mm,厚21mm?24mm ;娃胶烧注所用阳模为实心圆台结构，小端直径64.5mm ?67.5mm,大端直径 123mm ?126mm,高 Qlmnin膨胀硅胶软模2由以下步骤制作而成:液态硅胶A和液态硅胶B按照质量比为10: I的比例进行混合；在混合后，放置在真空状态下除去硅胶中混杂的空气；将其缓慢注入金属模具型腔至型腔填满，室温静置固化三天或60°C固化5h，成型为膨胀硅胶软模2 ；固化完成后对金属阳模I进行脱模，硅胶软模不与金属阴模分离，组合在一起直接构成复合阴模。其中的液态硅胶A和液态硅胶B分别为中蓝晨光化工研究设计院有限公司蓝星(成都)新材料有限公司制作的硅橡胶R-311 (A)和硅橡胶R_311(B);其制作方法具体为:I)制作时将R-311⑷和R_311(B)两种硅胶组分按照质量比为10: I的比例进行混合。2)将R-311 (A)和R-311 (B)两组分混合完成后，在真空状态下除去硅胶中混杂的空气，以使制得的软模没有缺陷。3)混合硅胶真空条件下除尽空气后，将其缓慢注入金属模具型腔至型腔填满。室温静置固化三天，成型为硅胶软模。4)步骤3)中所述的膨胀硅胶软模2，固化完成后对阳模进行脱模，硅胶软模不与金属阴模分离，结合在一起直接构成复合阴模。上述步骤2)中所述的真空状态，可以通过真空干燥箱连接真空泵达到-0.09Mpa的真空度，在此真空度下连续脱气30min，便可使硅胶中的空气脱除，进行下一操作步骤。上述步骤4)所述的阳模为实心圆台结构，小端直径64.5mm?67.5mm,大端直径1 23mm ?126mm,高 Qlmnin经上述步骤I)?步骤4)制得的膨胀硅胶软模2为空心圆台结构，小端内径64mm ?67.5mm,大端内径 123mm ?126mm,高 91mm,厚 21mm ?24mm。其中的绝热扩散段增强体3材料可采用石英纤维、玄武岩纤维、莫来石纤维、氧化铝纤维、硼硅碳氮纤维、碳化硅纤维、碳纤维或高硅氧纤维中的任意一种；耐烧蚀树脂为酚醛树脂、改性酚醛树脂、苯并噁嗪树脂、聚芳基乙炔树脂、聚硅氮烷树脂或混合聚硅氮烷树脂中的任一种。较佳的，绝热扩散段增强体3为碳纤维增强体或高硅氧纤维增强体，其经纱密度为10根/Cm，纬纱密度为3.2根/cm ;或绝热扩散段增强体3为碳纤维和高硅氧纤维复合结构的增强体，采用先用碳纤维编织15mm厚，之后用高硅氧纤维在碳纤维外侧编织5mm的方式制成。其中的碳纤维优选为聚丙烯腈基碳纤维。绝热扩散段增强体3的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体火箭发动机绝热扩散段灌注方法，其特征在于，包括以下步骤：将绝热扩散段增强体放置在膨胀硅胶软模内，其中，所述绝热扩散段增强体套装在金属阳模上，将复合阴模套装在绝热扩散段增强体上；对绝热扩散段增强体灌注耐烧蚀树脂；对模具加热，膨胀硅胶软模在加热过程中膨胀挤压所述绝热扩散段增强体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯，孙超明，赵卫生，谈娟娟，张翠妙，王思琪，
申请(专利权)人：北京玻钢院复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11