一种橡胶基绝热层的贴片方法技术

一种橡胶基绝热层的贴片方法，属于固体火箭发动机绝热层制造方法；解决直径在φ100mm～1400mm固体火箭发动机，采用丁腈、三元乙丙橡胶等材料作为内绝热层材料施工周期长、劳动强度大、操作不便等问题；同时能满足前后开口尺寸小、长度大的固体火箭发动机装药燃烧室内绝热层制作的制作要求。本发明专利技术包括的步骤为预备步骤、刷胶步骤、贴片步骤、热预压步骤、探伤步骤及固化步骤。本发明专利技术已成功应用多个产品上，绝热层完全满足设计要求；工艺周期减少67％，劳动生产率提高至少1倍，人力成本至少降低50％，原材料费用可减少15％；显著改善操作环境显，为职业病的预防提供了保障。

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶基绝热层的贴片方法
本专利技术属于固体火箭发动机绝热层制造方法，具体涉及一种橡胶基绝热层的贴片方法。
技术介绍
绝热层结构是固体火箭发动机装药燃烧室的重要组成部分，能防止壳体达到危及结构的温度。公开号CN1451020名称为《使固体推进剂火箭发动机的壳体绝热的方法》、《小型固体火箭发动机燃烧室绝热层成型工艺研究》（宇航材料与工艺2002.01）、《后封头整体模压工艺研究》（航天制造技术2006.03）、以及《整体模压封头绝热层和人工脱粘层制造技术》(宇航材料工艺1996.02)均涉及固体火箭发动机内绝热层贴片方法；但以上文献提供的方法是发动机前后封头和筒体段的绝热层与发动机壳体之间的粘接采用手工加压贴合模式，在制作过程中，需要贴片的发动机壳体的直径足够大，操作工人可以钻进发动机壳体内，或是发动机壳体的长度较短，操作工人可以接触到任何一个需要贴片的位置。对于前后开口和直径比较窄、长度又比较长的发动机，操作者无法钻进装药燃烧室壳体内操作，操作工人无法接触到需要贴片的位置，如何保证绝热层贴片质量是个难点。
技术实现思路
本专利技术提供一种橡胶基绝热层的贴片方法，解决直径在φ100mm～φ1400mm固体火箭发动机，采用丁腈、三元乙丙橡胶等为基体的绝热层材料施工周期长、劳动强度大、操作不便等问题，同时能满足前后开口尺寸小、长度大的固体火箭发动机装药燃烧室内绝热层制作的制作要求。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种橡胶基绝热层的贴片方法，具体步骤为：1）预备步骤：对发动机壳体内表面采用工业级乙酸乙酯、三氯甲烷或丙酮中的一种清理干净；按绝热层设计厚度要求分片制造发动机直筒段绝热层生片，通过模具整体模压制造发动机前后封头绝热层预制件，所述绝热层生片和绝热层预制件采用丁腈橡胶材料或者三元乙丙橡胶材料为基体；制造橡胶气囊，橡胶气囊的外型面与成型后的发动机装药燃烧室绝热层内型面相匹配，在内压0.1MPa下橡胶气囊长度比装药燃烧室绝热层内型面长度最小处小15mm～90mm，直径比装药燃烧室绝热层内型面直径最小处小10mm～40mm；2）刷胶步骤：发动机壳体内部均匀涂刷胶粘剂，胶粘剂为橡胶热硫化型，当绝热层采用丁腈橡胶时，所用胶粘剂为BM-1或IN501；采用三元乙丙橡胶材料时，所用胶粘剂为CH238或IN501；胶粘剂胶膜厚度为27μm～45μm，涂刷后进行干燥；3）贴片步骤：将全部直筒段绝热层生片按发动机装药燃烧室内绝热层设计位置要求累加到位，并包裹在未充气橡胶气囊上，将橡胶气囊和直筒段绝热层生片折叠后置入装药燃烧室内，前后封头绝热层预制件置入装药燃烧室相应部位，对橡胶气囊充气使其膨胀并使生片均匀舒展到位；4）热预压步骤：将发动机置入加热装置内，加热温度为85℃～95℃，在橡胶气囊内加压，压力为0.6～0.8MPa，加热、加压时间为1.5h~3h，加热、加压完毕，将发动机从加热装置取出；5）探伤步骤：对绝热层表面出现的气泡采用针扎、斜割方式除气，除气后对所有绝热层粘贴界面探伤，检查是否出现脱粘现象，出现脱粘步骤则重复步骤4）；6）固化步骤：探伤合格后，将发动机置入加热装置内，加热温度为150℃～155℃，在橡胶气囊内加压，压力为0.6~0.8MPa，加热、加压时间为1~3h，加热、加压完毕，将发动机从加热装置取出；通过上述步骤橡完成发动机绝热层贴片处理。步骤1）中所述的橡胶橡胶气囊材料为硅橡胶。优选的方案中，绝热层采用丁腈橡胶材料为基体，步骤2）中在发动机壳体内涂刷胶粘剂的同时，在绝热层表面涂刷同样的胶粘剂，涂刷厚度为5μm～10μm，涂刷后晾置2h～3h或者采取鼓风或加热措施进行干燥。进一步地，绝热层采用三元乙丙橡胶材料为基体，并且采用胶粘剂为CH238时，在对发动机壳体表面涂刷胶粘剂之前，先在壳体表面涂刷CH205，涂刷厚度为10μm～15μm，涂刷后晾置2h～3h或者采取鼓风或加热措施进行干燥。优选的方案中，绝热层采用三元乙丙橡胶材料为基体，步骤2）中在发动机壳体内涂刷胶粘剂的同时，在绝热层表面涂刷同样的胶粘剂，涂刷厚度为5μm～10μm，涂刷后晾置2h～3h或者采取鼓风或加热措施进行干燥。步骤2）中，涂刷胶粘剂后干燥时，采用加热、鼓风或者晾置2h～3h的措施。具体的，通过鼓风措施进行干燥，鼓风时间为1~2h；通过加热措施进行干燥，加热温度为50℃～60℃，时间为1~2h。步骤5）中采用数字式超声波探伤仪对所有绝热层粘贴界面进行探伤。本专利技术所有的工艺操作均在发动机壳体外完成，所有需要的生片通过橡胶气囊整体一次性或多次置入壳体内后进行固化，使操作者的操作环境显著改善，从技术上为职业病的预防提供了保障。对胶粘剂进行干燥，可以除去胶粘剂中的溶剂，确保粘接质量，采用鼓风以及加热措施，不仅可以加快干燥速度，主要可以确保整个粘接面的胶粘剂的状态的一致性，从而确保粘接的稳定性和可靠性。与其他材料相比较，硅橡胶气囊的弹性好，不易老化，使用周期长，在加压过程中，其他材料的压力损失达到0.4MPa以上，硅橡胶气囊只有不到0.2MPa，其他材料的气囊使用中需要滑石粉等隔离材料，以防止绝热层与气囊的粘结，从而影响界面粘接，硅橡胶气囊则不需要隔离材料，而且易于脱开。该贴片方法已成功应用多个发动机上，产品全部经地面试验均获得圆满成功。经试验后绝热层解剖分析，经过该贴片方法完成的绝热层完全能够满足设计要求。以某发动机绝热层制作为例，采用手工贴片方法周期为9天，整体贴片工艺周期为3天，工艺周期减少67％，工艺周期的减少直接将劳动生产率提高至少1倍，人力成本至少降低50％，原材料由于大大降低了工艺损耗，费用可减少15％；其它可采用手工贴片的发动机采用整体贴片工艺后也带来相应的效果。附图说明图1为本专利技术工艺流程示意图；图2为实施例1-3中所述的固体火箭发动机绝热层示意图；图3为实施例4中所述的固体火箭发动机绝热层示意图；图4为实施例5-7中所述的固体火箭发动机绝热层示意图。具体实施方式本专利技术的总体工艺流程示意图如图1所示，以下结合实施例来进一步说明本专利技术，但本专利技术要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。实施例1：如图2所示，某固体火箭发动机直径220mm，长度1600mm，内壁整体粘贴4mm厚绝热层，所用绝热材料为丁腈橡胶材料为基体的绝热材料；1）预备步骤：发动机壳体内表面采用乙酸乙酯溶剂清理干净；按设计厚度要求分片制造发动机直筒段绝热层生片，生片长度为1600mm，宽度为660mm，厚度为4mm；制造橡胶气囊，具体材料为硅橡胶，在内压0.1MPa下，橡胶气囊外径设计φ180mm，长度1580mm；2）刷胶步骤：发动机壳体内部均匀涂刷胶粘剂BM-1，胶粘剂胶膜厚度为27μm～45μm，晾置2h；3）贴片步骤：将全部直筒段绝热层生片按发动机装药燃烧室内绝热层设计位置要求累加到位，并包裹在未充气橡胶气囊上，将橡胶气囊和直筒段绝热层生片折叠后置入装药燃烧室内，前后封头绝热层预制件置入装药燃烧室相应部位，通过缓慢充气使橡胶气囊膨胀并使生片均匀舒展到位；4）热预压步骤：将发动机置入加热装置内，加热温度为85℃，在橡胶气囊内加压，压力为0.6MPa，加热、加压时间1.5h，加热、加压完毕，将发动机从加热装置取出；5）探伤步骤：对绝热层表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种橡胶基绝热层的贴片方法，其特征在于，具体步骤为：1）预备步骤：对发动机壳体内表面采用工业级乙酸乙酯、三氯甲烷或丙酮中的一种清理干净；按绝热层设计厚度要求分片制造发动机直筒段绝热层生片，通过模具整体模压制造发动机前后封头绝热层预制件，所述绝热层生片和绝热层预制件采用丁腈橡胶材料或者三元乙丙橡胶材料为基体；制造橡胶气囊，橡胶气囊的外型面与成型后的发动机装药燃烧室绝热层内型面相匹配，在内压0.1MPa下橡胶气囊长度比装药燃烧室绝热层内型面长度最小处小15mm～90mm，直径比装药燃烧室绝热层内型面直径最小处小10mm～40mm；2）刷胶步骤：发动机壳体内部均匀涂刷胶粘剂，胶粘剂为橡胶热硫化型，当绝热层采用丁腈橡胶时，所用胶粘剂为BM‑1或IN501；采用三元乙丙橡胶材料时，所用胶粘剂为CH238或IN501；胶粘剂胶膜厚度为27μm～45μm，涂刷后进行干燥；3）贴片步骤：将全部直筒段绝热层生片按发动机装药燃烧室内绝热层设计位置要求累加到位，并包裹在未充气橡胶气囊上，将橡胶气囊和直筒段绝热层生片折叠后置入装药燃烧室内，前后封头绝热层预制件置入装药燃烧室相应部位，对橡胶气囊充气使其膨胀并使生片均匀舒展到位；4）热预压步骤：将发动机置入加热装置内，加热温度为85℃～95℃，在橡胶气囊内加压，压力为0.6～0.8MPa，加热、加压时间为1.5h~3h，加热、加压完毕，将发动机从加热装置取出；5）探伤步骤：对绝热层表面出现的气泡采用针扎、斜割方式除气，除气后对所有绝热层粘贴界面探伤，检查是否出现脱粘现象，出现脱粘步骤则重复步骤4）；6）固化步骤：探伤合格后，将发动机置入加热装置内，加热温度为150℃～155℃，在橡胶气囊内加压，压力为0.6~0.8MPa，加热、加压时间为1~3h，加热、加压完毕，将发动机从加热装置取出；通过上述步骤橡完成发动机绝热层贴片处理。...

【技术特征摘要】
1.一种橡胶基绝热层的贴片方法，其特征在于，具体步骤为：1）预备步骤：对发动机壳体内表面采用工业级乙酸乙酯、三氯甲烷或丙酮中的一种清理干净；按绝热层设计厚度要求分片制造发动机直筒段绝热层生片，通过模具整体模压制造发动机前后封头绝热层预制件，所述绝热层生片和绝热层预制件采用丁腈橡胶材料或者三元乙丙橡胶材料为基体；制造橡胶气囊，橡胶气囊的外型面与成型后的发动机装药燃烧室绝热层内型面相匹配，在内压0.1MPa下橡胶气囊长度比装药燃烧室绝热层内型面长度最小处小15mm～90mm，直径比装药燃烧室绝热层内型面直径最小处小10mm～40mm；2）刷胶步骤：发动机壳体内部均匀涂刷胶粘剂，胶粘剂为橡胶热硫化型，当绝热层采用丁腈橡胶时，所用胶粘剂为BM-1或IN501；采用三元乙丙橡胶材料时，所用胶粘剂为CH238或IN501；胶粘剂胶膜厚度为27μm～45μm，涂刷后进行干燥；3）贴片步骤：将全部直筒段绝热层生片按发动机装药燃烧室内绝热层设计位置要求累加到位，并包裹在未充气橡胶气囊上，将橡胶气囊和直筒段绝热层生片折叠后置入装药燃烧室内，前后封头绝热层预制件置入装药燃烧室相应部位，对橡胶气囊充气使其膨胀并使生片均匀舒展到位；4）热预压步骤：将发动机置入加热装置内，加热温度为85℃～95℃，在橡胶气囊内加压，压力为0.6～0.8MPa，加热、加压时间为1.5h~3h，加热、加压完毕，将发动机从加热装置取出；5）探伤步骤：对绝热层表面出现的气泡采用针扎、斜割方式除气，除气后对所有绝热层粘贴界面探伤，采用数字式超声波探伤仪对所有绝热层粘贴界面进行探伤检查是否出现脱粘现象，出现脱粘步骤则重复步骤4）；6）固化步骤：探伤合格后，将发动机置入...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱稼麟，崔瑞禧，何宜丰，李方朔，宋考生，祝世杰，宋铭，赵碧娟，徐晋阳，周乐意，
申请(专利权)人：湖北三江航天江河化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42