一种三元乙丙药柱包覆套整体成型方法技术

本发明专利技术提供了一种三元乙丙药柱包覆套整体成型方法，将包覆套分为封头和若干直筒段，采用哈呋模工装预成型直筒段，采用阴阳模工装预成型包覆套封头，用乙酸乙酯擦拭封头和若干直筒段若干遍后，将刷涂胶粘剂的封头和若干直筒段依次装入包覆套成型工装，然后装入硅橡胶气囊和封头预成型件，对包覆套进行硫化。本发明专利技术采用分段预成型再整体硫化成型的方案，实现包覆套的整体成型，能够确保包覆套的结构完整性、质量可靠性高。

An Integrated Forming Method of Ethylene-propylene Ternary Propellant Sheath

The invention provides an integral forming method of EPDM pillar coating sleeve, which divides the coating sleeve into head and several straight barrel segments, uses Harfur mould tooling to pre-form straight barrel segments, uses Yin and Yang mould tooling to pre-form covered cover heads, wipes the heads with ethyl acetate and several straight barrel segments several times, and then loads the head of brushing adhesive and some straight barrel segments into the forming tooling of the coating sleeve in turn. Then, the silicone rubber balloon and the preform of the head are filled to vulcanize the cover. The invention adopts the scheme of sectional pre-forming and integral vulcanization forming, realizes the integral forming of the coated sleeve, and ensures the structural integrity and high quality reliability of the coated sleeve.

【技术实现步骤摘要】
一种三元乙丙药柱包覆套整体成型方法
本专利技术涉及一种包覆套成型方法。
技术介绍
包覆套是固体火箭推进剂装药的重要组成部分，是影响火箭发动机工作状态和使用寿命的决定性因素，具有限燃、绝热和缓冲等作用，可限制装药表面燃烧以控制药柱的燃烧面积，满足火箭发动机的内弹道性能。包覆套的成型技术常见的有模具模压法、压注法等，适用于型面单一的小型发动机(直径小于200mm)。中型以上发动机(直径大于200mm)用包覆套，外型面有用于导气和通线用的凹槽结构，内型面有凸台结构的脱粘部位加强筋结构，型面结构复杂，尺寸较大，如图1所示。采用一般的模压法，只能分段成型，再整体粘接，由于硫化态的绝热层材料表面活性低，特别是三元乙丙橡胶绝热层，难以取得较高的粘接强度(扯离强度一般都小于2MPa)，粘接部位强度较低，会存在脱粘或漏气的质量隐患，对于较大尺寸的包覆套，工艺环节多，可操作性差，且粘接面不可检，产品质量隐患大，产品一致性较差。一旦包覆套粘接部位有漏点，在发动机工作过程中，会导致燃爆的试验事故发生。压注法不适用该结构的包覆套成型。中型发动机包覆套的整体成型国内外公开报道较少。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种三元乙丙药柱包覆套整体成型方法，采用分段预成型再整体硫化成型的方案，实现包覆套的整体成型，能够确保包覆套的结构完整性、质量可靠性高。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：(1)将包覆套分为封头和若干直筒段，采用哈呋模工装预成型直筒段，采用阴阳模工装预成型包覆套封头，预成型温度为80±5℃，成型时间为60±5min；(2)用乙酸乙酯擦拭封头和若干直筒段若干遍；(3)在封头和直筒段搭接部位刷涂胶粘剂，晾置15～30min；(4)将刷涂胶粘剂的封头和若干直筒段依次装入包覆套成型工装，然后装入硅橡胶气囊和封头预成型件，气囊的凹槽与包覆套的凸台相对应；(5)对包覆套进行硫化，硫化起始压力为0.65～0.70MPa，由室温升温2～4h至160±5℃，在该温度下保温保压2～3h，然后自然降温至室温，该过程保证气囊压力在85℃以上时为0.70～0.90MPa，降温过程中，保证温度100℃以上时气囊压力不低于0.40MPa。本专利技术的有益效果是：采用整体成型技术，实现了包覆套的一体化成型，避免了分段硫化再粘接成型的质量风险，通过工装保证了产品的厚度均匀性，外观完整，尺寸满足设计要求，一致性好，可靠性高。相比分段硫化再整体粘接的方案，预成型的包覆套，绝热层表面材料活性较高，可进一步进行聚合硫化，不会存在分界面，完整性好，实现了整体成型的效果。采用该方法生产的包覆套通过了某型号地面试验、环境试验和力学试验。该包覆套整体成型技术可应用于固体火箭发动机药柱包覆套或囊状橡胶产品的研究，具有一定的借鉴意义和参考价值。附图说明图1是某型号包覆套横截面的示意图；图2是某型号包覆套结构示意图；图3是某型号包覆套成型工艺流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。参考图2所示结构的三元乙丙包覆套(长1500mm，最大外径289mm，最小外径249mm)，包覆套外型面有三处导气凹槽，内型面有6条加强筋凸台，为提高包覆套预成型件的工艺可行性，即操作方便、脱模顺利等，将其拆分为包覆套一段、包覆套二段和包覆套封头，该三部分可通过相应的工装进行预成型，工装设计时需确保搭接部位的长度，一般取20mm～40mm。由于三元乙丙橡胶绝热层在硫化后存在收缩的特点，因此需要在预成型模具、成型模具设计时考虑材料的收缩率。一般三元乙丙包覆套收缩比参考1.0％～1.8％，硅橡胶加压气囊的结构及型面应与包覆套的内型面相对应，与预成型包覆套的装配间隙参考3mm～5mm，这是为了方便气囊的装配与取出。包覆套成型工装的结构及内型面应与包覆套的外型面相一致。成型思路为：采用模具分别预成型包覆套一段、包覆套二段和包覆套封头，然后再于包覆套成型工装内通过硅橡胶气囊加压，实现整体硫化成型。如图3所示，具体工艺步骤如下：(1)预成型采用哈呋模工装预成型包覆套一段、包覆套二段，采用阴阳模工装预成型包覆套封头。预成型温度80℃±5℃，成型时间60min±5min。(2)表面清理用干净的棉布蘸乙酸乙酯，擦拭三遍预成型好的包覆套一段、二段和封头，特别是粘接部位，确保粘接面干净。(3)搭接部位刷胶在搭接部位刷涂胶粘剂，确保无漏刷，晾置15min～30min。(4)装配将刷完胶的包覆套一段、二段预成型件依次装入包覆套成型工装，注意搭接部位长度要保证，包覆套型面的凹凸结构要相对应，然后装入硅橡胶气囊，气囊的凹槽应与包覆套的凸台相对应；再将包覆套封头预成型件装入，与包覆套一段对应搭接，最后装好工装的前后堵头，放入烘箱，并连接气源。(5)硫化硫化制度：硫化起始压力0.65MPa～0.70MPa，由室温升温2h～4h至160℃±5℃，在该温度下保温保压2h～3h，然后自然降温至室温，该过程保证气囊压力在85℃以上时为0.70MPa～0.90MPa，降温过程中，保证温度100℃以上时气囊压力不低于0.40MPa。(6)脱模检验待工装表面温度降至室温时可进行脱模，然后检验包覆套的外观、厚度和相关尺寸。实例一某型号包覆套结构如图2所示，包覆套最大外径290mm，外型面有三处导气凹槽，内型面有6条加强筋凸台，要求包覆套厚度2.0mm±0.3mm，包覆套导气槽部位厚度2.0mm±0.3mm，每间隔100进行测量，环向取9个点。搭接部位厚度允许偏厚，结构完整，无裂纹、无鼓包和缺料现象。内型面加强筋长度1200±5mm，总长1500±5mm。将该包覆套拆分为包覆套封头、包覆套一段和包覆套二段。工装放大比例选用1.5％。搭接部位长度设计为30mm，硅橡胶气囊的外形面与包覆套预成型件的内型面装配间隙选用5mm。本实施例的包覆套成型工艺包括以下步骤：1)预成型采用哈呋模具和阴阳模分别预成型包覆套一段、包覆套二段和包覆套封头。预成型温度80℃，成型时间60min。2)表面清理用干净的棉布蘸乙酸乙酯，擦拭三遍预成型好的包覆套一段、二段和封头，特别是粘接部位，确保粘接面干净。3)搭接部位刷胶在搭接部位刷涂胶粘剂，确保无漏刷，晾置15min。4)装配将刷好胶的包覆套一段、二段预成型件依次装入包覆套成型工装，注意搭接部位长度要保证，包覆套型面的凹凸结构要相对应，然后装入硅橡胶气囊，气囊的凹槽应与包覆套的凸台相对应；再将包覆套封头预成型件装入，与包覆套一段对应搭接，最后装好工装的前后堵头，接入气源。5)硫化于烘箱内硫化，硫化制度：硫化起始压力0.65MPa～0.70MPa，由室温升温3h至160℃，在该温度下保温保压3h，然后自然降温至室温。6)脱模待工装表面温度降至室温时可进行脱模。7)检验外观完好，无鼓包、无裂纹、无脱粘。尺寸及厚度检验结果见表1。表1包覆套检验结果实例二某型号包覆套结构如图2所示，包覆套最大外径210mm，外型面有三处导气凹槽，内型面有6条加强筋凸台，要求包覆套厚度1.5mm±0.3mm，包覆套导气槽部位厚度1.5mm±0.3mm，每间隔100进行测量，环向取9个点。搭接部位厚度允许偏厚，结构完整，无裂纹、无鼓包和缺料现象。内型面加强筋长度1000本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三元乙丙药柱包覆套整体成型方法，其特征在于包括下述步骤：(1)将包覆套分为封头和若干直筒段，采用哈呋模工装预成型直筒段，采用阴阳模工装预成型包覆套封头，预成型温度为80±5℃，成型时间为60±5min；(2)用乙酸乙酯擦拭封头和若干直筒段若干遍；(3)在封头和直筒段搭接部位刷涂胶粘剂，晾置15～30min；(4)将刷涂胶粘剂的封头和若干直筒段依次装入包覆套成型工装，然后装入硅橡胶气囊和封头预成型件，气囊的凹槽与包覆套的凸台相对应；(5)对包覆套进行硫化，硫化起始压力为0.65～0.70MPa，由室温升温2～4h至160±5℃，在该温度下保温保压2～3h，然后自然降温至室温，该过程保证气囊压力在85℃以上时为0.70～0.90MPa，降温过程中，保证温度100℃以上时气囊压力不低于0.40MPa。

【技术特征摘要】
1.一种三元乙丙药柱包覆套整体成型方法，其特征在于包括下述步骤：(1)将包覆套分为封头和若干直筒段，采用哈呋模工装预成型直筒段，采用阴阳模工装预成型包覆套封头，预成型温度为80±5℃，成型时间为60±5min；(2)用乙酸乙酯擦拭封头和若干直筒段若干遍；(3)在封头和直筒段搭接部位刷涂胶粘剂，晾置15～30min；(4)将刷涂胶粘剂的封头和若干直筒段依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦锋，李晓奋，张方，雒鹏科，邹敏，肖辉，
申请(专利权)人：西安长峰机电研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61