喷涂有内绝热层的固体火箭发动机绝热芯模生产方法技术

本发明专利技术涉及火箭发动机技术领域，公开了一种喷涂有内绝热层的固体火箭发动机绝热芯模生产方法，依次包括芯模骨架装配、石膏芯模成型和机加，还包括表面修补、表面处理、表面处理剂涂覆、表面内绝热涂层涂覆、绝热芯模表面修补和面涂胶涂覆。本发明专利技术喷涂有内绝热层的固体火箭发动机绝热芯模生产方法，成型效率高、操作简单、成型质量均匀且成型后内绝热层表面平整无缺陷。整无缺陷。

【技术实现步骤摘要】
喷涂有内绝热层的固体火箭发动机绝热芯模生产方法


[0001]本专利技术涉及火箭发动机
，具体涉及一种喷涂有内绝热层的固体火箭发动机绝热芯模生产方法。

技术介绍

[0002]当固体火箭发动机燃烧室壳体正常使用时，通常情况下燃烧室壳体内部会产生3～10MPa甚至更高的内压以及3000K以上的高温，随着材料科学的发展，高比冲固体火箭发动机的设计以及高能推进剂的使用，燃烧室壳体运转时其内部压力和温度进一步提升。为确保固体火箭发动机的正常运转，需考虑适当的内绝热层防护措施，以避免高温直接作用于复合材料固体火箭发动机壳体，降低壳体强度并危机壳体结构完整性，进一步的影响导弹飞行的可靠性与安全性。
[0003]固体火箭发动机燃烧室内绝热层的作用是对壳体进行热防护、赋予复合材料壳体气密性、将燃气尽可能以层流方式导入喷管等作用。内绝热层主要通过“烧蚀机理”来保护燃烧室壳体，其工作原理是在高热流作用下，材料发生化学、物理状态和结构上的变化，生成坚实的碳层，并进一步产生表面材料蚀失现象而吸收热量，从而延缓热能向内部及壳体传导。内绝热层通常由底涂胶、内绝热涂层、面涂胶组成，其中底涂胶主要保证内绝热涂层与芯模贴合以及后期的顺利脱模；内绝热涂层主要起隔热作用，其为内绝热层主体材料；面涂胶粘接缠绕层与内绝热涂层与纤维缠绕层，保证第一界面(内绝热层与纤维承力层粘接界面)粘接强度。而在复合材料固体火箭发动机成型过程中，芯模作为“地基”起着支撑内绝热层以及纤维缠绕承力层的作用，因此，其成型质量以及性能直接影响内绝热层表观质量以及复合材料固体火箭发动机最终的成型质量，其类别一般为石膏芯模和砂芯模。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是针对上述技术的不足，提供一种喷涂有内绝热层的固体火箭发动机绝热芯模生产方法，成型效率高、操作简单、成型质量均匀且成型后内绝热层表面平整无缺陷。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所设计的喷涂有内绝热层的固体火箭发动机绝热芯模生产方法，依次包括芯模骨架装配、石膏芯模成型和石膏芯模机加，还包括石膏芯模表面修补、石膏芯模表面处理、石膏芯模表面处理剂涂覆、绝热芯模表面内绝热涂层涂覆、绝热芯模表面修补和面涂胶涂覆，所述石膏芯模表面修补是指石膏芯模机加完成后，使用腻子粉与固化剂混合物对石膏芯模表面进行修整，使石膏芯模表面平整无孔洞；所述石膏芯模表面处理是指将修补完毕后的石膏芯模的表面粘贴一层聚四氟乙烯玻纤胶带；所述石膏芯模表面处理剂涂覆是指使用喷涂设备将底涂胶均匀喷涂于石膏芯模表面形成绝热芯模；所述绝热芯模表面内绝热涂层涂覆是指配制内绝热涂层涂料，采用往复式自动喷涂机将内绝热涂层涂料均匀涂覆于绝热芯模表面，喷涂完毕后，进行自然状态下固化；所述绝热芯模表面修补是指内绝热涂层涂覆完成后，对绝热芯模表面存在缺陷或厚度不满足要求的区域进行
修整，所述面涂胶涂覆是指涂刷面涂胶，然后在预设时间内进行承力层纤维缠绕。
[0006]优选地，所述石膏芯模表面处理剂涂覆过程中，喷涂完毕后若石膏芯模表面存在缺陷处或漏喷处，可以清理后补喷，保证表面无漏喷处。
[0007]优选地，所述绝热芯模表面内绝热涂层涂覆过程中，使用针刺式测厚仪测量内绝热涂层的厚度，确保内绝热涂层的厚度满足要求。
[0008]优选地，所述石膏芯模表面修补包括如下步骤：
[0009]A1)将机加完毕后检验合格的石膏芯模吊装于支撑架上；
[0010]A2)使用腻子刀将石膏芯模表面凹坑、分层缺陷挖开至凹坑根部；
[0011]A3)按照固化剂比例为5％～20％配制腻子粉与固化剂混合物，将挖开后的凹坑分层填实，填补区域保持与非填补区域高度一致；
[0012]A4)凹坑、分层缺陷修补完毕后在自然状态下晾干，晾干时间需≥4h方可进行后道工序；
[0013]A5)使用800目砂纸或气动打磨机对修补后的石膏芯模表面打磨，打磨后使石膏芯模表面圆滑过渡，表面无深度大于0.2～0.4mm直径大于φ2～φ4mm的凹坑和高于表面0.2～0.4mm的凸起。
[0014]优选地，腻子粉与固化剂混合物需要1～2小时内使用。
[0015]优选地，所述石膏芯模表面处理包括如下步骤：
[0016]B1)使用无毛纸或干净棉布将石膏芯模表面浮尘清理干净，然后将聚四氟乙烯玻纤胶带按照封头型面进行裁剪；
[0017]B2)将裁剪好的聚四氟乙烯玻纤胶带按照型面对应关系粘贴于前、后封头以及筒段对应的石膏芯模上，粘贴完毕后用手从前到后再次压实一遍，确保聚四氟乙烯玻纤胶带与石膏芯模粘贴牢固。
[0018]优选地，所述石膏芯模表面处理剂涂覆包括如下步骤：
[0019]C1)将石膏芯模吊起，将提前制作好的前、后封头预制件从石膏芯模两端装配到芯轴上，然后装配前、后封头压紧螺母，将吊起的石膏芯模放置于支撑架上，拧紧前、后封头压紧螺母，将前、后封头预制件固定住；
[0020]C2)将封头预制件装配好的石膏芯模吊装到喷涂设备上，利用卡盘将石膏芯模两端固定；
[0021]C3)用干净压缩空气清除石膏芯模表面的粉尘，然后用干净无毛纸蘸取乙酸乙酯反复擦洗芯模表面，直至干净无毛纸擦洗无污染；
[0022]C4)称取表面处理剂，按照表面处理剂1000：120#溶剂汽油质量比1：1配制底涂胶，配制完成后使用喷涂设备将底涂胶喷涂与石膏芯模表面，石膏芯模表面需全部覆盖底涂胶，喷涂完毕后在预设的温湿度范围内进行晾置，然后进行表观检查，确保表面平整无堆积，形成绝热芯模。
[0023]优选地，所述绝热芯模表面内绝热涂层涂覆包括如下步骤：
[0024]D1)用乙酸乙酯清洗喷涂用具；
[0025]D2)用120#汽油清洗往复式自动喷涂机，并对往复式自动喷涂机试运行；
[0026]D3)称取内绝热涂料，按照内绝热涂料：120#汽油质量比1：1配制内绝热涂层涂料，充分搅拌20～30分钟，搅拌均匀直至无块状；
[0027]D4)使用往复式自动喷涂机进行内绝热涂层涂覆，每次喷涂后在室温晾置10分钟以上，反复涂覆内绝热涂层涂料，直至内绝热涂层涂料厚度达到要求；
[0028]D5)喷涂完成后，进行自然固化，固化以涂层邵氏A硬度达到70以上为准。
[0029]优选地，所述绝热芯模表面修补包括如下步骤：
[0030]E1)采用200～300目砂纸对内绝热涂层以及缺陷部位进行粗打磨，采用800目砂纸对对内绝热涂层以及缺陷部位进行细打磨；
[0031]E2)对内绝热涂层凹坑以及外径偏小处，使用800目砂纸对缺陷表面进行打磨处理，然后采用人工喷涂方式进行将凹坑及外径偏小处进行修补合格，凸起处打磨平整，修补后内绝热涂层表面要求轴向凸起高度≤1mm、环向凸起高度≤0.8mm，表面无起皮及褶皱。
[0032]优选地，所述面涂胶涂覆包括如下步骤：
[0033]F1)将修补完毕后的绝热芯模吊装于缠绕机上，使用卡盘卡紧芯轴；
[0034]F2)用无毛纸蘸取乙酸乙酯将绝热芯模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种喷涂有内绝热层的固体火箭发动机绝热芯模生产方法，依次包括芯模骨架装配、石膏芯模成型和石膏芯模机加，其特征在于：还包括石膏芯模表面修补、石膏芯模表面处理、石膏芯模表面处理剂涂覆、绝热芯模表面内绝热涂层涂覆、绝热芯模表面修补和面涂胶涂覆，所述石膏芯模表面修补是指石膏芯模机加完成后，使用腻子粉与固化剂混合物对石膏芯模表面进行修整，使石膏芯模表面平整无孔洞；所述石膏芯模表面处理是指将修补完毕后的石膏芯模的表面粘贴一层聚四氟乙烯玻纤胶带；所述石膏芯模表面处理剂涂覆是指使用喷涂设备将底涂胶均匀喷涂于石膏芯模表面形成绝热芯模；所述绝热芯模表面内绝热涂层涂覆是指配制内绝热涂层涂料，采用往复式自动喷涂机将内绝热涂层涂料均匀涂覆于绝热芯模表面，喷涂完毕后，进行自然状态下固化；所述绝热芯模表面修补是指内绝热涂层涂覆完成后，对绝热芯模表面存在缺陷或厚度不满足要求的区域进行修整，所述面涂胶涂覆是指涂刷面涂胶，然后在预设时间内进行承力层纤维缠绕。2.如权利要求1所述喷涂有内绝热层的固体火箭发动机绝热芯模生产方法，其特征在于：所述石膏芯模表面处理剂涂覆过程中，喷涂完毕后若石膏芯模表面存在缺陷处或漏喷处，可以清理后补喷，保证表面无漏喷处。3.如权利要求1所述喷涂有内绝热层的固体火箭发动机绝热芯模生产方法，其特征在于：所述绝热芯模表面内绝热涂层涂覆过程中，使用针刺式测厚仪测量内绝热涂层的厚度，确保内绝热涂层的厚度满足要求。4.如权利要求1所述喷涂有内绝热层的固体火箭发动机绝热芯模生产方法，其特征在于：所述石膏芯模表面修补包括如下步骤：A1)将机加完毕后检验合格的石膏芯模吊装于支撑架上；A 2)使用腻子刀将石膏芯模表面凹坑、分层缺陷挖开至凹坑根部；A 3)按照固化剂比例为5％～20％配制腻子粉与固化剂混合物，将挖开后的凹坑分层填实，填补区域保持与非填补区域高度一致；A 4)凹坑、分层缺陷修补完毕后在自然状态下晾干，晾干时间需≥4h方可进行后道工序；A 5)使用800目砂纸或气动打磨机对修补后的石膏芯模表面打磨，打磨后使石膏芯模表面圆滑过渡，表面无深度大于0.2～0.4mm直径大于φ2～φ4mm的凹坑和高于表面0.2～0.4mm的凸起。5.如权利要求4所述喷涂有内绝热层的固体火箭发动机绝热芯模生产方法，其特征在于：腻子粉与固化剂混合物需要1～2小时内使用。6.如权利要求1所述喷涂有内绝热层的固体火箭发动机绝热芯模生产方法，其特征在于：所述石膏芯模表面处理包括如下步骤：B1)使用无毛纸或干净棉布将石膏芯模表面浮尘清理干净，然后将聚四氟乙烯玻纤胶带按照封头型面进行裁剪；B2)将裁剪好的聚四氟乙烯玻纤胶带按照型面对应关系粘贴于前、后封头以及筒段对应的石膏芯模上，粘贴完毕后用手从前到后再次压实一遍，确保聚四氟乙烯玻纤胶带与石膏芯模粘贴牢固。7.如权利要求1所述喷涂有内绝热层的固体火箭发动机绝热芯模生产方法，其特征在于：所述石膏芯模表面处理剂涂覆包括如下步骤：
C1)将石膏芯模吊...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文波，马娟，杨志超，高李帅，钟臻荣，
申请(专利权)人：湖北三江航天江北机械工程有限公司，
类型：发明
国别省市：