耐冲刷发动机壳体绝热封头成型方法技术

本发明专利技术公开了一种耐冲刷发动机壳体绝热封头成型方法，绝热封头包括由内而外的绝热橡胶层、抗冲刷层以及金属接头，其中，抗冲刷层夹在绝热橡胶层内，绝热橡胶层分为前封头绝热层和后封头绝热层，所述绝缘橡胶层内还设有封头盖层，所述绝热橡胶层、抗冲刷层、封头盖层均由金属接头延伸至筒段，所述成型方法包括以下步骤：步骤1）前封头绝热层铺贴成型；步骤2）抗冲刷层成型；步骤3）后封头绝热层铺贴成型；步骤4）封头盖层铺贴成型；步骤5）封头盖层与封头底层成型，本发明专利技术解决了现有技术抗冲刷层短，无法延伸至筒体部分，还解决了火箭发动机壳体在注药冷却收缩后内层收拉力影响的问题，降低发动机运行时高温下发动机末端的应变集中水平。动机运行时高温下发动机末端的应变集中水平。动机运行时高温下发动机末端的应变集中水平。

【技术实现步骤摘要】
耐冲刷发动机壳体绝热封头成型方法


[0001]本专利技术涉及复合材料
，特别涉及一种火箭发动机壳体。

技术介绍

[0002]随着复合材料行业的发展，固体火箭发动机壳体燃烧室材料不断更新，由原来的金属材料逐渐替代为大比例复合材料，由于复合材料具有高的比强度、比刚度及其优越的抗内压能力。发动机绝热后封头的主要作用有：防止高温燃气烧坏壳体结构缠绕层、缓冲推进剂燃烧时的应力传递、对整个发动机壳体起到密封作用；并且绝热后封头属于整个发动机受内压力最大的地方，对其结构强度、耐烧蚀、抗冲刷能力有较大要求。
[0003]目前主流发动机壳体绝热封头主要采用三元乙丙为主要原材料，在封头金属接头背面区域增加抗冲刷层（抗冲刷层硬度高，且抗冲刷层为预制体，整体安装定位较为困难），如现有技术中的一种火箭发动机壳体复合材料绝热封头制作方法，其公开号为：CN112297461A，公开日为：2021
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02，难以做成整体后封头抗冲刷层提高抗冲刷能力保护壳体后封头区域，如何成型后封头将抗冲刷层成型至筒身段是大家都要解决的问题，为何需要延伸抗冲刷层：固体火箭发动机壳体燃烧室工作时推进剂燃烧过程中会对发动机尾部产生较大冲刷力，三元乙丙橡胶具有一定的耐烧蚀能力及隔热能力，但抗冲刷能力较差，抗冲刷层具备较强的耐烧蚀能力及抗冲刷能力，但隔热能力一般，因此需要在壳体尾部绝热层间加一层抗冲刷层为发动机尾部提高发动机燃烧室工作时结构层抗高温冲刷能力；一些特殊型号发动机壳体推进剂燃烧时冲刷力较高，因此对发动机尾部的耐冲刷能力要求也较高，国内封头绝热成型常用工艺为模压工艺，抗冲刷层只能铺贴至弧度区域，无法再直筒段成型（若将抗冲刷层铺贴至直筒段，模压时容易变形），热压罐工艺成型成型面压力相对均匀，可以保证抗冲刷层内外三元乙丙厚度（模压工艺无法保证）。抗冲刷层延伸至筒段可以提高发动机尾部的耐烧蚀、耐压、抗冲刷能力，提火箭/导弹发动机壳体的安全系数。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种耐冲刷发动机壳体绝热封头成型方法，解决了现有技术抗冲刷层短，无法延伸至筒体部分，还解决了火箭发动机壳体在注药冷却收缩后内层收拉力影响的问题，降低发动机运行时高温下发动机末端的应变集中水平。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的：一种耐冲刷发动机壳体绝热封头成型方法，绝热封头包括由内而外的绝热橡胶层、抗冲刷层以及金属接头，其中抗冲刷层夹在绝热橡胶层内，绝热橡胶层分为前封头绝热层和后封头绝热层，其特征在于，所述绝缘橡胶层内还设有盖层，所述绝热橡胶层、抗冲刷层、盖层均由金属接头延伸至筒段，所述成型方法包括以下步骤：步骤1）前封头绝热层铺贴成型，将金属接头置于下模具中，铺贴橡胶层，在金属接头与前封头绝热层两者对应的粘接区域刷粘接剂，铺贴时从金属接头延伸至筒段，铺完完
成后使用热压罐工艺预固化；步骤2）抗冲刷层成型，将抗冲刷层与前封头绝热层的表面刷粘接剂，抗冲刷层也由金属接头延伸至筒段，放置好抗冲刷层后制作真空袋抽真空，然后在表面铺贴一层橡胶层，使用热压罐工艺预固化；步骤3）后封头绝热层铺贴成型，对抗冲刷层表面的橡胶层表面进行打磨、清洗，涂刷粘接剂，然后铺贴橡胶层，铺贴完成后进行模压固化，得到封头底层；步骤4）封头盖层铺贴成型，在盖层模具表面R角区域、待铺贴的橡胶表面涂刷粘接剂，每铺完一处位置再进行下一处刷胶，铺贴压实，完成后模压固化；步骤5）封头盖层与封头底层成型，将封头盖层和封头底层模压件修剪，清理；先将封头底层与封头盖层接触的面进行清理，接着在封头底层的脱粘层区域贴脱模布，脱粘层区域为封头盖层与封头底层接触区域，然后打磨未贴脱模布区域，打磨完用进行清理，晾干，最后在表面刷一层粘接剂；再将封头盖层与封头底层接触的面进行清理，在与底层接触区域进行打磨，打磨完进行清理，晾干，最后在表面刷一层粘接剂；最后将封头底层放入底层模具的阴模中，在封头底层和封头盖层的粘接面铺贴一层EPDM生片，然后将盖层合并到底层中，最后打袋固化，脱模得到耐冲刷发动机壳体绝热封头。
[0006]作为本专利技术的进一步限定，步骤1）具体包括：在金属接头与前封头绝热层粘接区域刷一层底涂胶，晾干后再刷一层粘接剂，接着在清理干净的橡胶表面刷一层粘接剂，等金属接头和橡胶表面胶粘剂晾干后进行铺贴，铺贴要求对第1层铺贴完成后制袋预抽。
[0007]作为本专利技术的进一步限定，步骤2）放置好抗冲刷层后，在制作真空袋抽真空前，在表面刷少量的粘接剂。
[0008]作为本专利技术的进一步限定，步骤3）完成后还需进行检测，具体包括：检测绝热层表面平整、清洁无污，无多余物，不允许有明显鼓包、凹坑、裂纹、缺料、疏松、压伤、气孔、划伤、皱褶，用X射线对绝热层进行无损检测，检测是否有脱粘。
[0009]作为本专利技术的进一步限定，步骤4）具体为：将密封打包的橡胶取出，用医用脱脂纱布蘸取化学试剂乙酸乙酯进行清洗，至少2遍以上，清洗至表面洁净无尘，并晾干15min以上，在盖层下模模具表面R角区域刷涂粘接剂，只刷R角和料片中间，晾干3
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5min，铺贴在表面，压至有点凹陷即可，每铺完一处位置再进行下一处刷胶，模具铺贴压实，橡胶之间搭接10
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15mm，用卡尺进行测量，铺完后需要进行模压固化。
[0010]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术制造的绝热封头能够承受3000℃的烧蚀3min左右，能够满足固体发动机壳体燃烧室使用；（2）本专利技术制造的绝热封头质量比传统方案，抗冲刷层延伸至筒身段区域，强度更高，抗冲刷能力更强，耐烧蚀能力更强，从而提高发动机运行安全系数，提高发动机工作稳定性；（3）本专利技术制造的绝热封头采用多次预压成型方案，可保证各个材料区域的厚度，比一体封头成型方案更容易满足各种型号产品的相关设计厚度要求；（4）本专利技术制造的绝热封头盖层与底层粘接质量相比传统封头模压形式粘接强度更高；（5）本专利技术制造的绝热封头，金属、绝热、抗冲刷层层间扯离强度、剪切强度均达到
3.0MPa以上，高于传统一体模压成型工艺；（6）本专利技术可适用于所有固体火箭发动机壳体封头制作，适用范围更广。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0012]图1为本专利技术制得的绝热封头外形图。
[0013]图2为本专利技术制得的绝热封头截面图。
[0014]图3为本专利技术中封头底层制作用模具。
[0015]图4为本专利技术中封头盖层制作用模具。
[0016]图5为本专利技术中封头盖层铺贴刷胶示意图。
[0017]其中，1封头盖层，2后封头绝热层，3抗冲刷层，4前封头绝热层，5金属接头，6封头底层。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐冲刷发动机壳体绝热封头成型方法，绝热封头包括由内而外的绝热橡胶层、抗冲刷层以及金属接头，其中，抗冲刷层夹在绝热橡胶层内，绝热橡胶层分为前封头绝热层和后封头绝热层，其特征在于，所述绝缘橡胶层内还设有封头盖层，所述绝热橡胶层、抗冲刷层、封头盖层均由金属接头延伸至筒段，所述成型方法包括以下步骤：步骤1）前封头绝热层铺贴成型，将金属接头置于下模具中，铺贴橡胶层，在金属接头与前封头绝热层两者对应的粘接区域刷粘接剂，铺贴时从金属接头延伸至筒段，铺完完成后使用热压罐工艺预固化；步骤2）抗冲刷层成型，将抗冲刷层与前封头绝热层的表面刷粘接剂，抗冲刷层也由金属接头延伸至筒段，放置好抗冲刷层后制作真空袋抽真空，然后在表面铺贴一层橡胶层，使用热压罐工艺预固化；步骤3）后封头绝热层铺贴成型，对抗冲刷层表面的橡胶层表面进行打磨、清洗，涂刷粘接剂，然后铺贴橡胶层，铺贴完成后进行模压固化，得到封头底层；步骤4）封头盖层铺贴成型，在盖层模具表面R角区域、待铺贴的橡胶表面涂刷粘接剂，每铺完一处位置再进行下一处刷胶，铺贴压实，完成后模压固化；步骤5）封头盖层与封头底层成型，将封头盖层和封头底层模压件修剪，清理；先将封头底层与封头盖层接触的面进行清理，接着在封头底层的脱粘层区域贴脱模布，脱粘层区域为封头盖层与封头底层接触区域，然后打磨未贴脱模布区域，打磨完用进行清理，晾干，最后在表面刷一层粘接剂；再将封头盖层与封头底层接触的面进行清理，在与底层接触区域进行打磨，打磨完进行清理，晾干，最后在表面刷一层粘接剂；最后将封头底层放入底...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，戴可人，汤伟，杨恒，魏加朝，梁欣，章熠文，
申请(专利权)人：江苏新扬新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：