空间遥感器支架制作方法以及空间遥感器支架技术

本发明专利技术公开了一种空间遥感器支架制作方法以及空间遥感器支架，为解决现有的普通铝合金以及钛合金材料制作的空间遥感器支架性能不佳，以及铝基复合材料工艺不能制作大型三维构件的问题而设计。所述空间遥感器支架制作方法包括以下具体步骤：步骤1：通过物理模型分析将所需制作的空间遥感器支架分解成若干满足其所需物理力学特性的分解构件；步骤2：加工铝基复合材料毛坯并制作成所述分解构件；步骤3：将所制作的分解构件经工装组合、焊接成所需制作的空间遥感器支架；其中，所述铝基复合材料为含陶瓷的铝基复合材料。所述空间遥感器支架为由若干以含陶瓷的铝基复合材料形成的分解构件以工装组合及焊接的方法连接而成的拼接结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种空间遥感器支架的制作方法以及空间遥感器支架。
技术介绍
含陶瓷的铝基复合材料，通常有陶瓷微粉以及金属材料形成的低密度、兼具了陶瓷材料低膨胀、高稳定性以及金属材料的塑性低与导热性佳等优点，从而适用于如空间遥感器支架等航空航天设备。制备铝基复合材料的通常采用以下三种方法1:无压浸渗；2 :压力浸渗；3 :粉末冶金。以上三种方法都可以制作出高体积分数(陶瓷体积含量40%以上)碳化硅颗粒增强铝合金复合材料，且均具有非常良好的物理特性，非常适合空间遥感器支架的制作。但是上述三种方法，都存在工艺无法制作大型三维构件的局限。无压浸渗在铝合金浸渗方向上尺寸难以突破180mm。压力浸渗在制备的所述高体积分数的铝合金复合材料在三个方向上均难以达到300mmo粉末冶金方法制备500kg以上的单件材料毛坯也有很大的难度，三维尺寸不可能同时达到500mm，而且大毛坯材料内部酥松等缺陷多。然而大型如800*600*600等大尺寸的三维空间遥感器支架是气象卫星等航天科技应用当中的发展趋势。综合上述可知，如何实现铝合金复合材料取代传统的性能较差的铝合金或钛合金材料应用于空间传感器支架上，是目前空间遥感器制作工艺中必须解决的一个问题。
技术实现思路
为克服上述问题，本专利技术提供了一种采用含陶瓷的铝基复合材料制作的大型的空间遥感器支架制作方法以及空间遥感器支架。为达上述目的，本专利技术空间遥感器支架制作方法包括以下具体步骤步骤1:通过有物理模型分析将所需制作的空间遥感器支架分解成若干满足其所需物理力学特性的分解构件；步骤2 :加工含陶瓷的铝基复合材料毛坯并制作成所述分解构件；步骤3 :将所制作的分解构件经工装组合、焊接成所需制作的空间遥感器支架。进一步地，所述步骤2制作所述分解构件的方法采用轻量化机械加工法；所述轻量化机械加工法具体包括以下步骤步骤Ml :将所述铝基复合材料毛坯在磨床上用金刚石砂轮磨平以达到工艺尺寸；步骤M2 :用线切割方法切割出所需分解构件外形；步骤M3 :在铣床上，采用聚晶金刚石刀具或金刚石磨头在所述分解构件上进行槽加工。进一步地，所述步骤2中在加工好所述分解构件后还包括对所述分解构件进行去应力时效热处理的步骤。进一步地，所述去应力时效热处理采用精确退火法；所述精确退火法依次包括退火、时效以及退火三个分解步骤；所述退火为对分解构件以2 4°C /min的升温速度加热至220 230°C并保持11 13hr，再自然冷却至室温；所述时效为对分解构件以O. 75 L 250C /min的升温速度加热至150 160°C，在以1. 5 2. 50C /min降温速度降温至-115 _125°C并保持2hr±10min。进一步地，所述去应力时效热处理包括两次所述精确退火法。进一步地，所述步骤3中焊接的方法为钎焊；且钎料为铝锌合金焊料。进一步地，所述钎焊又包括以下步骤步骤N1:清洗并烘干需要焊接的分解构件的焊接部位；步骤N2 :将所述铝锌合金焊料融化后涂敷在所述焊接部位；步骤N3 :在已涂敷有钎料的分解构件上加以19 21khz的超声波，持续时间为4.5 5. 5min ；步骤N4 :利用工装把所有分解构件组装好，加温至345-355°C并保持8_12min后自然冷却。进一步地，空间遥感器支架制作方法在所述步骤3之后还设有去除残留焊料的步骤；所述去除残留焊料的步骤为采用手工打磨或机床打磨残留焊料，且打磨的厚度不超过Imm0进一步地，在完成所述步骤3之后，还包括再一次去应力时效热处理的步骤。为达上述目的，本专利技术空间遥感器支架，所述空间遥感器支架为由若干以含陶瓷的铝基复合材料形成的分解构件以工装组合及焊接的方法连接而成的拼接结构。本专利技术空间遥感器支架制作方法以及空间遥感器支架的有益效果1、本专利技术空间遥感器支架制作方法以及空间遥感器支架，采用的是密度小、膨胀系数低、稳定性高，塑性好且导热性好的的铝基复合材料制作空间遥感器支架。相对于传统的钛合金的空间遥感器支架，质量减轻了 45%从而降低了发射成本；稳定性和热控性提高了 50%，从而减小了运行过程中机械振动以及热循环引起的精度损失，从而保证了空间遥感器卫星云图或地面图像的成像质量；相对于普通的铝合金，由于降低了热膨胀系数，从而在热载荷作用下时，仍能保持空间遥感器的闻精度以及闻成像质量。2、本专利技术空间遥感器支架制作方法以及空间遥感器支架，将所需制作的空间遥感器支架分解成若干分解构件，在通过工装组合或焊接形成拼接结构；解决了现有的铝基复合材料的制作工艺中不能用于形成大型三维构建的难题。在通过有限元力学分析以及模态分析在保证制作的空间遥感器支架的满足的物理特性的基础上，成功的采用了铝基复合材料制作，从而使得制作成的空间遥感器支架由于材料特性具有了质量轻、热导性好、稳定性高，精确度高等优点；进一步的有利于采用通用设备进行批量化生产，简化了制作，降低了制作成本、发射成本以及运行的维护成本等。附图说明图1是本专利技术实施例一所述的空间遥感器支架制作方法的流程图；图2是本专利技术实施例二中所述的空间遥感器支架的立体图；图3是图2所述的空间遥感器支架各分解构件图；图4是本专利技术实施例二所述的轻量化机械加工流程图；图5是本专利技术实施例四所述的钎焊流程图。具体实施例方式下面结合说明书附图对本专利技术做进一步的描述。实施例一如图1所示，本实施例空间遥感器支架制作方法包括以下具体步骤步骤1:通过物理模型分析将所需制作的空间遥感器支架分解成若干满足其所需物理力学特性的分解构件；其中，所述的物理模型分析包括有限元力学分析以及模态分析等物理模型分析，可以通过仿真计算验证强度并进行模态频率分析；所述的分解构件可以是板状构件或管状构件等分解构件；步骤2 :加工铝基复合材料毛坯并制作成所述分解构件；步骤3 :将所制作的分解构件经工装组合、焊接成所需制作的空间遥感器支架，其中，所述铝基复合材料为含陶瓷的铝基复合材料。在本实施例所述的空间遥感器支架制作方法，先通过物理模型分析将所需制作的空间遥感器支架分解成若干的分解构件，在以铝基复合材料毛坯制作成分解构件，再通过工装组合或焊接形成一个空间遥感器支架，解决了现有技术不能直接用铝基复合材料制备一个大型的三维构件的问题，且由于采用了铝基复合材料这种密度小、膨胀系数低、稳定性高，塑性好且导热性好的的铝基复合材料从而制作出的空间遥感器支架相对于传统的以普通的铝合金材料或钛合金材料制作的航天性能均更加优越，且具有制作工艺简单、成本低，适宜批量化生成，进一步的降低了发射成本等优点。实施例二 本实施例空间遥感器支架制作方法包括以下具体步骤如图2-图3所示，步骤1:通过物理模型分析将所需制作的空间遥感器支架(图1所示的空间遥感器支架)分解成8块满足其所需物理力学特性的分解构件；且所述分解构件为板状构件；步骤2 :加工铝基复合材料毛坯并制作成所述板状构件；步骤3 :将所制作的板状构件经工装组合、焊接成所需制作的空间遥感器支架。其中，制作分解构件依次包括轻量化机械加工以及去应力时效热处理。如图4所示，所述轻量化机械加工又包括以下步骤步骤S1:将所述铝基复合材料毛坯在磨床上用金刚石砂轮磨平以达到工艺尺寸；步骤S2 :用线切割方法切割出所需分解构件外形；步骤S3 :在铣床上，采用聚晶金刚石刀具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空间遥感器支架制作方法，其特征在于，所述空间遥感器支架制作方法包括以下具体步骤：步骤1：通过物理模型分析将所需制作的空间遥感器支架分解成若干满足其所需物理力学特性的分解构件；步骤2：加工含陶瓷的铝基复合材料毛坯并制作成所述分解构件；步骤3：将所制作的分解构件经工装组合、焊接成所需制作的空间遥感器支架。

【技术特征摘要】
1.一种空间遥感器支架制作方法，其特征在于，所述空间遥感器支架制作方法包括以下具体步骤步骤1:通过物理模型分析将所需制作的空间遥感器支架分解成若干满足其所需物理力学特性的分解构件；步骤2 :加工含陶瓷的铝基复合材料毛坯并制作成所述分解构件；步骤3 :将所制作的分解构件经工装组合、焊接成所需制作的空间遥感器支架。2.根据权利要求1所述的空间遥感器支架制作方法，其特征在于，所述步骤2制作所述分解构件的方法采用轻量化机械加工法；所述轻量化机械加工法具体包括以下步骤步骤Ml :将所述铝基复合材料毛坯在磨床上用金刚石砂轮磨平以达到工艺尺寸；步骤M2 :用线切割方法切割出所需分解构件外形；步骤M3 :在铣床上，采用聚晶金刚石刀具或金刚石磨头在所述分解构件上进行槽加工。3.根据权利要求2所述的空间遥感器支架制作方法，其特征在于，所述步骤2中在加工好所述分解构件后还包括对所述分解构件进行去应力时效热处理的步骤。4.根据权利要求3所述的空间遥感器支架制作方法，其特征在于，所述去应力时效热处理采用精确退火法；所述精确退火法依次包括退火、时效以及退火三个分解步骤；所述退火为对分解构件以2 4°C /min的升温速度加热至220 230°C并保持11 13hr，再自然冷却至室温；所述时效为对分解构件以O. 75 1. 250C /min的升温速度加热至150 160°C，在以...

【专利技术属性】
技术研发人员：李照东，庞晓燕，王子亮，张洪立，
申请(专利权)人：北京驰宇空天技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：