[发明专利]一种防热层的成型方法

说明书

技术领域

本发明属于缠绕结构复合材料制品成型方法，具体涉及一种防热层的成型工艺方法。

背景技术

随着防热技术发展，为满足在燃烧形成的大量三氧化二铝等金属颗粒对绝热层形成较强的冲刷、大量剩余空气和富氧气氛下绝热层不被烧穿，需增加复合材料绝热层厚度。

根据某新型号固冲发动机绝热层的需要，设计人员将绝热层的结构确定为大厚度复合材料绝热层，随着绝热层厚度的增加，由于原材料性能和成型工艺过程等因素的影响，容易造成防热层制品内部层间粘接力差、制品内部疏松、孔隙率搞等缺陷，导致防热层在烧蚀试验时出现剥蚀和揭层现象，影响产品的耐烧蚀性能，同时也会影响产品的其他性能，如降低复合材料的层间剪切强度、轴向和周向弯曲强度和模量、轴向和周向拉伸强度和模量、压缩强度和模量。该区域烧蚀时树脂碳化所形成的碳层不够致密，并且成碳时从基体材料中的收缩更强烈，容易形成不够牢固的碳层，在烧蚀的过程中，容易被气流冲刷掉，同时由于缺陷部位孔隙率高，造成产品密度偏低，在拉伸状态下，布层的层间断裂韧性下降，断裂延伸率偏低。因此，现有绝热层成型方法不再适用。

发明内容

本发明提供一种防热层的成型工艺方法，目的在于能够制造复合材料绝热层。

本发明的目的是这样实现的：一种防热层的成型方法,包括以下步骤：

1.1 缠绕芯模表面处理步骤：在金属模具表面涂抹脱模剂，室温下晾置15min～30min，重复2次，所述金属模具为整体，芯模尺寸与绝热层内型面形状及尺寸一致；

1.2 形成绝热层步骤：模具表面缠绕预浸料，使预浸料厚度达到所需厚度，形成绝热层；

1.3 绝热层固化步骤：将模具连同绝热层用吸胶材料包扎，套上真空胶套并抽真空，真空度不小于4MPa，升温至100℃±5℃，保温1h，再升温至120℃±5℃，保温1.5～2h，再升温至170℃±5℃，保温2～4h；升温80℃时，加压至0.1～0.5MPa，升温至90℃，加压至0.8～1.2MPa，升温至100℃，加压至4MPa，保持压力至整个升温过程结束，170℃保温结束后降至2.5~3.5MPa，保持30~50min，压力降至1.5~2.5MPa，保持30~50min，压力降至1.0~2MPa，保持该压力至95℃以下，压力再降至常压，冷却至50℃以下出炉。

所述凸模形状当产品长度大于400mm时，芯模为与产品内型面尺寸相同的形状；当产品长度小于400mm时，芯模前段与产品内型面尺寸一致，后段带有10°~15°的锥面。

在形成绝热层步骤中，所述预浸料为连续纤维浸渍热固性树脂形成的平纹布预浸料或者纤维织物浸渍热固性树脂形成的织物预浸料，预浸料所用热固性树脂中含有酚醛树脂，要求酚醛树脂游离酚含量小于21.4%。

所述绝热层制备过程为：

A.长度较长的绝热层采用环向缠绕方式，长度较短的绝热层可采用重叠缠绕方式；

B.缠绕张力与预浸布布宽的比例为1~2kg/mm；

C.缠绕转速为不大于30r/min；

D.绝热层缠绕至设计厚度后，将缠绕芯模从缠绕机上吊下，竖直放置，缠绕无纺布、麻袋片等吸胶材料，套与绝热层外形相同的橡胶套；

E.将套上橡胶套的绝热层竖直放置，试抽真空6~8h，保证真空度不小于10kPa，发现橡胶套有皱褶时需用木棰轻轻敲击绝热层，保证皱褶均匀化；

F.将绝热层放置液压釜固化，出釜后放置不少于48h，完成绝热层制备。

本发明提供的防热层的成型方法，采用与产品内型面一致的缠绕芯模，通过真空胶套-液压釜固化方式，可生产出与内型面光滑、端面无裂纹、分层、内部致密的大厚度绝热层，所制备的绝热层，是一种大厚度直筒件，适用于类似厚度大于40mm的绝热层制备。

附图说明

图1为本发明绝热层剖面图。图中，1、高硅氧布与酚醛树脂层，2、碳布与酚醛树脂层。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进一步说明。

一．凸模表面处理步骤：在金属模具表面涂抹LPT-02脱模剂，室温下晾置15min～30min，重复2次，所述金属模具为整体，芯模尺寸与绝热层内型面形状及尺寸一致；，凸模形状当产品为大于400mm的产品时，芯模为与产品内型面尺寸相同的形状；当产品长度小于400mm时，芯模前段与产品内型面尺寸一致，后段带有10°~15°锥面。

二．形成绝热层步骤：使用一定宽度的碳布和高硅氧布进行缠绕，缠绕张力碳布为2~3kg/mm，高硅氧布为1~2kg/mm；