一種絕熱層貼片成型方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于固體火箭發(fā)動機絕熱層制造方法，具體涉及一種絕熱層貼片成型方法。
【背景技術】
[0002]絕熱層是固體火箭發(fā)動機的重要組成部分，能防止裝藥燃燒室殼體在高溫燃氣作用下因溫度過高而失強或被燒穿，對發(fā)動機的安全性、可靠性起著非常重要的作用。傳統(tǒng)的固體火箭發(fā)動機內絕熱層制作工藝采取手工貼片工藝，即在大直徑發(fā)動機的絕熱層制作過程中，由操作者進入裝藥燃燒室內手工單片施工，從而保證裝藥燃燒室內不同部位絕熱層滿足要求。隨著工業(yè)CT等檢測技術的應用，傳統(tǒng)手工貼片中存在的問題不斷被暴露出來，如絕熱層層間夾氣等，目前已成為絕熱層制造領域急需解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明提供一種絕熱層貼片成型方法，解決橡膠基絕熱材料由于氣體所造成的缺陷，以確保產品的質量穩(wěn)定性。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是:一種絕熱層貼片成型方法，具體步驟為:
1)預備步驟:發(fā)動機殼體內表面采用工業(yè)級乙酸乙酯、三氯甲烷或丙酮中的一種清理干凈；按絕熱層設計厚度要求分片制造發(fā)動機直筒段絕熱層生片，通過模具整體模壓制造發(fā)動機前后封頭絕熱層預制件；
2)刷膠步驟:發(fā)動機殼體內部均勻涂刷膠粘劑，膠粘劑膠膜厚度為27μ m?45 μ m，晾干;
3)置位步驟:將絕熱層生片搭接呈圓筒狀，并緊貼包裹于橡膠氣囊表面，避免絕熱層生片和橡膠氣囊扭曲和褶皺，沿橡膠氣囊軸向折疊橡膠氣囊和生片，放入發(fā)動機殼體內，前后封頭絕熱層預制件置入發(fā)動機殼體相應部位；
4)貼片步驟:將發(fā)動機殼體置入真空艙內，關閉艙門，采用真空泵抽真空處理，真空度小于-0.096MPa，達到真空度后，保壓l~3h，然后緩慢進氣，進氣速度控制在100L/min ；
5)熱預壓步驟:將發(fā)動機殼體置入加熱裝置內，在橡膠氣囊內加壓，壓力0.6?
0.8MPa，加熱溫度為80°C?100°C，加熱、加壓時間I?3h，然后降至常溫常壓，將殼體從加熱裝置取出；
6)探傷步驟:對絕熱層表面出現的氣泡采用針扎、斜割方式除氣，除氣后采用數字式超聲波探傷儀對所有絕熱層粘貼界面探傷，檢查是否出現脫粘現象，是則轉步驟4)，否則順序進行；
7)固化步驟:將橡膠氣囊置入發(fā)動機殼體內部，再將發(fā)動機殼體置入加熱裝置內，加壓至1.lMPa±0.1MPa升溫至110°C ±5°C保溫2小時，然后以15°C /h升溫至165°C ±5°C保溫I小時，再以15°C /h降溫至100°C ±5°C，最后降至室溫，取出發(fā)動機殼體，完成使得發(fā)動機殼體內的絕熱層成型。
[0005]優(yōu)選的方案中，所述2)刷膠步驟中在發(fā)動機殼體內涂刷膠粘劑的同時，在絕熱層表面涂刷同樣的膠粘劑，涂刷厚度為5 μ m?10 μ m，涂刷后晾干。
[0006]絕熱層可采用丁腈橡膠材料或者三元乙丙橡膠材料為基體，采用丁腈橡膠材時，膠粘劑為BM-1或IN501，采用三元乙丙橡膠材料為基體時，膠粘劑為CH238或IN501。
[0007]進一步的，所述絕熱層采用三元乙丙橡膠材料為基體，膠粘劑采用CH238，在對發(fā)動機殼體表面涂刷膠粘劑之前，先在殼體表面涂刷CH205，涂刷厚度為10 μ m?15 μ m，涂刷后晾干。
[0008]晾干時，采用鼓風、加熱或晾置2h?3h的措施；鼓風時，時間為l~2h ;加熱時，溫度為50°C~ 60°C，時間為l~2ho
[0009]所述4)貼片步驟中，緩慢進氣時，只對橡膠氣囊進氣，真空艙繼續(xù)保持真空狀態(tài)，當橡膠氣囊已達到大氣壓后，真空艙再進氣。
[0010]當真空艙處于真空狀態(tài)，橡膠氣囊充氣加壓時，絕層層生片與發(fā)動機殼體之間處于真空狀態(tài)，其間沒有夾氣，避免了脫粘現象的出現，有利于提高其粘接質量。由于絕熱層的成型是在接近絕對真空的狀態(tài)下進行的，氣體所造成的脫粘缺陷不復存在，長期困擾產品質量的界面脫粘和層間夾氣等問題將得到徹底解決；所有粘接操作采用真空貼片來實現，將現工藝人工憑經驗操作改進為定量控制，基本消除了產品質量的個體差異；絕熱層型面由預制模具保證，可大大提高絕熱層型面的精確度。而且通過抽真空，既可以消除發(fā)動機殼體與絕熱層之間的氣體，還可以消除絕熱層與橡膠氣囊之間的氣體，確保了絕熱層型面的質量。工作效率顯著提高，可將單發(fā)產品的工藝時間縮短70%以上，絕熱層貼片個作業(yè)模式將由傳統(tǒng)的“作坊”模式改變?yōu)榱魉€作業(yè)模式，大大改善操作者的工作狀態(tài)，消除作業(yè)環(huán)境對人身健康的傷害。該貼片方法已成功應用十余個產品上。產品全部經地面試驗均獲得圓滿成功。試驗后絕熱層解剖分析，絕熱層完全能夠滿足要求。
【具體實施方式】
[0011]以下結合實施例來進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明要求保護的范圍并不局限于實施例表述的范圍。
[0012]實施例1:
某固體火箭發(fā)動機所用絕熱材料為丁腈橡膠材料為基體的絕熱層；
1)預備步驟:發(fā)動機殼體內表面采用工業(yè)級乙酸乙酯清理干凈；按設計厚度要求分片制造發(fā)動機直筒段絕熱層生片，通過模具整體模壓制造發(fā)動機前后封頭絕熱層預制件；
2)刷膠步驟:發(fā)動機殼體內部均勻涂刷膠粘劑BM-1，膠粘劑膠膜厚度為27μπι，晾置
2h ；
3)置位步驟:將絕熱層生片搭接呈圓筒狀，并緊貼包裹于橡膠氣囊表面，避免絕熱層生片和橡膠氣囊扭曲和褶皺，沿橡膠氣囊軸向折疊橡膠氣囊和生片，放入發(fā)動機殼體內，前后封頭絕熱層預制件置入發(fā)動機殼體相應部位；
4)貼片步驟:將發(fā)動機殼體置入真空艙內，關閉艙門，采用真空泵抽真空處理，真空度小于-0.096MPa，達到真空度后，保壓時間為lh，然后緩慢進氣，進氣速度控制在100L/min ；
5)熱預壓步驟:將發(fā)動機殼體置入加熱裝置內，加熱溫度為80°C，在橡膠氣囊內加壓，壓力0.6MPa，加熱、加壓時間lh，然后降至常溫常壓，將發(fā)動機殼體從加熱裝置取出；
6)探傷步驟:對絕熱層表面出現的氣泡采用針扎、斜割方式除氣，除氣后采用數字式超聲波探傷儀對所有絕熱層粘貼界面探傷，檢查無出現脫粘現象，順序進行；
7)固化步驟:將橡膠氣囊置入發(fā)動機殼體內部，再將發(fā)動機殼體置入加熱裝置內，加壓完畢，壓力為1.0MPa，室溫直升105°C保溫2小時，控升15°C /h至160°C保溫I小時，再控降15°C /h至95°C，再直降至室溫，將發(fā)動機殼體從加熱裝置取出。
[0013]實施例2:
某固體火箭發(fā)動機所用絕熱材料為丁腈橡膠材料為基體的絕熱材料；
1)預備步驟:發(fā)動機殼體內表面采用工業(yè)級三氯甲烷清理干凈；按設計厚度要求分片制造發(fā)動機直筒段絕熱層生片，通過模具整體模壓制造發(fā)動機前后封頭絕熱層預制件；
2)刷膠步驟:發(fā)動機殼體內部均勻涂刷膠粘劑BM-1，膠粘劑膠膜厚度為45μπι，晾置3h，絕熱材料表面涂刷膠粘劑BM-1，膠粘劑膠膜厚度為5 μ m，晾置3h ；
3)置位步驟:將絕熱層生片搭接呈圓筒狀，并緊貼包裹于橡膠氣囊表面，避免絕熱層生片和橡膠氣囊扭曲和褶皺，沿橡膠氣囊軸向折疊橡膠氣囊和生片，放入發(fā)動機殼體內，前后封頭絕熱層預制件置入發(fā)動機殼體相應部位；
4)貼片步驟:將發(fā)動機殼體置入真空艙內，關閉艙門，采用真空泵抽真空處理，真空度小于-0.096MPa，達到真空度后，保壓時間為3h，然后緩慢進氣，進氣速度控制在100L/min ；
5)熱預壓步驟:將發(fā)動機殼體置入加熱裝置內，加熱溫度為100°C，在橡膠氣囊內加壓，壓力0.8MPa，加熱、加壓時間3h，然后降至常溫常壓，將發(fā)動機殼體從加熱裝置取出；
6)探傷步驟:對絕熱層表面出現的氣泡采用針扎、斜割方式除氣，除氣后采用數字式超聲波探傷儀對所有絕熱層粘貼界面探傷，檢查無脫粘現象，順序進行；
7)固化步驟:將橡膠氣囊置入發(fā)動機殼體內部，再將發(fā)動機殼體置入加熱裝置內，加壓完畢，壓力為1.2MPa，室溫直升115°C保溫2小時，控升15°C /h至170°C保溫I小時，再控降15°C /h至105°C，再直降至室溫，將發(fā)動機殼體從加熱裝置取出。
[0014]實施例3:
某固體火箭發(fā)動機所用絕熱材料為三元乙丙橡膠材料為基體的絕熱材料；
1)預備步驟:發(fā)動機殼體內表面采用工業(yè)級丙酮清理干凈；按設計厚度要求分片制造發(fā)動機直筒段絕熱層生片，通過模具整體模壓制造發(fā)動機前后封頭絕熱層預制件；
2)刷膠步驟:發(fā)動機殼體內部均勻涂刷膠粘劑CH205，膠粘劑膠膜厚度為ΙΟμπι，晾置2h,然后涂刷膠粘劑CH238，膠粘劑膠膜厚度為27 μ m，晾置2h，三元乙丙橡膠材料均勻涂刷膠粘劑CH238，膠粘劑膠膜厚度為5 μ m，晾置2h ；
3)置位步驟:將絕熱層生片搭接呈圓筒狀，并緊貼包裹于橡膠氣囊表面，避免絕熱層生片和橡膠氣囊扭曲和褶皺，沿橡膠氣囊軸向折疊橡膠氣囊和生片，放入發(fā)動機殼體內，前后封頭絕熱層預制件置入發(fā)動機殼體相應部位；
4)貼片步驟:將發(fā)動機殼體置入真空艙內，關閉艙門，采用真空泵抽真空處理，真空度小于-0.096MPa，達到真空度后，保壓時間為l~3h，然后緩慢進氣，只對橡膠氣囊進氣，真空艙繼續(xù)保持真空狀態(tài)，當橡膠氣囊已達到大氣壓后，真空艙再進氣，進氣速度控制在10L/min ；
5)熱預壓步驟:將發(fā)動機殼體置入加熱裝置內，加熱溫度為90°C，在橡膠氣囊內加壓，壓力0.7MPa，加熱、加壓時間2h，然后降至常溫常壓，將發(fā)動機殼體從加熱裝置取出；
6)探傷步驟:對絕熱層表面出現的