一種橡膠基絕熱層的貼片方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層制造方法，具體涉及一種橡膠基絕熱層的貼片方法。
【背景技術(shù)】
[0002]絕熱層結(jié)構(gòu)是固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥燃燒室的重要組成部分，能防止殼體達(dá)到危及結(jié)構(gòu)的溫度。
[0003]公開(kāi)號(hào)CN1451020名稱(chēng)為《使固體推進(jìn)劑火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體絕熱的方法》、《小型固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室絕熱層成型工藝研宄》(宇航材料與工藝2002.01)、《后封頭整體模壓工藝研宄》(航天制造技術(shù)2006.03)、以及《整體模壓封頭絕熱層和人工脫粘層制造技術(shù)》(宇航材料工藝1996.02)均涉及固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)絕熱層貼片方法；但以上文獻(xiàn)提供的方法是發(fā)動(dòng)機(jī)前后封頭和筒體段的絕熱層與發(fā)動(dòng)機(jī)殼體之間的粘接采用手工加壓貼合模式，在制作過(guò)程中，需要貼片的發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的直徑足夠大，操作工人可以鉆進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)，或是發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的長(zhǎng)度較短，操作工人可以接觸到任何一個(gè)需要貼片的位置。
[0004]對(duì)于前后開(kāi)口和直徑比較窄、長(zhǎng)度又比較長(zhǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，操作者無(wú)法鉆進(jìn)裝藥燃燒室殼體內(nèi)操作，操作工人無(wú)法接觸到需要貼片的位置，如何保證絕熱層貼片質(zhì)量是個(gè)難點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種橡膠基絕熱層的貼片方法，解決直徑在Φ 10mm?Φ 1400mm固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，采用丁腈、三元乙丙橡膠等為基體的絕熱層材料施工周期長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、操作不便等問(wèn)題，同時(shí)能滿(mǎn)足前后開(kāi)口尺寸小、長(zhǎng)度大的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥燃燒室內(nèi)絕熱層制作的制作要求。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種橡膠基絕熱層的貼片方法，具體步驟為:
1)預(yù)備步驟:對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)表面采用工業(yè)級(jí)乙酸乙酯、三氯甲烷或丙酮中的一種清理干凈；按絕熱層設(shè)計(jì)厚度要求分片制造發(fā)動(dòng)機(jī)直筒段絕熱層生片，通過(guò)模具整體模壓制造發(fā)動(dòng)機(jī)前后封頭絕熱層預(yù)制件，所述絕熱層生片和絕熱層預(yù)制件采用丁腈橡膠材料或者三元乙丙橡膠材料為基體；
制造橡膠氣囊，橡膠氣囊的外型面與成型后的發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥燃燒室絕熱層內(nèi)型面相匹配，在內(nèi)壓0.1MPa下橡膠氣囊長(zhǎng)度比裝藥燃燒室絕熱層內(nèi)型面長(zhǎng)度最小處小15mm?90mm，直徑比裝藥燃燒室絕熱層內(nèi)型面直徑最小處小1mm?40mm ；
2)刷膠步驟:發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)部均勻涂刷膠粘劑，膠粘劑為橡膠熱硫化型，當(dāng)絕熱層采用丁腈橡膠時(shí)，所用膠粘劑為BM-1或IN501 ;采用三元乙丙橡膠材料時(shí)，所用膠粘劑為CH238或IN501 ;膠粘劑膠膜厚度為27 μ m?45 μ m，涂刷后進(jìn)行干燥；
3)貼片步驟:將全部直筒段絕熱層生片按發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥燃燒室內(nèi)絕熱層設(shè)計(jì)位置要求累加到位，并包裹在未充氣橡膠氣囊上，將橡膠氣囊和直筒段絕熱層生片折疊后置入裝藥燃燒室內(nèi)，前后封頭絕熱層預(yù)制件置入裝藥燃燒室相應(yīng)部位，對(duì)橡膠氣囊充氣使其膨脹并使生片均勻舒展到位；
4)熱預(yù)壓步驟:將發(fā)動(dòng)機(jī)置入加熱裝置內(nèi)，加熱溫度為85°C?95°C，在橡膠氣囊內(nèi)加壓，壓力為0.6?0.8MPa，加熱、加壓時(shí)間為1.5h~3h，加熱、加壓完畢，將發(fā)動(dòng)機(jī)從加熱裝置取出；
5)探傷步驟:對(duì)絕熱層表面出現(xiàn)的氣泡采用針扎、斜割方式除氣，除氣后對(duì)所有絕熱層粘貼界面探傷，檢查是否出現(xiàn)脫粘現(xiàn)象，出現(xiàn)脫粘步驟則重復(fù)步驟4);
6)固化步驟:探傷合格后，將發(fā)動(dòng)機(jī)置入加熱裝置內(nèi)，加熱溫度為150°C?155°C，在橡膠氣囊內(nèi)加壓，壓力為0.6-0.8MPa，加熱、加壓時(shí)間為l~3h，加熱、加壓完畢，將發(fā)動(dòng)機(jī)從加熱裝置取出；
通過(guò)上述步驟橡完成發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層貼片處理。
[0007]步驟I)中所述的橡膠橡膠氣囊材料為硅橡膠。
[0008]優(yōu)選的方案中，絕熱層采用丁腈橡膠材料為基體，步驟2)中在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)涂刷膠粘劑的同時(shí)，在絕熱層表面涂刷同樣的膠粘劑，涂刷厚度為5 μπι?10 μπι，涂刷后晾置2h?3h或者采取鼓風(fēng)或加熱措施進(jìn)行干燥。
[0009]進(jìn)一步地，絕熱層采用三元乙丙橡膠材料為基體，并且采用膠粘劑為CH238時(shí)，在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)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，涂刷后晾置2h?3h或者采取鼓風(fēng)或加熱措施進(jìn)行干燥。
[0010]優(yōu)選的方案中，絕熱層采用三元乙丙橡膠材料為基體，步驟2)中在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)涂刷膠粘劑的同時(shí)，在絕熱層表面涂刷同樣的膠粘劑，涂刷厚度為5 μπι?10 μπι，涂刷后晾置2h?3h或者采取鼓風(fēng)或加熱措施進(jìn)行干燥。
[0011]步驟2)中，涂刷膠粘劑后干燥時(shí)，采用加熱、鼓風(fēng)或者晾置2h?3h的措施。具體的，通過(guò)鼓風(fēng)措施進(jìn)行干燥，鼓風(fēng)時(shí)間為l~2h ;通過(guò)加熱措施進(jìn)行干燥，加熱溫度為50°C?60°C，時(shí)間為 l~2ho
[0012]步驟5)中采用數(shù)字式超聲波探傷儀對(duì)所有絕熱層粘貼界面進(jìn)行探傷。
[0013]本發(fā)明所有的工藝操作均在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體外完成，所有需要的生片通過(guò)橡膠氣囊整體一次性或多次置入殼體內(nèi)后進(jìn)行固化，使操作者的操作環(huán)境顯著改善，從技術(shù)上為職業(yè)病的預(yù)防提供了保障。對(duì)膠粘劑進(jìn)行干燥，可以除去膠粘劑中的溶劑，確保粘接質(zhì)量，采用鼓風(fēng)以及加熱措施，不僅可以加快干燥速度，主要可以確保整個(gè)粘接面的膠粘劑的狀態(tài)的一致性，從而確保粘接的穩(wěn)定性和可靠性。與其他材料相比較，硅橡膠氣囊的彈性好，不易老化，使用周期長(zhǎng)，在加壓過(guò)程中，其他材料的壓力損失達(dá)到0.4MPa以上，硅橡膠氣囊只有不到0.2MPa，其他材料的氣囊使用中需要滑石粉等隔離材料，以防止絕熱層與氣囊的粘結(jié)，從而影響界面粘接，硅橡膠氣囊則不需要隔離材料，而且易于脫開(kāi)。
[0014]該貼片方法已成功應(yīng)用多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)上，產(chǎn)品全部經(jīng)地面試驗(yàn)均獲得圓滿(mǎn)成功。經(jīng)試驗(yàn)后絕熱層解剖分析，經(jīng)過(guò)該貼片方法完成的絕熱層完全能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。以某發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層制作為例，采用手工貼片方法周期為9天，整體貼片工藝周期為3天，工藝周期減少67%，工藝周期的減少直接將勞動(dòng)生產(chǎn)率提高至少I(mǎi)倍，人力成本至少降低50%，原材料由于大大降低了工藝損耗，費(fèi)用可減少15% ;其它可采用手工貼片的發(fā)動(dòng)機(jī)采用整體貼片工藝后也帶來(lái)相應(yīng)的效果。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖；
圖2為實(shí)施例1-3中所述的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層示意圖；
圖3為實(shí)施例4中所述的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層示意圖；
圖4為實(shí)施例5-7中所述的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明的總體工藝流程示意圖如圖1所示，以下結(jié)合實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表述的范圍。
[0017]實(shí)施例1:
如圖2所示，某固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)直徑220mm，長(zhǎng)度1600mm，內(nèi)壁整體粘貼4 mm厚絕熱層，所用絕熱材料為丁腈橡膠材料為基體的絕熱材料；
1)預(yù)備步驟:發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)表面采用乙酸乙酯溶劑清理干凈；按設(shè)計(jì)厚度要求分片制造發(fā)動(dòng)機(jī)直筒段絕熱層生片，生片長(zhǎng)度為1600mm，寬度為660_，厚度為4_ ；
制造橡膠氣囊，具體材料為娃橡膠，在內(nèi)壓0.1MPa下，橡膠氣囊外徑設(shè)計(jì)Φ180_，長(zhǎng)度 1580mm ；
2)刷膠步驟:發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)部均勻涂刷膠粘劑BM-1，膠粘劑膠膜厚度為27μπι?45 μ m，晾置 2h ；
3)貼片步驟:將全部直筒段絕熱層生片按發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥燃燒室內(nèi)絕熱層設(shè)計(jì)位置要求累加到位，并包裹在未充氣橡膠氣囊上，將橡膠氣囊和直筒段絕熱層生片折疊后置入裝藥燃燒室內(nèi)，前后封頭絕熱層預(yù)制件置入裝藥燃燒室相應(yīng)部位，通過(guò)緩慢充氣使橡膠氣囊膨脹并使生片均勻舒展到位；
4)熱預(yù)壓步驟:將發(fā)動(dòng)機(jī)置入加熱裝置內(nèi)，加熱溫度為85°C，在橡膠氣囊內(nèi)加壓，壓力為0.6MPa，加熱、加壓時(shí)間1.5h，加熱、加壓完畢，將發(fā)動(dòng)機(jī)從加熱裝置取出；
5)探傷步驟:對(duì)絕熱層表面出現(xiàn)的氣泡采用針扎除氣，除氣后采用數(shù)字式超聲波探傷儀對(duì)所有絕熱層粘貼界面探傷，探傷表明無(wú)脫粘，順序進(jìn)行；