一种绝热层贴片成型方法
【技术领域】
[0001]本发明属于固体火箭发动机绝热层制造方法，具体涉及一种绝热层贴片成型方法。
【背景技术】
[0002]绝热层是固体火箭发动机的重要组成部分，能防止装药燃烧室壳体在高温燃气作用下因温度过高而失强或被烧穿，对发动机的安全性、可靠性起着非常重要的作用。传统的固体火箭发动机内绝热层制作工艺采取手工贴片工艺，即在大直径发动机的绝热层制作过程中，由操作者进入装药燃烧室内手工单片施工，从而保证装药燃烧室内不同部位绝热层满足要求。随着工业CT等检测技术的应用，传统手工贴片中存在的问题不断被暴露出来，如绝热层层间夹气等，目前已成为绝热层制造领域急需解决的问题。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种绝热层贴片成型方法，解决橡胶基绝热材料由于气体所造成的缺陷，以确保产品的质量稳定性。
[0004]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:一种绝热层贴片成型方法，具体步骤为:
1)预备步骤:发动机壳体内表面采用工业级乙酸乙酯、三氯甲烷或丙酮中的一种清理干净；按绝热层设计厚度要求分片制造发动机直筒段绝热层生片，通过模具整体模压制造发动机前后封头绝热层预制件；
2)刷胶步骤:发动机壳体内部均匀涂刷胶粘剂，胶粘剂胶膜厚度为27μ m?45 μ m，晾干;
3)置位步骤:将绝热层生片搭接呈圆筒状，并紧贴包裹于橡胶气囊表面，避免绝热层生片和橡胶气囊扭曲和褶皱，沿橡胶气囊轴向折叠橡胶气囊和生片，放入发动机壳体内，前后封头绝热层预制件置入发动机壳体相应部位；
4)贴片步骤:将发动机壳体置入真空舱内，关闭舱门，采用真空泵抽真空处理，真空度小于-0.096MPa，达到真空度后，保压l~3h，然后缓慢进气，进气速度控制在100L/min ；
5)热预压步骤:将发动机壳体置入加热装置内，在橡胶气囊内加压，压力0.6?
0.8MPa，加热温度为80°C?100°C，加热、加压时间I?3h，然后降至常温常压，将壳体从加热装置取出；
6)探伤步骤:对绝热层表面出现的气泡采用针扎、斜割方式除气，除气后采用数字式超声波探伤仪对所有绝热层粘贴界面探伤，检查是否出现脱粘现象，是则转步骤4)，否则顺序进行；
7)固化步骤:将橡胶气囊置入发动机壳体内部，再将发动机壳体置入加热装置内，加压至1.lMPa±0.1MPa升温至110°C ±5°C保温2小时，然后以15°C /h升温至165°C ±5°C保温I小时，再以15°C /h降温至100°C ±5°C，最后降至室温，取出发动机壳体，完成使得发动机壳体内的绝热层成型。
[0005]优选的方案中，所述2)刷胶步骤中在发动机壳体内涂刷胶粘剂的同时，在绝热层表面涂刷同样的胶粘剂，涂刷厚度为5 μ m?10 μ m，涂刷后晾干。
[0006]绝热层可采用丁腈橡胶材料或者三元乙丙橡胶材料为基体，采用丁腈橡胶材时，胶粘剂为BM-1或IN501，采用三元乙丙橡胶材料为基体时，胶粘剂为CH238或IN501。
[0007]进一步的，所述绝热层采用三元乙丙橡胶材料为基体，胶粘剂采用CH238，在对发动机壳体表面涂刷胶粘剂之前，先在壳体表面涂刷CH205，涂刷厚度为10 μ m?15 μ m，涂刷后晾干。
[0008]晾干时，采用鼓风、加热或晾置2h?3h的措施；鼓风时，时间为l~2h ;加热时，温度为50°C~ 60°C，时间为l~2ho
[0009]所述4)贴片步骤中，缓慢进气时，只对橡胶气囊进气，真空舱继续保持真空状态，当橡胶气囊已达到大气压后，真空舱再进气。
[0010]当真空舱处于真空状态，橡胶气囊充气加压时，绝层层生片与发动机壳体之间处于真空状态，其间没有夹气，避免了脱粘现象的出现，有利于提高其粘接质量。由于绝热层的成型是在接近绝对真空的状态下进行的，气体所造成的脱粘缺陷不复存在，长期困扰产品质量的界面脱粘和层间夹气等问题将得到彻底解决；所有粘接操作采用真空贴片来实现，将现工艺人工凭经验操作改进为定量控制，基本消除了产品质量的个体差异；绝热层型面由预制模具保证，可大大提高绝热层型面的精确度。而且通过抽真空，既可以消除发动机壳体与绝热层之间的气体，还可以消除绝热层与橡胶气囊之间的气体，确保了绝热层型面的质量。工作效率显著提高，可将单发产品的工艺时间缩短70%以上，绝热层贴片个作业模式将由传统的“作坊”模式改变为流水线作业模式，大大改善操作者的工作状态，消除作业环境对人身健康的伤害。该贴片方法已成功应用十余个产品上。产品全部经地面试验均获得圆满成功。试验后绝热层解剖分析，绝热层完全能够满足要求。
【具体实施方式】
[0011]以下结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
[0012]实施例1:
某固体火箭发动机所用绝热材料为丁腈橡胶材料为基体的绝热层；
1)预备步骤:发动机壳体内表面采用工业级乙酸乙酯清理干净；按设计厚度要求分片制造发动机直筒段绝热层生片，通过模具整体模压制造发动机前后封头绝热层预制件；
2)刷胶步骤:发动机壳体内部均匀涂刷胶粘剂BM-1，胶粘剂胶膜厚度为27μπι，晾置
2h ；
3)置位步骤:将绝热层生片搭接呈圆筒状，并紧贴包裹于橡胶气囊表面，避免绝热层生片和橡胶气囊扭曲和褶皱，沿橡胶气囊轴向折叠橡胶气囊和生片，放入发动机壳体内，前后封头绝热层预制件置入发动机壳体相应部位；
4)贴片步骤:将发动机壳体置入真空舱内，关闭舱门，采用真空泵抽真空处理，真空度小于-0.096MPa，达到真空度后，保压时间为lh，然后缓慢进气，进气速度控制在100L/min ；
5)热预压步骤:将发动机壳体置入加热装置内，加热温度为80°C，在橡胶气囊内加压，压力0.6MPa，加热、加压时间lh，然后降至常温常压，将发动机壳体从加热装置取出；
6)探伤步骤:对绝热层表面出现的气泡采用针扎、斜割方式除气，除气后采用数字式超声波探伤仪对所有绝热层粘贴界面探伤，检查无出现脱粘现象，顺序进行；
7)固化步骤:将橡胶气囊置入发动机壳体内部，再将发动机壳体置入加热装置内，加压完毕，压力为1.0MPa，室温直升105°C保温2小时，控升15°C /h至160°C保温I小时，再控降15°C /h至95°C，再直降至室温，将发动机壳体从加热装置取出。
[0013]实施例2:
某固体火箭发动机所用绝热材料为丁腈橡胶材料为基体的绝热材料；
1)预备步骤:发动机壳体内表面采用工业级三氯甲烷清理干净；按设计厚度要求分片制造发动机直筒段绝热层生片，通过模具整体模压制造发动机前后封头绝热层预制件；
2)刷胶步骤:发动机壳体内部均匀涂刷胶粘剂BM-1，胶粘剂胶膜厚度为45μπι，晾置3h，绝热材料表面涂刷胶粘剂BM-1，胶粘剂胶膜厚度为5 μ m，晾置3h ；
3)置位步骤:将绝热层生片搭接呈圆筒状，并紧贴包裹于橡胶气囊表面，避免绝热层生片和橡胶气囊扭曲和褶皱，沿橡胶气囊轴向折叠橡胶气囊和生片，放入发动机壳体内，前后封头绝热层预制件置入发动机壳体相应部位；
4)贴片步骤:将发动机壳体置入真空舱内，关闭舱门，采用真空泵抽真空处理，真空度小于-0.096MPa，达到真空度后，保压时间为3h，然后缓慢进气，进气速度控制在100L/min ；
5)热预压步骤:将发动机壳体置入加热装置内，加热温度为100°C，在橡胶气囊内加压，压力0.8MPa，加热、加压时间3h，然后降至常温常压，将发动机壳体从加热装置取出；
6)探伤步骤:对绝热层表面出现的气泡采用针扎、斜割方式除气，除气后采用数字式超声波探伤仪对所有绝热层粘贴界面探伤，检查无脱粘现象，顺序进行；
7)固化步骤:将橡胶气囊置入发动机壳体内部，再将发动机壳体置入加热装置内，加压完毕，压力为1.2MPa，室温直升115°C保温2小时，控升15°C /h至170°C保温I小时，再控降15°C /h至105°C，再直降至室温，将发动机壳体从加热装置取出。
[0014]实施例3:
某固体火箭发动机所用绝热材料为三元乙丙橡胶材料为基体的绝热材料；
1)预备步骤:发动机壳体内表面采用工业级丙酮清理干净；按设计厚度要求分片制造发动机直筒段绝热层生片，通过模具整体模压制造发动机前后封头绝热层预制件；
2)刷胶步骤:发动机壳体内部均匀涂刷胶粘剂CH205，胶粘剂胶膜厚度为ΙΟμπι，晾置2h,然后涂刷胶粘剂CH238，胶粘剂胶膜厚度为27 μ m，晾置2h，三元乙丙橡胶材料均匀涂刷胶粘剂CH238，胶粘剂胶膜厚度为5 μ m，晾置2h ；
3)置位步骤:将绝热层生片搭接呈圆筒状，并紧贴包裹于橡胶气囊表面，避免绝热层生片和橡胶气囊扭曲和褶皱，沿橡胶气囊轴向折叠橡胶气囊和生片，放入发动机壳体内，前后封头绝热层预制件置入发动机壳体相应部位；
4)贴片步骤:将发动机壳体置入真空舱内，关闭舱门，采用真空泵抽真空处理，真空度小于-0.096MPa，达到真空度后，保压时间为l~3h，然后缓慢进气，只对橡胶气囊进气，真空舱继续保持真空状态，当橡胶气囊已达到大气压后，真空舱再进气，进气速度控制在10L/min ；
5)热预压步骤:将发动机壳体置入加热装置内，加热温度为90°C，在橡胶气囊内加压，压力0.7MPa，加热、加压时间2h，然后降至常温常压，将发动机壳体从加热装置取出；
6)探伤步骤:对绝热层表面出现的