CN102049371B - 一种提高精铸铝工装气密性的方法 - Google Patents

Abstract

一种提高航空复合材料零件制造所用精铸铝工装气密性的方法，在精铸铝工装的漏气部位表面涂敷一种含有有机酰肼、螯合剂的厌氧胶渗透剂，然后再在精铸铝工装的漏气部位表面涂敷一层以陶瓷、金属为骨材的聚合物修补材料——加成固化型硅橡胶密封剂固化密封，可有效提高精铸铝工装的气密性，满足生产需求，降低生产成本。

Description

一种提高精铸铝工装气密性的方法

技术领域

本发明涉及航空制造技术领域，特别针对航空复合材料零件所用精铸铝工装的制造和修复，具体是一种提高精铸铝工装气密性的方法。

背景技术

先进复合材料在航空制造中发挥着越来越重要的作用。复合材料的用量已经成为衡量现代飞机设计先进性的重要指标之一，由于其具有比强度高、比刚度大，耐腐蚀、抗疲劳性能好等优点，在航空、航天领域得到了广泛应用，并逐步由次承力构件向主承力构件转变。例如飞机的机翼、中央翼翼盒、平尾、垂尾和后压力框等主承力构件广泛采用复合材料制件，复合材料结构件的应用极大地降低了和减少连接装配的技术难度及工作量。同时，也给复合材料工装提出了更高的要求。用于复合材料零件制造的工装，对温度、压力和气密性要求非常高，其中尤其以气密性要求最严格，特别是具有复杂型面和复杂装配连接关系的工装更是如此。

用于制造大尺寸复合材料零件的工装，其材料选择的基本考虑就是保证工装和零件之间的热膨胀的大体一致。铝是复合材料生产中使用最广泛的一种工装材料，具有经济实用的特点。对于大尺寸的复合材料零件通常选择精铸铝材料作为其成型工装材料。

精铸铝成型工装区别于普通铸铝工装的最大特点，是精铸铝工装在液体铸模成形时，采取了加压成型的工艺。此工艺的采用，极大的减少了精铸铝工装的孔隙、裂纹、砂眼等缺陷的产生，使缺陷降到最低点，使金属金相组织更加紧凑。但是由于铸造工艺自身存在的缺陷，制造出的工装往往存在气孔、砂眼等缺陷，导致铝工装气密性检查不合格，工装无法交付使用。工装漏气修补方法通常采用焊接方法，这种方法对于有明显的裂纹、气孔、砂眼等缺陷的工装修补效果较好，但对于细微的气孔、砂眼等缺陷，由于无法找到确定的缺陷源，则无法进行焊接修补，往往因为气密性不合格造成工装报废。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精铸铝工装漏气的修补方法，可有效保证精铸铝工装气密性。

一种提高精铸铝工装气密性的方法，含有经过加工的精铸铝工装，其特征在于首先将精铸铝工装漏气部位表面打磨、粗化、清洗、干燥待用；其次在精铸铝工装的漏气部位表面涂敷一种含有有机酰肼、螯合剂的新型厌氧胶渗透剂，然后再在精铸铝工装的漏气部位表面涂敷一层以陶瓷、金属为骨材的聚合物修补材料——加成固化型硅橡胶密封剂。

本专利方法的关键是采用一种含有有机酰肼、螯合剂的新型厌氧胶渗透剂修补缺陷。对于精铸铝工装存在的微孔、疏松等缺陷，首先选择这种单组分、液态、低粘度、高渗透型的渗透剂，这种渗透剂含有甲基丙烯酸双脂单体、有机酰肼、邻苯磺酰亚胺、乙撑二胺四乙酸二钠盐、气相二氧化硅和有机过氧化物等，用于修补铸件微孔、疏松、焊缝微裂纹，无需加温、加压即可使其渗入缺陷部位，固化后具有很高的强度，承受压力高，密封性能良好。

本专利方法的另一个关键技术是在已涂敷过渗透剂的精铸铝工装缺陷部位的表面再涂敷一层密封剂。根据复合材料制造用工装的高温使用条件，选用双组分加成固化型硅橡胶高温修补剂，这种高温密封修补剂是以陶瓷、金属为骨材的聚合物修补材料或无机材料，耐高温，与金属结合强度高，且良好的长期耐高温特性保证性能在高温下长期稳定，适用于高温工况设备的密封及修补，高温修补剂，其耐温达350℃，且弹性好，高温密封性能好。

实施中对于体积较小的精铸铝工装，可采取表面完全刷涂渗透剂和密封剂的工艺方法；对于体积较大，局部存在缺陷的工装，可有针对性地选择在缺陷部位刷涂渗透剂和密封剂的工艺方法，针对易产生缺陷的部位，如工装的拐角、有厚度变化的部位、冒口或气口处、设置内浇道或补充浇道的部位亦可进行预防性刷涂渗透剂和密封剂的工艺方法，以提高大型精铸铝工装的气密性。

本发明具有以下有益效果：1、选用了渗透剂和密封剂，起到双重密封的作用，有效提高精铸铝工装的气密性，满足生产需求；2、工艺方法简单可靠，提高了工装合格率，降低生产成本。

以下结合实施实例的附图对该申请做进一步详细说明：

附图说明

图1为精铸铝工装局部基体结构示意

图2为涂敷渗透剂后的精铸铝工装局部基体结构示意

图3为涂敷密封剂后的精铸铝工装局部基体结构示意

图中编号说明：1精铸铝工装基体、2缺陷疏松组织、3渗透剂固化组织、4密封层

具体实施方式

参见附图，图1是制造飞机用复合材料零件的大型精铸铝工装，该工装在检测时发现有局部缺陷，导致工装的气密性不合格，不能交付生产使用。具体修补实施方案如下：

1、表面清洗：

先将工装漏气部位背面的铸造残留物打磨去除，露出金属本色，并粗化，表面越粗糙越好；后用清洗剂反复清洗，确保无油、无水，最少清洗三次。常温干燥至少四小时或加温至150℃干燥一小时。

2、刷涂渗透剂

用渗透剂进行渗透。先将精铸铝工装加热到60℃～80℃，保温至少3小时，再将渗透剂涂在清洗干净的工装背面，然后用毛刷反复刷涂，使每一处都涂到，反复刷涂至少两遍，室温固化12小时。

3、配制密封剂

先将双组分中的固化剂加热融化，按照20∶1的比例与主剂混合，用干净的搅拌棒将固化剂和主剂搅拌均匀。在调胶时必须要使用正确方法进行搅拌，使密封剂两组分的主剂与固化剂完全均匀一致、且没有气泡。

4、涂敷密封剂

用弹性的刮胶板将密封剂用力涂敷在待修表面上。第一遍均匀涂一薄层，先涂立面，再涂平面，最后涂复杂的拐角；第二遍涂到厚度要求为止，保证厚度在1.5毫米～2毫米；涂敷密封剂时间控制在60分钟～90分钟。涂胶过程中，要用胶刀将混合好的修补剂用力反复在待修工装表面来回涂抹，这样才能确保基体表面完全被胶液浸润，同时涂胶时要压实以避免空气残留、产生气泡。

5、消除密封剂气泡

等密封剂固化24h后，用半干的干净白棉布轻轻摁压表面产生的气泡，操作时严禁用力过大，防止将胶层压破。

6、固化

室温固化3d(72h)。如环境温度低于15℃，延长固化时间，如有条件可以采取适当加温措施。

Claims (4)

1.一种提高航空复合材料零件制造所用精铸铝工装气密性的方法，含有经过加工的精铸铝工装，其特征在于首先将精铸铝工装漏气部位表面打磨、粗化、清洗、干燥待用；其次在精铸铝工装的漏气部位表面涂敷一种含有有机酰肼和螯合剂的厌氧胶渗透剂，然后再在精铸铝工装的漏气部位表面涂敷一层以陶瓷或金属为骨材的聚合物修补材料——加成固化型硅橡胶密封剂，固化密封。

2.如权利要求1所述的提高精铸铝工装气密性的方法，其特征在于先将精铸铝工装加热到60℃～80℃，保温至少3小时，然后在精铸铝工装的漏气部位表面至少涂敷两遍渗透剂，室温固化12小时。

3.如权利要求1或2所述的提高精铸铝工装气密性的方法，其特征在于在已涂敷过新型厌氧胶渗透剂的精铸铝工装的表面涂敷密封剂后，在室温条件下固化至少72小时。

4.如权利要求3所述的提高精铸铝工装气密性的方法， 其特征在于在精铸铝工装的漏气部位表面涂覆加成固化型硅橡胶密封剂两遍，第一遍均匀涂一薄层，先涂立面，再涂平面，最后涂复杂的拐角；第二遍涂到厚度要求为止，保证厚度在1.5毫米 ～ 2毫米；涂敷密封剂时间控制在60分钟～90分钟。

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