CN104441631B - 一种易磨硅橡胶环与金属胶接件制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航空发动机领域，具体为一种易磨硅橡胶环与金属胶接件制造方法，从根本上解决扇型硅橡胶易磨环与金属胶接件超声检测存在不符合图纸要求的脱层、气泡等质量缺陷，实现工程化应用。将易磨硅橡胶环分段粘接于环形金属骨架内侧的凹槽中，易磨硅橡胶环与金属胶接件工艺流程为：易磨硅橡胶环和金属骨架表面处理→剪裁→涂胶→叠合→真空袋成型及夹具加压成型→固化。本发明重点针对涂胶工艺及加压(夹具、真空)成型工艺进行试验，将真空袋加压技术应用于该结构胶接件，对涂胶工艺和真空袋成型工艺方法，进行对比试验确定相应工艺参数，最终解决脱层、气泡等质量缺陷。

Description

一种易磨硅橡胶环与金属胶接件制造方法

技术领域

本发明涉及航空发动机橡胶金属粘接领域，具体为一种易磨硅橡胶环与金属胶接件制造方法。

背景技术

易磨硅橡胶环与金属胶接件制造方法属于特种粘合技术，采用常用的粘合材料和粘合方法无法保证产品质量。

橡胶粘合可分为热粘合法和冷粘合法。热粘合法是使橡胶在热硫化过程中与金属结合；冷粘合法是利用胶粘剂使硫化胶与金属结合。

易磨硅橡胶环与金属胶接件属于冷粘合法，已硫化丁腈胶与金属冷粘合工艺相对简单，适宜的胶粘剂牌号较多，工艺方法也相对成熟。已硫化硅橡胶与金属冷粘合工艺相对复杂，适宜的胶粘剂牌号较少，工艺方法尚未成熟。

易磨硅橡胶是一种低强度、低密度、高硬度，对不锈钢无腐蚀的硅橡胶。该类硅橡胶近年来发展较快、档次较高、产品技术含量较大，且具有较高附加值的一类有机硅产品。本身硫化胶与金属粘接存在一定技术难度，尤其针对特殊结构的扇型硅橡胶易磨环与金属胶接采用传统涂胶工艺和夹具加压制造方法，超声检测存在脱层、气泡等质量缺陷不符合图纸要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种易磨硅橡胶环与金属胶接件制造方法，从根本上解决扇型硅橡胶易磨环与金属胶接件超声检测存在不符合图纸要求的脱层、气泡等质量缺陷，实现工程化应用。

本发明的技术方案是：

一种易磨硅橡胶环与金属胶接件制造方法，将易磨硅橡胶环分段粘接于环形金属骨架内侧的凹槽中，易磨硅橡胶环与金属胶接件工艺流程为：易磨硅橡胶环和金属骨架表面处理→剪裁→涂胶→叠合→真空袋成型及夹具加压成型→固化，具体步骤如下：

(1)易磨硅橡胶环和金属骨架表面处理

用毛刷浸润丙酮擦拭易磨硅橡胶环被粘接面，然后用粗砂纸打磨易磨硅橡胶环的粘接面，将光洁面去除即可，再用毛刷浸润丙酮擦拭橡胶的打磨面，晾干备用；被粘金属表面用丙酮除油后，再用砂纸打磨或喷砂；

(2)剪裁

划线：易磨硅橡胶环长度与金属骨架对比后划线；

剪裁：剪裁形状和尺寸必须保证装入金属骨架贴合紧密，每段首尾衔接无缝隙，并在易磨硅橡胶环的非粘接面贴合透明胶带做把手；

(3)涂胶

涂覆涂料：被粘金属表面采用常规的封底涂料1号涂覆后，放置10～20min晾干备用，封底涂料1号在使用前应摇均；

涂胶：将粘接硅橡胶与金属常用的胶粘剂装入自动胶枪沿自动混合管呈Z字型挤出至金属骨架和易磨硅橡胶环的被粘接面上，采用刮板刮平，胶粘剂厚度为1～5mm，涂胶后自然干燥时间20～30min；

(4)叠合：拿住易磨硅橡胶环的把手从一方向沿金属骨架表面贴合，碾压平整，允许采用塑料锤敲击数次，保证无气泡；

(5)真空袋成型及夹具加压成型

真空袋成型：安装并连接真空装置→铺透气毡→贴密封胶带→封真空袋膜→抽真空，检查相对真空度-0.06～-0.08MPa；

夹具加压成型：在真空袋上装入夹具，通过夹具对真空袋进一步加压，使金属骨架和易磨硅橡胶环粘接成型；

(6)固化

固化参数：120±5℃加热2h～2.5h，或者70±5℃加热5h～8h。

本发明的设计思想是：

橡胶与金属的粘合过程主要有金属表面处理、涂胶工艺、加压成型固化。根据理论分析，造成脱层、气泡等质量缺陷的主要原因是：金属表面处理、涂胶工艺和加压成型固化方法不当。尤其涂胶工艺和加压固化方法，最重要的是涂胶厚度遍数及干燥温度、时间及加压(夹具、真空)方法直接影响制品质量。因此，本发明重点针对涂胶工艺及加压(夹具、真空)成型工艺进行试验，创新点是将真空袋加压技术应用于该结构胶接件，对涂胶工艺和真空袋成型工艺方法，进行对比试验确定相应工艺参数，最终解决脱层、气泡等质量缺陷。

本发明的优点及有益效果是：

1、本发明与传统的橡胶与金属骨架冷粘合技术相比，不需要专用工装，只要建立真空袋体系就能进行加压，不受产品结构的限制，尤其是扇面曲面粘接件，粘接压力均匀一致，粘接强度稳定，有效地减小脱层、气泡等质量缺陷。

2、本发明在现场进行相似件应用后，效果很好，性能及状态稳定。

3、本发明的工艺具有广阔的应用前景和推广价值。该工艺为科研试验室及中小规模产品生产单位生产高质量胶接件，提供可靠的保证，可以推广到其他相似橡胶产品粘合成型技术上。

4、本发明可以拓展硫化橡胶和金属胶接件领域真空袋成型工艺，在航空发动机橡胶金属复合件上的应用领域。

附图说明

图1为本发明易磨硅橡胶环与金属骨架粘接件示意图。图中，1易磨硅橡胶环；2金属骨架。

具体实施方式

下面通过实施例和附图对本发明进一步详细说明。

如图1所示，本实施例将易磨硅橡胶环1分段粘接于环形金属骨架2内侧的凹槽中，金属骨架2高度为160±20mm，金属骨架2平均内径为1600±200mm，金属骨架2向外倾斜的角度为5±2°，易磨硅橡胶的牌号为：YMH-1，金属骨架的牌号为0Gr17Ni4Cu4Nb，易磨硅橡胶环与金属胶接件制造方法具体如下：

1、易磨硅橡胶环与金属胶接件工艺流程

易磨硅橡胶环和金属骨架表面处理→剪裁→涂胶→叠合→真空袋成型及夹具加压成型→固化。

2、操作步骤

(1)易磨硅橡胶环和金属骨架表面处理

用毛刷浸润丙酮擦拭易磨硅橡胶环被粘接面，然后用粗砂纸打磨易磨硅橡胶环的粘接面，将光洁面去除即可，再用毛刷浸润丙酮擦拭橡胶的打磨面，晾干备用。被粘金属表面用丙酮除油后，再用砂纸打磨或喷砂。

(2)剪裁

划线：易磨硅橡胶环长度与金属骨架对比后划线；

剪裁：剪裁形状和尺寸必须保证装入金属骨架贴合紧密，每段首尾衔接无缝隙，并在易磨硅橡胶环的非粘接面贴合透明胶带做把手。

(3)涂胶

涂覆涂料：被粘金属表面采用常规的封底涂料1号涂覆后，放置10～20min晾干备用，封底涂料1号在使用前应摇均。

涂胶：将粘接硅橡胶与金属常用的胶粘剂装入自动胶枪沿自动混合管呈Z字型挤出至金属骨架和易磨硅橡胶环的被粘接面上，采用刮板刮平，胶粘剂厚度为1～5mm，涂胶后自然干燥时间20～30min。

(4)叠合：拿住易磨硅橡胶环的把手从一方向沿金属骨架表面贴合，碾压平整，允许采用塑料锤敲击数次，保证无气泡。

(5)真空袋成型及夹具加压成型

真空袋成型：安装并连接真空装置→铺透气毡→贴密封胶带→封真空袋膜→抽真空，检查相对真空度-0.06～-0.08MPa。

夹具加压成型：在真空袋上装入夹具，通过夹具对真空袋进一步加压，使金属骨架和易磨硅橡胶环粘接成型。

(6)固化

固化参数：120±5℃×2h～2.5h或70±5℃×5h～8h。

实施例结果表明，本发明针对胶接件的结构特点，最终采用涂胶工艺和真空袋/夹具并行加压的制造方法，可以生产出符合图纸要求产品。

Claims (1)

1.一种易磨硅橡胶环与金属胶接件制造方法，其特征在于，将易磨硅橡胶环分段粘接于环形金属骨架内侧的凹槽中，易磨硅橡胶环与金属胶接件制造工艺流程为：易磨硅橡胶环和金属骨架表面处理→剪裁→涂胶→叠合→真空袋成型及夹具加压成型→固化，具体步骤如下：

（1）易磨硅橡胶环和金属骨架表面处理

用毛刷浸润丙酮擦拭易磨硅橡胶环被粘接面，然后用粗砂纸打磨易磨硅橡胶环的粘接面，将光洁面去除即可，再用毛刷浸润丙酮擦拭橡胶的打磨面，晾干备用；被粘金属表面用丙酮除油后，再用砂纸打磨或喷砂；

（2）剪裁

划线：易磨硅橡胶环长度与金属骨架对比后划线；

剪裁：剪裁形状和尺寸必须保证装入金属骨架贴合紧密，每段首尾衔接无缝隙，并在易磨硅橡胶环的非粘接面贴合透明胶带做把手；

（3）涂胶

涂覆涂料：被粘金属表面采用常规的封底涂料涂覆后，放置10～20min晾干备用，封底涂料在使用前应摇均；

涂胶：将粘接硅橡胶与金属常用的胶粘剂装入自动胶枪沿自动混合管呈Z字型挤出至金属骨架和易磨硅橡胶环的被粘接面上，采用刮板刮平，胶粘剂厚度为1～5mm，涂胶后自然干燥时间20～30min；

（4）叠合：拿住易磨硅橡胶环的把手从一方向沿金属骨架表面贴合，碾压平整，采用塑料锤敲击数次，保证无气泡；

（5）真空袋成型及夹具加压成型

真空袋成型：安装并连接真空装置→铺透气毡→贴密封胶带→封真空袋膜→抽真空，检查相对真空度-0.06～-0.08MPa；

夹具加压成型：在真空袋上装入夹具，通过夹具对真空袋进一步加压，使金属骨架和易磨硅橡胶环粘接成型；

（6）固化

固化参数：120±5℃加热2h～2.5h，或者70±5℃加热5h～8h。