CN105291390A - 一种用于推进器的喷管制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于推进器的喷管制备方法，包括如下步骤：（1）称取酚醛玻璃纤维增强模塑料，置于烤箱中烘烤；（2）给喷管模具加温，均匀涂上脱模剂；（3）将模塑料放入模具的上模腔内，合上模具注压；（4）待模塑料在上模腔内变软时给模具加压，待模塑料完全注入模腔后，给模具放气，低温硫化，加压；（5）控制恒温仪的开关和模具的放气；（6）待模具降温后，进行开模；（7）取出产品，放至冷模内作定位处理，待产品冷却后，清理毛刺，吹净粉末，得到本发明的喷管产品。本发明提供的用于推进器的喷管制备方法，具有操作简便、适用范围广的优点，采用本发明提供的制备方法得到的喷管产品具有耐高温、耐腐蚀和绝缘性的特性，各项技术指标均优于一般工艺。
Description
技术领域
本发明涉及新材料领域，具体为一种用于推进器的喷管制备方法。
背景技术
喷管是一种通过改变管段内壁的几何形状以加速气流的装置，包括收敛喷管、收敛-扩散喷管、可调喷管、引射喷管和二维喷管等多种类型，具有耐高温、耐腐蚀、绝缘性等特点，广泛应用于燃气涡轮发动机、液体火箭发动机喷气发动机、固体火箭发动机等设备中。
目前现有技术中用于制备喷管的方法主要是通过机械加工的方法制备金属外壳，再通过等离子喷涂或者化学气相沉积的方法在金属外壳的内孔上制备涂层，这种方法只能适用于内孔尺寸较大的喷管，特别是等离子喷涂方法很难制备多层复合涂层结构，同时也存在耐高温、耐腐蚀和绝缘性不足的问题。此外，目前制备喷管的原料主要是玻璃纤维增强的酚醛材料，但是目前的制造工艺落后,往往采用液体的酚醛树脂,用捏合机捏合后或是采取烘焙干燥工艺制成蓬松的团状塑料或是采用开炼式双辊机炼塑后粉碎制成粉粒状塑料。这两种工艺都是间歇性生产,产品质量难以控制，生产效率低。
发明内容
针对目前喷管制备工艺适用范围较小、且喷管产品存在的耐高温、耐腐蚀和绝缘性不足的问题，本发明提供了一种用于推进器的喷管的制备方法。
本发明利用本申请人已在中国专利（名称：启动柜用塑料骨架，申请号：CN201210284289.5）公开的一种新型酚醛玻璃纤维增强模塑料，采用该新工艺制备的酚醛玻璃纤维增强模塑料，具有力学性能、电绝缘性能、耐热性能等特性，且制备工艺简单、质量可控、生产率显著提高。
该新型酚醛玻璃纤维增强模塑料可用下述方法制备：
将重量比为30%的苯酚、重量比为15%的多聚甲醛、重量比为20%的乙醇、重量比为10%的氧化镁、重量比为25%的玻璃纤维，与粘合剂进行混合，加热至20oC，待熔融后，烘干，得到所述的酚醛玻璃纤维增强模塑料.
本发明提供的用于推进器的喷管制备方法，包括以下步骤
（1）称取酚醛玻璃纤维增强模塑料10-50克，置于烤箱中，烘烤10-20分钟，其中，酚醛玻璃纤维增强模塑料优选25-35克，烘烤优选10分钟；
（2）将喷管模具加温至130-190oC，断开电温气回温至30-50oC，打开温控仪升温至140-160oC，开启喷管模具，将喷管模具清理干净后，涂均匀脱模剂，装配好喷管模具，其中，喷管模具优选加温至155-165oC，断开电温气优选回温至30oC，温控仪优选升温至145-155oC。；
（3）将酚醛玻璃纤维增强模塑料放入喷管模具的上模腔内，合上模头，将上模腔置于喷管模具上，合上喷管模具注压；
（4）待酚醛玻璃纤维增强模塑料在上模腔内变软时给喷管模具加压，将酚醛玻璃纤维模塑料注入模腔内，待酚醛玻璃纤维增强模塑料完全注入后，给喷管模具放气1-2次，低温硫化60-300秒，加压30-40MPa，其中，喷管模具放气优选1次，低温硫化优选170-190秒，加压优选33-37MPa；；
（5）控制恒温仪的开关和喷管模具的放气；
（6）待喷管模具温度至20oC，开启喷管模具进行开模
（7）取出喷管产品，放至冷模内作定位处理，待喷管产品冷却后，清理毛刺，吹净粉末。
本发明提供的用于推进器的喷管制备方法，步骤（5）中，恒温仪和模具放气的控制方式，包括以下步骤：
（1）断开温控仪，恒温保压，待温控仪恒温至70-90oC时，给喷管模具放气2-3次，其中，温控仪优选恒温至80oC，喷管模具放气优选2次；
（2）开启温控仪给喷管模具加温至140-160oC，断开温控仪，恒温保压，待温控仪恒温至40-60oC时，给喷管模具放气1-2次，其中，喷管模具优选加温至150oC，温控仪优选恒温至50oC，喷管模具放气优选1次；
（3）开启温控仪给喷管模具加温至130-150oC，断开温控仪，恒温保压，待温控仪恒温至30-50oC时，冷却喷管模具，其中，喷管模具优选加温至140oC，温控仪优选恒温至40oC。
本发明提供的用于推进器的喷管制备方法，具有操作简便、适用范围广的优点，采用本发明提供的制备方法得到的喷管产品具有耐高温、耐腐蚀和绝缘性的特性，各项技术指标均优于一般工艺。
| 技术指标 | 一般工艺 | 本发明工艺 |
| 绝缘电阻（Ω） | 1.0×1012 | 6.0×1015 |
| 马丁耐热温度（oC） | 220 | 高于300 |
| 冲击强度（KJ/m2） | 240 | 300 |
| 拉伸强度（MPa） | 160 | 450 |
| 压缩强度（MPa） | 80-100 | 150 |
| 环保指标 | 有苯酚等废水 | 无废水排放 |
附图说明
图1是本发明的喷管模具结构示意图
图2是本发明的喷管产品骨架成型工艺流程图
图1的标记含义如下：
1：模头；2：上模腔；3：型芯；4：模套；5：螺钉；6：螺纹规；7：中模腔；8：定位套；9：下模腔；10：底板。
具体实施方式
下面的具体实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1：
称取酚醛玻璃纤维增强模塑料30克，装入布带中放入烤箱，烤10分钟取出，把模具加温到160oC时，断开电温器，回温到30oC，打开温控仪升温至150oC，开启模具，将模具清理干净后，涂均匀脱模剂，装配好模具。将酚醛玻璃纤维增强模塑料放入喷筒模具的上模腔内，合上模头，将上模腔放在喷管模具上，合上模具注压，待酚醛玻璃纤维增强模塑料在上模腔内变软时给模具加压，将酚醛玻璃纤维增强模塑料慢慢地注入模腔内，待酚醛玻璃纤维增强模塑料完全注入后，给模具放气1次低温硫化180秒，加压35MPA，断开温控器，恒温保压，待温控仪恒温至80oC时，给喷筒模具放气2次，开启温控器给喷管模具加温升至150oC，断开温控器，给喷筒模具恒温，待模具温度降至到50oC时，给喷筒模具放气1次，待气体在模具里放出后，给喷筒模具加温至140oC，断开温控仪降温待模具温度降至到40oC时，冷却喷筒模具，模具温度至20oC时开启模具进行开模，将上模腔取下后，放在模架上，用工具扳手将中模腔内的螺纹规用扳手拉出，放在模架上，用扳手将中模打开，将喷筒产品在模腔内取出，放至到冷模内作定位处理，防止产品变形，待产品彻底冷却后，拿出清理毛刺，毛刺清理完成后，将产品上的粉末用气枪吹净放至到待检箱内。
实施例2：
称取酚醛玻璃纤维增强模塑料50克，装入布带中放入烤箱，烤10分钟取出，把模具加温到190oC时，断开电温器，回温到50oC，打开温控仪升温至160oC，开启模具，将模具清理干净后，涂均匀脱模剂，装配好模具。将酚醛玻璃纤维增强模塑料放入喷筒模具的上模腔内，合上模头，将上模腔放在喷管模具上，合上模具注压，待酚醛玻璃纤维增强模塑料在上模腔内变软时给模具加压，将酚醛玻璃纤维增强模塑料慢慢地注入模腔内，待酚醛玻璃纤维模塑料完全注入后，给模具放气1次低温硫化180秒，加压40MPA，断开温控器，恒温保压，待温控仪恒温至80oC时，给喷筒模具放气2次，开启温控器给喷管模具加温升至150oC，断开温控器，给喷筒模具恒温，待模具温度降至到50oC时，给喷筒模具放气1次，待气体在模具里放出后，给喷筒模具加温至140oC，断开温控仪降温待模具温度降至到40oC时，冷却喷筒模具，模具温度至20oC时开启模具进行开模，将上模腔取下后，放在模架上，用工具扳手将中模腔内的螺纹规用扳手拉出，放在模架上，用扳手将中模打开，将喷筒产品在模腔内取出，放至到冷模内作定位处理，防止产品变形，待产品彻底冷却后，拿出清理毛刺，毛刺清理完成后，将产品上的粉末用气枪吹净放至到待检箱内。
实施例3：
称取酚醛玻璃纤维增强模塑料40克，装入布带中放入烤箱，烤10分钟取出，把模具加温到130oC时，断开电温器，回温到30oC，打开温控仪升温至140oC，开启模具，将模具清理干净后，涂均匀脱模剂，装配好模具。将酚醛玻璃纤维增强模塑料放入喷筒模具的上模腔内，合上模头，将上模腔放在喷管模具上，合上模具注压，待酚醛玻璃纤维增强模塑料在上模腔内变软时给模具加压，将酚醛玻璃纤维增强模塑料慢慢地注入模腔内，待酚醛玻璃纤维增强模塑料完全注入后，给模具放气1次低温硫化180秒，加压40MPA，断开温控器，恒温保压，待温控仪恒温至80oC时，给喷筒模具放气2次，开启温控器给喷管模具加温升至150oC，断开温控器，给喷筒模具恒温，待模具温度降至到50oC时，给喷筒模具放气1次，待气体在模具里放出后，给喷筒模具加温至140oC，断开温控仪降温待模具温度降至到40oC时，冷却喷筒模具，模具温度至20oC时开启模具进行开模，将上模腔取下后，放在模架上，用工具扳手将中模腔内的螺纹规用扳手拉出，放在模架上，用扳手将中模打开，将喷筒产品在模腔内取出，放至到冷模内作定位处理，防止产品变形，待产品彻底冷却后，拿出清理毛刺，毛刺清理完成后，将产品上的粉末用气枪吹净放至到待检箱内。
Claims (9)
1.一种用于推进器的喷管制备方法，包括以下步骤：
（1）称取酚醛玻璃纤维增强模塑料10-50克，置于烤箱中，烘烤10-20分钟；
（2）将喷管模具加温至130-190oC，断开电温气回温至30-50oC，打开温控仪升温至140-160oC，开启喷管模具，将喷管模具清理干净后，涂均匀脱模剂，装配好喷管模具；
（3）将酚醛玻璃纤维增强模塑料放入喷管模具的上模腔内，合上模头，将上模腔置于喷管模具上，合上喷管模具注压；
（4）待酚醛玻璃纤维增强模塑料在上模腔内变软时给喷管模具加压，将酚醛玻璃纤维增强模塑料注入模腔内，待酚醛玻璃纤维增强模塑料完全注入后，给喷管模具放气1-2次，低温硫化60-300秒，加压30-40MPa；
（5）控制恒温仪的开关和喷管模具的放气；
（6）待喷管模具温度至20oC，开启喷管模具进行开模
（7）取出喷管产品，放至冷模内作定位处理，待喷管产品冷却后，清理毛刺，吹净粉末。
2.根据权利要求1所述的用于推进器的喷管制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述酚醛玻璃纤维增强模塑料的制备方法为：将重量比为30%的苯酚、重量比为15%的多聚甲醛、重量比为20%的乙醇、重量比为10%的氧化镁、重量比为25%的玻璃纤维，与粘合剂进行混合，加热至20oC，待熔融后，烘干，得到所述的酚醛玻璃纤维增强模塑料。
3.根据权利要求1所述的用于推进器的喷管制备方法，其特征在于，步骤（5）中，恒温仪和模具放气的控制方式，包括以下步骤：
（1）断开温控仪，恒温保压，待温控仪恒温至70-90oC时，给喷管模具放气2-3次；
（2）开启温控仪给喷管模具加温至140-160oC，断开温控仪，恒温保压，待温控仪恒温至40-60oC时，给喷管模具放气1-2次；
（3）开启温控仪给喷管模具加温至130-150oC，断开温控仪，恒温保压，待温控仪恒温至30-50oC时，冷却喷管模具。
4.根据权利要求1所述的用于推进器的喷管制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述酚醛玻璃纤维增强模塑料优选25-35克，烘烤10分钟。
5.根据权利要求1所述的用于推进器的喷管制备方法，其特征在于，步骤（2）中，喷管模具加温至155-165oC，断开电温气回温至30oC，打开温控仪升温至145-155oC。
6.根据权利要求1所述的用于推进器的喷管制备方法，其特征在于，步骤（4）中，待酚醛玻璃纤维增强模塑料完全注入后，给喷管模具放气1次，低温硫化170-190秒，加压33-37Mpa。
7.根据权利要求3所述的用于推进器的喷管制备方法，其特征在于，步骤（1）中，断开温控仪，恒温保压，待温控仪恒温至80oC时，给喷管模具放气2次。
8.根据权利要求3所述的用于推进器的喷管制备方法，其特征在于，步骤（2）中，开启温控仪给喷管模具加温至150oC，断开温控仪，恒温保压，待温控仪恒温至50oC时，给喷管模具放气1次。
9.根据权利要求3所述的用于推进器的喷管制备方法，其特征在于，步骤（3）中，开启温控仪给喷管模具加温至140oC，断开温控仪，恒温保压，待温控仪恒温至40oC时，冷却喷管模具。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN109047512A (zh) * | 2018-10-12 | 2018-12-21 | 福建兵工装备有限公司 | 固体发动机喷管毛坯组件及其生产方法和使用的模具 |
| CN111469440A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-07-31 | 湖北航天化学技术研究所 | 一种固体火箭发动机塞式喷管复合成型工装及方法 |
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2014
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| CN109047512A (zh) * | 2018-10-12 | 2018-12-21 | 福建兵工装备有限公司 | 固体发动机喷管毛坯组件及其生产方法和使用的模具 |
| CN111469440A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-07-31 | 湖北航天化学技术研究所 | 一种固体火箭发动机塞式喷管复合成型工装及方法 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |