CN105904741B - 一种带端框的耐高温复合材料舱段成型方法 - Google Patents

一种带端框的耐高温复合材料舱段成型方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105904741B
CN105904741B CN201610237455.4A CN201610237455A CN105904741B CN 105904741 B CN105904741 B CN 105904741B CN 201610237455 A CN201610237455 A CN 201610237455A CN 105904741 B CN105904741 B CN 105904741B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bay section
imidization
high temperature
prepreg
mould
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610237455.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105904741A (zh
Inventor
潘玲英
赵伟栋
刘含洋
崔超
郭鸿俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology
Original Assignee
China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Academy of Launch Vehicle Technology CALT, Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology filed Critical China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Priority to CN201610237455.4A priority Critical patent/CN105904741B/zh
Publication of CN105904741A publication Critical patent/CN105904741A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105904741B publication Critical patent/CN105904741B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B29C70/342—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using isostatic pressure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及一种带端框的耐高温复合材料舱段成型方法，采用低温亚胺化、高温亚胺化和固化分段阶梯加热加压的成型工艺，解决了聚酰亚胺复合材料固化过程中树脂黏度高，挥发份含量高，导致的构件成形难度大、质量差的难题，减少了复合材料构件的缺陷率，提高了复合材料构件的合格率，节省了制造成本；本发明采用端框和壳体整体共固化成型技术，减少紧固件数量，实现了结构减重的目的，提高了有效载荷；本发明采用新型PMR型热固性聚酰亚胺树脂基体长期使用温度高达420℃，可有效减少防热层的厚度，实现结构减重。

Description

一种带端框的耐高温复合材料舱段成型方法
技术领域
本发明属于耐高温树脂基复合材料技术领域，具体涉及一种带端框的耐高温复合材料舱段成型方法。
背景技术
为了提高导弹的生存能力和攻击能力，导弹的飞行马赫数不断提高。高速导弹具有快速反应能力、强突防和高生存能力，可以有效地打击高价值机动目标和时间敏感目标，在未来战争中的作用十分重要。高速导弹在稠密大气层中机动飞行，将经受更加严重的气动热和大过载等复杂环境。其中，仪器舱、末修舱、弹翼等导弹重要组成部段，处在低热流、长时间加热的恶劣环境中，表面温度短时高达400℃以上，传统的碳/环氧复合材料及碳/双马复合材料已无法满足其使用要求。目前，为了满足弹体耐热、承载的要求，大量使用钛合金构件代替碳/环氧复合材料及碳/双马复合材料，或者在原有的碳/环氧复合材料及碳/双马复合材料表面增加防热层的厚度，这将大幅度增加弹体重量，降低弹体机动性能，结构耐热和轻质化难题相当突出。
纤维增强热固性聚酰亚胺树脂基复合材料具有轻质、耐高温、耐低温、耐辐射、耐腐蚀、化学稳定、力学性能优异等优点。20世纪70-80年代美国NASA研制成功的一类易于加工成型的PMR型热固性聚酰亚胺树脂PMR-15。克服了热塑性聚酰亚胺树脂不溶不熔，难于加工成型的技术难点，已经取得了长足的发展和实际应用。为了提高聚酰亚胺复合材料的耐热氧化稳定性，美国随后又研制成功了耐371℃第二代聚酰亚胺，如PMR-II-50、AFR-700B、V-CAP等产品。第二代聚酰亚胺树脂的最低熔体黏度很大，一般在几千Pa.s以上，而PMR-15的最低熔体黏度为200～300Pa.s。相比PMR-15树脂，第二代聚酰亚胺树脂的耐温等级虽然有了很大的提高，但是降低了复合材料成型工艺性，对扩大其工程应用造成了阻碍。尽管如此，由于其具有优异的耐高温性能、机械性能、介电性能等综合性能国外的聚酰亚胺复合材料已经在导弹的弹体、弹翼、进气道、整流罩、鼻锥、尾翼、天线罩、航空发动机上的压气机静子结构、进气道、轮压气机进气道等高温部段上的到了实际应用。更高的耐420℃的聚酰亚胺复合材料在国外也处于研制阶段，并实行了严格技术保密，未见其应用的相关报道。国内耐温等级为370℃的聚酰亚胺复合材料的应用研究处于初期阶段，耐420℃聚酰亚胺复合材料应用尚属空白。
作为一种新型带端框的耐420℃高温聚酰亚胺复合材料舱段，成型中涉及到材料、工艺、铺层设计等多方面的问题，且构件整体成型的研究目前尚缺乏，因此要研制结构/防热一体化的轻质耐420℃高温聚酰亚胺带端框舱段，尚需在成型工艺上实现突破。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种带端框的耐高温复合材料舱段的成型方法，采用低温亚胺化、高温亚胺化和固化分段阶梯加热加压的成型工艺，解决了聚酰亚胺复合材料固化过程中树脂黏度高，挥发份含量高，导致的构件成形难度大、质量差的难题，减少了复合材料构件的缺陷率，提高了复合材料构件的合格率，节省了制造成本，有效减少防热层的厚度，实现结构减重。
本发明的技术解决方案是：一种带端框的耐高温复合材料舱段的成型方法，通过以下步骤实现：
(1)、制造带端框舱段成型模具和制备预浸料，所述成型模具包括端框亚胺化模具和舱段整体成型模具；
(2)、端框和舱段蒙皮铺层：分别在端框亚胺化模具和舱段整体成型模具上利用步骤(1)制备的预浸料进行铺层；
(3)、端框、蒙皮低温亚胺化：分别在铺层好的端框模具和舱段整体成型模具预浸料上依次包覆隔离材料、吸胶材料、透气材料和密封材料四种辅助材料，将包覆好辅助材料的端框模具和舱段整体成型模具同时在热压罐中进行低温亚胺化得到端框预成型体和蒙皮预成型体，亚胺化温度为120℃～150℃；
(4)、去除步骤(3)低温亚胺化得到的蒙皮预成型体和端框预成型体表面的辅助材料，将端框预成型体脱模后放置在还位于舱段整体成型模具上的蒙皮铺层之上，对端框和蒙皮的组合体进行铺层；
(5)舱段高温亚胺化：将步骤(4)中舱段整体成型模具上铺层好的端框和蒙皮组合体依次包覆好步骤(3)所述的四种辅助材料后在热压罐中进行高温亚胺化得到舱段预成型体，高温亚胺化温度为170℃～230℃；
(6)舱段固化：拆除步骤(5)中的辅助材料后，将步骤(5)得到的舱段预成型体上重新包覆辅助材料进行热压罐固化，固化温度为340℃-400℃；
(7)舱段高温后处理，将固化完成后脱模的带端框舱段在烘箱中进行高温后处理，所述后处理温度为370～450℃。
所述步骤(1)中预浸料采用树脂浸渍增强体而成，所述增强体采用碳纤维、玻璃纤维或石英纤维，所述树脂采用苯乙炔基苯酐PEPA为封端剂的PMR型热固性聚酰亚胺树脂，且其玻璃化转变温度Tg≥450℃。
所述预浸料为单向纤维增强预浸料、纤维织物增强预浸料或单向纤维增强预浸料和纤维织物增强预浸料混杂。
所述步骤(3)中在热压罐内低温亚胺化时，升温速率为20～40℃/h，亚胺化压力在0.2MPa～0.6MPa，亚胺化时间0.5h～1.5h。
所述步骤(5)中在热压罐内高温亚胺化时，升温速率为20～40℃/h，亚胺化压力为0.4MPa～0.8MPa，亚胺化时间为0.5h～1.5h。
所述步骤(6)中在热压罐内固化时，固化时间为3h-8h，固化压力1.2MPa-2MPa。
所述步骤(7)中后处理时，时间为1～10h。
本发明与现有技术相比有益效果为：
(1)本发明采用低温亚胺化、高温亚胺化和固化分段阶梯加热加压的成型，解决了聚酰亚胺复合材料固化过程中树脂黏度高、挥发份含量高而导致的构件成形难度大、质量差的难题，提高了复合材料构件的合格率；
(2)本发明采用端框和蒙皮热压罐整体共固化成型技术，减少了紧固件数量，实现了结构减重的目的，提高了有效载荷；
(3)本发明采用新型PMR型热固性聚酰亚胺树脂基体长期使用温度高达420℃，可有效减少防热层的厚度，实现结构减重。
(4)本发明采用高温后处理工艺，提高了舱段的高温承载能力和可靠性。
附图说明
图1为本发明带端框的复合材料舱段结构示意图；
图2为本发明带端框的复合材料舱段A向示意图；
图3为本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
图1为本发明带端框的耐高温复合材料舱段的结构示意图，图2为A向视图。本发明耐高温复合材料舱段由上下端框和蒙皮组成。
为了解决聚酰亚胺复合材料固化过程中树脂黏度高、挥发份含量高而导致的构件成形难度大、质量差的难题，采用了低温亚胺化、高温亚胺化和固化分段阶梯加热加压的成型工艺，提高复合材料舱段的成型质量，并结合高温后处理工艺，提高舱段的高温承载能力和可靠性。同时采用端框和蒙皮热压罐整体共固化方案，减少紧固件数量，实现结构减重。
本发明的成型工艺流程如图3所示，包括以下步骤：
(1)模具制造
带端框的耐高温复合材料舱段成型模具包括端框亚胺化模具和舱段整体成型模具，本实施例中，结合图1和图2所示的舱段结构形式，端框亚胺化模具由阳模和周向分块阴模组成；舱段整体成型模具由芯模、阳模、分块阴模和上下压环组成。
(2)制备预浸料
预浸料采用的树脂体系为以苯乙炔基苯酐PEPA为封端剂的PMR型热固性聚酰亚胺树脂，增强体为碳纤维、玻璃纤维或石英纤维，预浸料可以单向纤维增强预浸料、纤维织物增强预浸料或单向纤维增强预浸料和织物增强预浸料混杂。
(3)端框和舱段蒙皮一次铺层
根据制品所需厚度及曲率要求，对铺层角度进行工艺设计，将预浸料自动下料成不同角度的料块，分别在端框亚胺化模具和舱段整体模具上进行铺层；
(4)端框、蒙皮低温亚胺化
将一次铺层完的端框、蒙皮的成型模具包覆好辅助材料后在热压罐中进行低温亚胺化，升温速率为20～40℃/h，亚胺化温度为120℃～150℃，亚胺化压力在0.2MPa～0.6MPa，亚胺化时间0.5h～1.5h。；
(5)端框和舱段蒙皮二次铺层
将低温亚胺化得到的端框预成型体脱模后放置在蒙皮铺层之上，在舱段整体成型模上继续进行端框和蒙皮铺层；
(6)舱段高温亚胺化
将二次铺层完的端框和蒙皮组合舱段整体成型模具包覆好辅助材料后在热压罐中进行高温亚胺化，升温速率为20～40℃/h，高温亚胺化温度为170℃～230℃，亚胺化压力为0.4MPa～0.8MPa，亚胺化时间为0.5h～1.5h；
(7)舱段固化
拆除高温亚胺化后制品表面包覆的辅助材料后，将得到的舱段预成型体重新包覆高温辅助材料进行热压罐固化，固化温度为340℃-400℃，固化时间为3h-8h，固化压力1.2MPa-2MPa；
(8)舱段高温后处理
将固化完成后脱模的带端框舱段在烘箱中进行高温后处理，后处理温度为370～450℃，时间为1～10h。
以下结合具体实施例来进一步详细说明本发明。
实施例1
端框和蒙皮材料均采用MT300/904单向带和织物预浸料混合铺层，预浸料采用溶液法制备，其中单向带预浸料含胶量47±3％，面密度165±5g/m2，厚度0.15mm；MT300/904织物预浸料，含胶量47±3％，面密度275±5g/m2，厚度0.27mm。
采用自动下料机按照铺层和尺寸要求进行下料后，按设计铺层角度将多层端框和蒙皮预浸料逐层铺放在端框亚胺化模具和舱段整体成型模具上，其中端框铺层为[+45/-45/碳布/0/碳布/02/碳布/0]2s，蒙皮铺层为[+45/-45/碳布/0/碳布]s(碳布表示织物预浸料)，制得复合材料预浸料叠层，制得复合材料预浸料叠层后进行聚四氟乙烯玻璃布、玻璃布、透气毡和真空袋等辅助材料包覆，然后采用热压罐成型方式进行低温亚胺化，低温亚胺化时，真空表压不大于-0.097MPa，升温速率20℃/h，温度升至120℃时加压至0.2MPa，保温1.5h，随后以30℃-50℃/h降温速率降温至60℃以下亚胺化完成，降至室温后将端框脱模后，整体铺覆至舱段蒙皮外表面相应位置，然后继续在舱段整体成型模具上进行蒙皮和端框铺层，将二次铺层完的端框和蒙皮组合舱段整体成型模具包覆好聚四氟乙烯玻璃布、玻璃布、透气毡和真空袋等辅助材料后在热压罐中进行高温亚胺化，升温速率20℃/h，高温亚胺化温度升为170℃，亚胺化压力为0.4MPa，亚胺化时间为1.5h。
去除高温亚胺化后制品表面包覆的辅助材料后，将得到的舱段预成型体重新包覆聚四氟乙烯玻璃布、玻璃布、透气毡和真空袋等辅助材料进行热压罐固化，固化温度为340℃，固化时间为8h，固化压力1.2MPa。固化完成后将脱模的带端框舱段放置在烘箱中进行高温后处理，后处理温度为370℃，时间为10h。后处理后的舱段进行无损检测，舱段缺陷面积占总面积的1.02％，满足使用要求，根据后续使用需求进行小零件装配和端面加工等工序得到最终制品，制品可在420℃长时(20min～30min)使用。
实施例2
端框和蒙皮材料均采用MT300/904单向带和织物预浸料混合铺层，预浸料采用溶液法制备，其中单向带预浸料含胶量47±3％，面密度165±5g/m2，厚度0.15mm；MT300/904织物预浸料，含胶量47±3％，面密度275±5g/m2，厚度0.27mm。
采用自动下料机按照铺层和尺寸要求进行下料后，按设计铺层角度将多层端框和蒙皮预浸料逐层铺放在端框亚胺化模具和舱段整体成型模具上，其中端框铺层为[+45/-45/碳布/0/碳布/02/碳布/0]2s，蒙皮铺层为[+45/-45/碳布/0/碳布]s(碳布表示织物预浸料)，制得复合材料预浸料叠层，制得复合材料预浸料叠层后进行聚四氟乙烯玻璃布、玻璃布、透气毡和真空袋等辅助材料包覆，然后采用热压罐成型方式进行低温亚胺化，低温亚胺化时，真空表压不大于-0.097MPa，升温速率30℃/h，温度升至135℃时加压至0.4MPa，保温1h，随后以30℃-50℃/h降温速率降温至60℃以下亚胺化完成，降至室温后将端框脱模后，整体铺覆至舱段蒙皮外表面相应位置，然后继续在舱段整体成型模具上进行蒙皮和端框铺层，将二次铺层完的端框和蒙皮组合舱段整体成型模具包覆好聚四氟乙烯玻璃布、玻璃布、透气毡和真空袋等辅助材料后在热压罐中进行高温亚胺化，升温速率30℃/h，高温亚胺化温度升为200℃，亚胺化压力为0.6MPa，亚胺化时间为1h。
去除高温亚胺化后制品表面包覆的辅助材料后，将得到的舱段预成型体重新包覆聚四氟乙烯玻璃布、玻璃布、透气毡和真空袋等辅助材料进行热压罐固化，固化温度为370℃，固化时间为5h，固化压力1.6MPa。固化完成后将脱模的带端框舱段放置在烘箱中进行高温后处理，后处理温度为400℃，时间为2h。后处理后的舱段进行无损检测，舱段缺陷面积占总面积的1.58％，满足使用要求，根据后续使用需求进行小零件装配和端面加工等工序得到最终制品，制品可在420℃长时(20～30min)使用。
实施例3
端框和蒙皮材料均采用MT300/904单向带和织物预浸料混合铺层，预浸料采用溶液法制备，其中单向带预浸料含胶量47±3％，面密度165±5g/m2，厚度0.15mm；MT300/904织物预浸料，含胶量47±3％，面密度275±5g/m2，厚度0.27mm。
采用自动下料机按照铺层和尺寸要求进行下料后，按设计铺层角度将多层端框和蒙皮预浸料逐层铺放在端框亚胺化模具和舱段整体成型模具上，其中端框铺层为[+45/-45/碳布/0/碳布/02/碳布/0]2s，蒙皮铺层为[+45/-45/碳布/0/碳布]s(碳布表示织物预浸料)，制得复合材料预浸料叠层，制得复合材料预浸料叠层后进行聚四氟乙烯玻璃布、玻璃布、透气毡和真空袋等辅助材料包覆，然后采用热压罐成型方式进行低温亚胺化，低温亚胺化时，真空表压不大于-0.097MPa，升温速率40℃/h，温度升至150℃时加压至0.6MPa，保温30min，随后以30℃-50℃/h降温速率降温至60℃以下亚胺化完成，降至室温后将端框脱模后，整体铺覆至舱段蒙皮外表面相应位置，然后继续在舱段整体成型模具上进行蒙皮和端框铺层，将二次铺层完的端框和蒙皮组合舱段整体成型模具包覆好聚四氟乙烯玻璃布、玻璃布、透气毡和真空袋等辅助材料后在热压罐中进行高温亚胺化，升温速率40℃/h，高温亚胺化温度升为230℃，亚胺化压力为0.8MPa，亚胺化时间为30min。
去除高温亚胺化后制品表面包覆的辅助材料后，将得到的舱段预成型体重新包覆聚四氟乙烯玻璃布、玻璃布、透气毡和真空袋等辅助材料进行热压罐固化，固化温度为400℃，固化时间为3h，固化压力2MPa。固化完成后将脱模的带端框舱段放置在烘箱中进行高温后处理，后处理温度为450℃，时间为1h。后处理后的舱段进行无损检测，舱段缺陷面积占总面积的1.10％，满足使用要求，根据后续使用需求进行小零件装配和端面加工等工序得到最终制品，制品可在430℃长时(20～30min)使用。
实施例4
端框和蒙皮材料均采用MT300/904单向带预浸料，预浸料采用溶液法制备，其中预浸料含胶量47±3％，面密度165±5g/m2，厚度0.15mm。
采用自动下料机按照铺层和尺寸要求进行下料后，按设计铺层角度将多层端框和蒙皮预浸料逐层铺放在端框亚胺化模具和舱段整体成型模具上，其中端框铺层为[+45/-45/0/90/02/90/03/90/0]2s，蒙皮铺层为[+45/-45/0/90/02/90]s，制得复合材料预浸料叠层，制得复合材料预浸料叠层后进行聚四氟乙烯玻璃布、玻璃布、透气毡和真空袋等辅助材料包覆，然后采用热压罐成型方式进行低温亚胺化，低温亚胺化时，真空表压不大于-0.097MPa，升温速率20℃/h，温度升至120℃时加压至0.2MPa，保温1.5h，随后以30℃-50℃/h降温速率降温至60℃以下亚胺化完成，降至室温后将端框脱模后，整体铺覆至舱段蒙皮外表面相应位置，然后继续在舱段整体成型模具上进行蒙皮和端框铺层，将二次铺层完的端框和蒙皮组合舱段整体成型模具包覆好聚四氟乙烯玻璃布、玻璃布、透气毡和真空袋等辅助材料后在热压罐中进行高温亚胺化，升温速率30℃/h，高温亚胺化温度升为170℃，亚胺化压力为0.4MPa，亚胺化时间为1.5h。
去除高温亚胺化后制品表面包覆的辅助材料后，将得到的舱段预成型体重新包覆聚四氟乙烯玻璃布、玻璃布、透气毡和真空袋等辅助材料进行热压罐固化，固化温度为340℃，固化时间为8h，固化压力1.2MPa。固化完成后将脱模的带端框舱段放置在烘箱中进行高温后处理，后处理温度为370℃，时间为10h。后处理后的舱段进行无损检测，舱段缺陷面积占总面积的2.34％，满足使用要求，根据后续使用需求进行小零件装配和端面加工等工序得到最终制品，制品可在420℃长时(20～30min)使用。
实施例5
端框和蒙皮材料均采用SW280/904玻璃纤维织物增强预浸料，预浸料采用溶液法制备，其中预浸料含胶量45±3％，面密度280±5g/m2，厚度0.25mm。
采用自动下料机按照铺层和尺寸要求进行下料后，按设计铺层角度将多层端框和蒙皮预浸料逐层铺放在端框亚胺化模具和舱段整体成型模具上，其中端框铺层为[+45/-45/0/90/02/90/0]2s，蒙皮铺层为[+45/-45/0/90/0/90]s，制得复合材料预浸料叠层，制得复合材料预浸料叠层后进行聚四氟乙烯玻璃布、玻璃布、透气毡和真空袋等辅助材料包覆，然后采用热压罐成型方式进行低温亚胺化，低温亚胺化时，真空表压不大于-0.097MPa，升温速率20℃/h，温度升至120℃时加压至0.2MPa，保温1.5h，随后以30℃-50℃/h降温速率降温至60℃以下亚胺化完成，降至室温后将端框脱模后，整体铺覆至舱段蒙皮外表面相应位置，然后继续在舱段整体成型模具上进行蒙皮和端框铺层，将二次铺层完的端框和蒙皮组合舱段整体成型模具包覆好聚四氟乙烯玻璃布、玻璃布、透气毡和真空袋等辅助材料后在热压罐中进行高温亚胺化，升温速率30℃/h，高温亚胺化温度升为170℃，亚胺化压力为0.4MPa，亚胺化时间为1.5h。
去除高温亚胺化后制品表面包覆的辅助材料后，将得到的舱段预成型体重新包覆聚四氟乙烯玻璃布、玻璃布、透气毡和真空袋等辅助材料进行热压罐固化，固化温度为340℃，固化时间为8h，固化压力1.2MPa。固化完成后将脱模的带端框舱段放置在烘箱中进行高温后处理，后处理温度为370℃，时间为10h。后处理后的舱段进行无损检测，舱段缺陷面积占总面积的0.96％，满足使用要求，根据后续使用需求进行小零件装配和端面加工等工序得到最终制品，制品可在420℃长时(20～30min)使用。
实施例6
端框和蒙皮材料均采用QW220/904玻璃纤维织物增强预浸料，预浸料采用溶液法制备，其中预浸料含胶量45±3％，面密度280±5g/m2，厚度0.25mm。
采用自动下料机按照铺层和尺寸要求进行下料后，按设计铺层角度将多层端框和蒙皮预浸料逐层铺放在端框亚胺化模具和舱段整体成型模具上，其中端框铺层为[+45/-45/0/90/02/90/0]2s，蒙皮铺层为[+45/-45/0/90/0/90]s，制得复合材料预浸料叠层，制得复合材料预浸料叠层后进行聚四氟乙烯玻璃布、玻璃布、透气毡和真空袋等辅助材料包覆，然后采用热压罐成型方式进行低温亚胺化，低温亚胺化时，真空表压不大于-0.097MPa，升温速率20℃/h，温度升至120℃时加压至0.2MPa，保温1.5h，随后以30℃-50℃/h降温速率降温至60℃以下亚胺化完成，降至室温后将端框脱模后，整体铺覆至舱段蒙皮外表面相应位置，然后继续在舱段整体成型模具上进行蒙皮和端框铺层，将二次铺层完的端框和蒙皮组合舱段整体成型模具包覆好聚四氟乙烯玻璃布、玻璃布、透气毡和真空袋等辅助材料后在热压罐中进行高温亚胺化，升温速率30℃/h，高温亚胺化温度升为170℃，亚胺化压力为0.4MPa，亚胺化时间为1.5h。
去除高温亚胺化后制品表面包覆的辅助材料后，将得到的舱段预成型体重新包覆聚四氟乙烯玻璃布、玻璃布、透气毡和真空袋等辅助材料进行热压罐固化，固化温度为340℃，固化时间为8h，固化压力1.2MPa。固化完成后将脱模的带端框舱段放置在烘箱中进行高温后处理，后处理温度为370℃，时间为10h。后处理后的舱段进行无损检测，舱段缺陷面积占总面积的0.78％，满足使用要求，根据后续使用需求进行小零件装配和端面加工等工序得到最终制品，制品可在420℃长时(20～30min)使用，且兼具透波功能。
由上述实施例可以看出，采用本发明所提出的一种带端框的耐高温复合材料舱段成型方法所制成的整体舱段缺陷面积占总面积的百分比不超过3％。大大提高了复合材料构件的合格率。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (7)

1.一种带端框的耐高温复合材料舱段成型方法，其特征在于通过以下步骤实现：
(1)、制造带端框舱段成型模具和制备预浸料，所述成型模具包括端框亚胺化模具和舱段整体成型模具；
(2)、端框和舱段蒙皮铺层：分别在端框亚胺化模具和舱段整体成型模具上利用步骤(1)制备的预浸料进行铺层；
(3)、端框、蒙皮低温亚胺化：分别在铺层好的端框模具和舱段整体成型模具预浸料上依次包覆隔离材料、吸胶材料、透气材料和密封材料四种辅助材料，将包覆好辅助材料的端框模具和舱段整体成型模具同时在热压罐中进行低温亚胺化得到端框预成型体和蒙皮预成型体，亚胺化温度为120℃～150℃；
(4)、去除步骤(3)低温亚胺化得到的蒙皮预成型体和端框预成型体表面的辅助材料，将端框预成型体脱模后放置在还位于舱段整体成型模具上的蒙皮铺层之上，对端框和蒙皮的组合体进行铺层；
(5)舱段高温亚胺化：将步骤(4)中舱段整体成型模具上铺层好的端框和蒙皮组合体依次包覆好步骤(3)所述的四种辅助材料后在热压罐中进行高温亚胺化得到舱段预成型体，高温亚胺化温度为170℃～230℃；
(6)舱段固化：拆除步骤(5)中的辅助材料后，将步骤(5)得到的舱段预成型体上重新包覆辅助材料进行热压罐固化，固化温度为340℃-400℃；
(7)舱段高温后处理，将固化完成后脱模的带端框舱段在烘箱中进行高温后处理，所述后处理温度为370～450℃。
2.根据权利要求1所述的一种带端框的耐高温复合材料舱段成型方法，其特征在于：所述步骤(1)中预浸料采用树脂浸渍增强体而成，所述增强体采用碳纤维、玻璃纤维，所述树脂采用苯乙炔基苯酐PEPA为封端剂的PMR型热固性聚酰亚胺树脂，且其玻璃化转变温度Tg≥450℃。
3.根据权利要求1所述的一种带端框的耐高温复合材料舱段成型方法，其特征在于：所述预浸料为单向纤维增强预浸料、纤维织物增强预浸料或单向纤维增强预浸料和纤维织物增强预浸料混杂。
4.根据权利要求1所述的一种带端框的耐高温复合材料舱段成型方法，其特征在于：所述步骤(3)中在热压罐内低温亚胺化时，升温速率为20～40℃/h，亚胺化压力在0.2MPa～0.6MPa，亚胺化时间0.5h～1.5h。
5.根据权利要求1所述的一种带端框的耐高温复合材料舱段成型方法，其特征在于：所述步骤(5)中在热压罐内高温亚胺化时，升温速率为20～40℃/h，亚胺化压力为0.4MPa～0.8MPa，亚胺化时间为0.5h～1.5h。
6.根据权利要求1所述的一种带端框的耐高温复合材料舱段成型方法，其特征在于：所述步骤(6)中在热压罐内固化时，固化时间为3h-8h，固化压力1.2MPa-2MPa。
7.根据权利要求1所述的一种带端框的耐高温复合材料舱段成型方法，其特征在于：所述步骤(7)中后处理时，时间为1～10h。
CN201610237455.4A 2016-04-15 2016-04-15 一种带端框的耐高温复合材料舱段成型方法 Active CN105904741B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610237455.4A CN105904741B (zh) 2016-04-15 2016-04-15 一种带端框的耐高温复合材料舱段成型方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610237455.4A CN105904741B (zh) 2016-04-15 2016-04-15 一种带端框的耐高温复合材料舱段成型方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105904741A CN105904741A (zh) 2016-08-31
CN105904741B true CN105904741B (zh) 2018-02-09

Family

ID=56746313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610237455.4A Active CN105904741B (zh) 2016-04-15 2016-04-15 一种带端框的耐高温复合材料舱段成型方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105904741B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI593754B (zh) * 2016-10-05 2017-08-01 台灣日邦樹脂股份有限公司 聚醯亞胺複合材料的製造方法
CN110341988A (zh) * 2019-07-24 2019-10-18 天津爱思达航天科技有限公司 一种整流罩及航天飞行器
CN110978562B (zh) * 2019-11-28 2021-10-01 长春长光宇航复合材料有限公司 一种耐高温复合材料舱段的制备方法
CN111186143B (zh) * 2019-12-26 2021-07-30 航天神舟飞行器有限公司 一种无人机电动机舱复合材料头锥一体化成型工艺
CN111003254B (zh) * 2019-12-30 2020-08-07 云南农业大学 一种提纯装置的材料舱抽真空密封封装装置
CN113119490A (zh) * 2021-03-23 2021-07-16 哈尔滨玻璃钢研究院有限公司 一体化成型可进行电磁屏蔽的复合材料舱体及其成型工艺
CN114131960B (zh) * 2021-11-24 2024-07-19 长春长光宇航复合材料有限公司 防热与结构一体化的复合材料整流罩的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4323623A (en) * 1977-09-14 1982-04-06 Mcdonnell Douglas Corporation Composite plastic structure and method for producing same
CN101074318A (zh) * 2007-05-25 2007-11-21 南京工业大学 热塑性聚酰亚胺复合材料及其制备方法
CN103407173A (zh) * 2013-07-30 2013-11-27 北京航空航天大学 一种纤维增强树脂基复合材料机翼的整体成型方法
CN104385618A (zh) * 2014-08-27 2015-03-04 江苏呈飞精密合金股份有限公司 碳纤维增强聚酰亚胺树脂复合材料的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4323623A (en) * 1977-09-14 1982-04-06 Mcdonnell Douglas Corporation Composite plastic structure and method for producing same
CN101074318A (zh) * 2007-05-25 2007-11-21 南京工业大学 热塑性聚酰亚胺复合材料及其制备方法
CN103407173A (zh) * 2013-07-30 2013-11-27 北京航空航天大学 一种纤维增强树脂基复合材料机翼的整体成型方法
CN104385618A (zh) * 2014-08-27 2015-03-04 江苏呈飞精密合金股份有限公司 碳纤维增强聚酰亚胺树脂复合材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105904741A (zh) 2016-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105904741B (zh) 一种带端框的耐高温复合材料舱段成型方法
CN104358708B (zh) 碳纤维复合材料泡沫夹层结构风洞风扇叶片及成型方法
CN105904740B (zh) 一种复合材料轻质连续纤维网格的整体制造方法
CN103407175B (zh) 一种纤维增强树脂基复合材料翼盒的整体成型方法
CN103407173B (zh) 一种纤维增强树脂基复合材料机翼的整体成型方法
CN103963319B (zh) 一种复合材料加筋壁板的预浸料/树脂膜熔渗共固化成型方法
CN102729488B (zh) 碳纤维复合材料臂架、其生产方法及包括其的混凝土泵车
CN105799185B (zh) 一种耐高温聚酰亚胺复合材料薄壁螺旋天线支撑介质管的成型方法
CN102092135A (zh) 一种提高复合材料翼面结构刚度的方法
CN106182801A (zh) 一种飞行器泡沫夹芯复合材料舵面成型方法
CN103407171B (zh) 一种缝纫增强的纤维增强树脂基复合材料十字型接头的整体成型方法
CN110216902B (zh) 一种金属舵芯加树脂基复合材料的净尺寸rtm成型方法
CN102975374B (zh) 风机叶片用碳纤维复合材料主梁帽的制造方法及制造装置
CN102924741B (zh) 一种提高液态成型复合材料表面耐磨损性能的方法
CN106042503A (zh) 一种超轻质夹层结构复合材料的制备方法
CN113022039B (zh) 一种耐高温复合材料弹翼及其制备方法
CN109838321A (zh) 一种固体火箭发动机用后封头绝热层结构及成型方法
CN113580711A (zh) 一种抗烧蚀轻质承载盖板及其制备方法
CN104552677A (zh) 一种热压罐用复合材料模具制作工艺
CN105885357A (zh) 一种非均相增韧树脂、碳纤维预浸料及碳纤维复合材料
CN105694453A (zh) 一种邻苯二甲腈复合材料电缆罩及其制备方法
CN111238307A (zh) 一种一体式导弹贮运发射箱及其制造方法
CN107097397A (zh) 芯模气囊、芯模气囊模组及芯模气囊的制造方法
CN108864995B (zh) 一种多轴向复合材料弯管及制备方法
CN105014993A (zh) 一种无人机螺旋桨制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant