CN111997781A - 基于rtm工艺半固化表面的复合材料扩散段成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于RTM工艺半固化表面的复合材料扩散段成型方法；所述扩散段内层为碳纤维增强树脂基复合材料烧蚀层，外层为高硅氧纤维布增强树脂基复合材料隔热层。本发明利用RTM工艺进行2.5D碳纤维织物/含硅芳炔烧蚀层复合材料成型，将半固化成型的耐烧蚀层半固化复合材料留在RTM模具阳模上，作为缠绕芯模的一部分在其表面进行布带缠绕成型扩散段隔热层，并通过半固化工艺进行制件成型。本发明的烧蚀层为2.5D碳纤维织物，与耐高温性能较好的含硅芳炔树脂复合形成耐烧蚀性能良好的防热复合材料；采用2.5D碳纤维织物及半固化工艺成型烧蚀层结合应的界面处理并通过共固化的方法成型界面效果优良的扩散段制件。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料扩散段成型工艺方法，具体涉及一种基于RTM工艺半固化表面的复合材料扩散段成型方法；尤其涉及一种RTM半固化与布带缠绕结合的复合材料喷管扩散段的缠绕成型方法。
背景技术
喷管扩散段是发动机能量装换装置的重要结构，在固体发动机工作过程中，喷管扩散段需要在高温、高凝相组分气流的冲刷作用下提供稳定的气动界面，以保证固体发动机的推力转化效率。同时，喷管扩散段还需具有良好的隔热性能，以保证在长时间高温燃气作用下表面温度低于160℃，不影响舵机舱内元器件的工作性能与可靠性能。
目前喷管扩散段主要采用内层碳布/酚醛以及外层高硅氧布/酚醛缠绕成型；如CN110588014。由于高硅氧布/酚醛和碳布/酚醛材料体系中酚醛树脂的耐温局限性，导致高温条件下复合材料材料强度大幅降低，烧蚀层结构失效，产品耐烧蚀稳定性下降，影响发动机的可靠性及火箭运载能力。通过纤维针刺方式进行烧蚀层层间补强的成型方式，涉及纤维针的制备等关键技术，且针刺工艺难度较大，不利于批量生产的产品质量控制，无法从根本上解决高热环境下扩散段烧蚀层层间失稳的问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于RTM工艺半固化表面的复合材料扩散段成型方法；解决了工艺难度大，材料烧蚀量大，产品高温稳定性差等问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明涉及一种双层复合材料喷管扩散段，所述喷管扩散段的内层为碳纤维增强树脂基复合材料烧蚀层，外层为高硅氧纤维布增强树脂基复合材料隔热层。
作为本发明的一个实施方案，所述树脂为含硅芳炔树脂。烧蚀层和隔热层基体树脂均选用耐温性能较好的含硅芳炔树脂。
作为本发明的一个实施方案，所述碳纤维增强树脂基复合材料烧蚀层中碳纤维增强体为2.5D碳纤维整体织物。该织物采用编织工艺成型，织物通过弯曲的纱线将层间进行两两相连，有效提高层间强度并能保持质量稳定，且厚度方向可采用净尺寸成型可避免厚度加工破坏织物整体性。
作为本发明的一个实施方案，所述碳纤维增强树脂基复合材料烧蚀层为变厚度烧蚀层，其大端厚度为4～8mm，小端厚度为2～4mm。
作为本发明的一个实施方案，所述碳纤维增强树脂基复合材料烧蚀层中碳纤维织物的体积含量为55％～65％。
作为本发明的一个实施方案，所述高硅氧纤维布增强树脂基复合材料隔热层的厚度为16～21mm。
作为本发明的一个实施方案，所述喷管扩散段采用RTM半固化工艺制备碳纤维增强树脂基复合材料烧蚀层，在所述烧蚀层表面进行布带缠绕法成型制得高硅氧纤维布增强树脂基复合材料隔热层。
本发明还涉及一种所述的双层复合材料喷管扩散段的成型方法，所述方法包括如下步骤：
S1、采用RTM半固化工艺成型喷管扩散段的变厚度烧蚀层，即碳纤维增强树脂基复合材料烧蚀层；
S2、对所述烧蚀层界面进行处理提高界面粗糙度；
S3、在界面处理后的烧蚀层表面进行高硅氧布带缠绕，通过加压固化形成喷管扩散段的隔热层；
S4、脱模后进行机械加工形成喷管扩散段。
作为本发明的一个实施方案，步骤S1中，采用RTM半固化工艺成型变厚度烧蚀层包括如下步骤：
S1-1、在RTM模具的圆台形RTM阳模上预装碳纤维织物，合模；
S1-2、将树脂及合模后的RTM模具放入110±10℃烘箱预烘4～8h后进行抽真空处理并开始注胶，注胶完成后保压15～30分钟，然后室温升温至170±5℃保温4～7h半固化成型。
作为本发明的一个实施方案，烧蚀层RTM成型工艺通过整体织物套模、合模后进行预热，注胶，加热固化成型，高工艺相对简单直接，减少了预浸料制备工序。
作为本发明的一个实施方案，通过控制成型工艺及温度使树脂中具有一定的未反应官能团，在后续工艺中可以与布带缠绕得到的隔热层共固化。所述半固化过程工艺参数为：升温至170±5℃保温4～7h后随炉降温冷却。
作为本发明的一个实施方案，还包括如下步骤：
S1-3、成型后脱模时保持碳纤维增强树脂基复合材料烧蚀层与RTM阳模的套装连接状态，形成锥段部分；所述锥段部分用作后续高硅氧布带缠绕工序中缠绕模具的芯模锥段。
作为本发明的一个实施方案，RTM模具包括RTM阳模、RTM阴模、上模板、下模板、进胶口、出胶口、第一密封结构、第二密封结构以及流道，其中RTM阳模为具有通孔的圆形锥台，RTM阴模为可容纳所述RTM阳模的空心圆台框；所述上模板为具有三个出胶口及第一密封结构的圆板，所述下模板为有1个进胶口、一圈流道及第二密封结构的圆板。注胶时，在RTM阳模的大端位置对应的下模板上的进胶口进行单点注胶，经流道对铺设在RTM阳模周侧的织物环向浸润，浸润至RTM阳模的小端位置对应的上模板上的出胶口三点出胶。
作为本发明的一个实施方案，步骤S3中，高硅氧布带缠绕工序设置预张力为20±5N，缠绕张力150±5N，压辊压力150-180N，布带缠绕机热风温度80±5N，布带进给量为0.8～1.1mm/r。
作为本发明的一个实施方案，将高硅氧布带缠绕完成的制件进行真空袋封装后进行热压罐固化。
作为本发明的一个实施方案，步骤S3中，所述加压固化为升温至170±5℃加压1.0～1.5MPa，保温2～3h，升温至200±10℃并保温4～6h后随炉降温冷却。
为了满足喷管扩散段服役环境下耐烧蚀性能的要求，采用含硅芳炔树脂、2.5D碳纤维织物通过RTM工艺成型烧蚀层，以提高烧蚀层耐高温、抗烧蚀性能，通过半固化-共固化工艺及界面处理提高双层复合材料喷管扩散段界面性能。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1)本发明利用含硅芳炔树脂及55％以上纤维体积含量的2.5D碳纤维整体织物净尺寸成型烧蚀层，有效解决了加工损伤及烧蚀冲刷性能差的问题，极大程度提高了产品性能；
2)本发明采用碳纤维2.5D编织物进行烧蚀层增强，解决了纤维针针刺工艺难度大，成型工序复杂的问题，大大降低了工艺成本；
3)本发明的烧蚀层及隔热层采用相同的树脂体系并在半固化基础上进行共固化，形成界面过度区域，解决了不同树脂体系之间结构以及性能突变问题；
4)本发明的方法中采用界面处理及共固化工艺，显著提高了双层复合材料界面性能。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为RTM模具；其中，(a)为外形图，(b)为结构示意图；
图2为缠绕芯模立体图；
图3为耐烧蚀层与缠绕芯模立体图；
图4为双层扩散段的截面图；
其中：1-RTM阳模；2-烧蚀层；3-隔热层；4-缠绕芯模小端延伸段；5-缠绕芯模大端延伸段；6-小端锁紧螺母；7-大端锁紧螺母；8-连接螺杆，9-RTM阴模、10-上模板、11-下模板、12-进胶口、13-出胶口、14-第一密封结构、15-第二密封结构、16-流道，17-芯模锥段。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明涉及一种基于RTM工艺半固化表面的复合材料扩散段成型方法；采用RTM半固化与布带缠绕结合进行双层复合材料喷管扩散段的缠绕成型；所述喷管扩散段的内层为碳纤维/含硅芳炔耐烧蚀层，外层为高硅氧布/含硅芳炔隔热层。
本发明利用RTM工艺进行2.5D碳纤维织物/含硅芳炔烧蚀层复合材料成型，将半固化成型的耐烧蚀层留在RTM阳模上，作为缠绕芯模的一部分在其表面进行布带缠绕成型扩散段隔热层，并通过半固化工艺进行制件成型，最终得到耐烧蚀性能优良的共固化产品(即双层复合材料喷管扩散段)。本发明的烧蚀层为2.5D碳纤维织物与耐高温性能较好的含硅芳炔树脂复合形成耐烧蚀性能良好的防热复合材料；采用2.5D碳纤维织物及半固化工艺成型烧蚀层结合界面处理、并通过共固化的方法成型界面效果优良的扩散段制件。具体见以下实施例：
实施例1
本实施例提供一种双层复合材料喷管扩散段成型方法，具体步骤如下
S1、碳纤维增强树脂基复合材料烧蚀层(即2.5D碳纤维织物/含硅芳炔烧蚀层)的制备。
本步骤中使用的RTM模具如图1所示；所述RTM模具包括RTM阳模1、RTM阴模9、上模板10、下模板11、进胶口12、出胶口13、第一密封结构14、第二密封结构15以及流道16等，其中RTM阳模1为具有通孔的圆形锥台，RTM阴模9为可容纳所述RTM阳模1的空心圆台框；所述上模板10为具有三个出胶口13及第一密封结构14的圆板，所述下模板11为有1个进胶口12、一圈流道16及第二密封结构15的圆板；所述上模板10可通过紧固件与RTM阴模9固定连接；所述下模板11可通过紧固件与RTM阳模1、RTM阴模9分别固定连接；装配后所述RTM阳模1、RTM阴模9之间形成容纳空间，所述进胶口12经流道16与该容纳空间相通，所述出胶口13与该容纳空间相通。注胶时，在RTM阳模1的大端位置对应的下模板11上的进胶口12进行单点注胶，经流道16对铺设在RTM阳模1周侧的织物环向浸润，浸润至RTM阳模1的小端位置对应的上模板10上的出胶口13三点出胶。
S1-1、2.5D碳纤维织物与RTM阳模1预装，预装后与RTM阴模9、上下模板10、11合模，本实施例合模后容纳空间体积内对应2.5D碳纤维织物纤维体积含量为61.3％。
S1-2、将树脂(含硅芳炔树脂)及步骤S1.1装配好的模具放入110℃烘箱预烘5h后进行抽真空处理并开始注胶，注胶压力制度为0.5mpa，每30min调整一次压力，每次调整幅度为0.05MPa。注胶5h后或RTM模具上所有的出胶口均有胶液流出，依次关闭出胶口保压15分钟，关闭进、出胶口然后升温至170℃保温5h半固化成型。
本实施例通过170℃条件下保温5h进行半固化，半固化树脂中具有一定的未反应官能团，在后续工艺中可以与布带(高硅氧纤维布)缠绕得到的隔热层共固化，进而得到共固化的高硅氧-碳纤维增强树脂基复合材料料扩散段。
S1-3、成型后脱模时保持2.5D碳纤维织物/含硅芳炔烧蚀层与RTM阳模的连接状态，形成布带缠绕芯模的锥段部分；即该锥段可直接用作后续工序中布带缠绕模具的芯模锥段；该芯模锥段具有大端和小端。
所述2.5D碳纤维织物/含硅芳炔烧蚀层为变厚度烧蚀层；其大端厚度为6.4mm，小端厚度为2.5mm。
S1-4、对2.5D碳纤维织物/含硅芳炔烧蚀层界面进行处理提高界面粗糙度；
具体为对2.5D碳纤维织物/含硅芳炔烧蚀层界面进行打磨及清洗处理，首先采用60目砂纸打磨烧蚀层表面并用丙酮将表面清洗干净，使烧蚀层表面粗糙度不小于1mm；
S2、高硅氧纤维布增强树脂基复合材料隔热层(本实施例中为高硅氧布/含硅芳炔隔热层)的制备。
布带缠绕模具如图2所示，包括芯模锥段17，缠绕芯模小端延伸段4，缠绕芯模大端延伸段5以及连接螺杆8；将连接螺杆8贯穿缠绕芯模大端延伸段5、缠绕芯模1和缠绕芯模小端延伸段4，通过小端锁紧螺母6、大端锁紧螺母7锁紧固定，共同装配成为布带缠绕模具。
在本步骤中，需要在2.5D碳纤维织物/含硅芳炔烧蚀层上制备隔热层，因此，直接采用RTM阳模用作缠绕芯模的锥段部分。装配2.5D碳纤维织物/含硅芳炔烧蚀层的布带缠绕模具如图3，以RTM阳模与(2.5D碳纤维织物/含硅芳炔)烧蚀层2形成的锥段套装作为布带缠绕芯模的一部分。
S2-1、布带缠绕法制备高硅氧隔热层，将图3所示的装配了2.5D碳纤维织物/含硅芳炔烧蚀层的缠绕芯模安装到缠绕机上，采用100mm幅宽高硅氧布进行布带缠绕，缠绕步骤如下：将缠绕机长套管装在缠绕机上引布带至压辊处，调节压辊位置使布带右边对准布带缠绕模具锥面和小端延伸段交界处，用美纹纸固定布带(即高硅氧/含硅芳炔预浸布)于模具上。设置预张力为20N，缠绕张力150N，压辊压力160N，布带缠绕机热风温度80N，布带进给量为1mm/r。
S2-2、对缠绕完成的制件进行真空袋封装。
首先对缠绕完成的制件包裹一层透气聚四氟乙烯布，再包裹一层透气吸胶毡。用真空袋和密封胶条进行密封，密封之后抽真空，当真空度稳定在0.9MPa时封口静置。静置15min后无明显逸气现象时进入后续工序进行热压罐固化。
S2-3、进热压罐进行加压固化，固化温度为170℃保温3小时，升温至200℃保温4小时，所述固化压力为1.0MPa；固化完成后随炉降温冷却。
S2-4、固化后的产品依次拆除缠绕模具大小端锁紧螺母、螺杆、大小端延伸段以及RTM阳模后经过车加工形成外形，成型后的双层复合材料喷管扩散段如图4所示。该双层复合材料喷管扩散段中高硅氧纤维布增强树脂基复合材料料隔热层的最大厚度为20.5mm。
产品固化后经取样测得双层复合材料层间剪切强度为19.8MPa烧蚀层线烧蚀率为0.0145mm/s。
实施例2
本实施例提供一种双层复合材料喷管扩散段成型方法，具体步骤如下
S1、碳纤维增强树脂基复合材料烧蚀层(即2.5D碳纤维织物/含硅芳炔烧蚀层)的制备。
本步骤中使用的RTM模具如图1所示；所述RTM模具包括RTM阳模1、RTM阴模9、上模板10、下模板11、进胶口12、出胶口13、第一密封结构14、第二密封结构15以及流道16等，其中RTM阳模1为具有通孔的圆形锥台，RTM阴模9为可容纳所述RTM阳模1的空心圆台框；所述上模板10为具有三个出胶口13及第一密封结构14的圆板，所述下模板11为有1个进胶口12、一圈流道16及第二密封结构15的圆板；所述上模板10可通过紧固件与RTM阴模9固定连接；所述下模板11可通过紧固件与RTM阳模1、RTM阴模9分别固定连接；装配后所述RTM阳模1、RTM阴模9之间形成容纳空间，所述进胶口12经流道16与该容纳空间相通，所述出胶口13与该容纳空间相通。注胶时，在RTM阳模1的大端位置对应的下模板11上的进胶口12进行单点注胶，经流道16对铺设在RTM阳模1周侧的织物环向浸润，浸润至RTM阳模1的小端位置对应的上模板10上的出胶口13三点出胶。
S1-1、2.5D碳纤维织物与RTM阳模1预装，预装后与RTM阴模9、上下模板10、11合模，本实施例合模后容纳空间体积内对应2.5D碳纤维织物纤维体积含量为57％。
S1-2、将树脂(含硅芳炔树脂)及步骤S1.1装配好的模具放入110℃烘箱预烘5h后进行抽真空处理并开始注胶，注胶压力制度为0.2mpa，每30min调整一次压力，每次调整幅度为0.05MPa，注胶5h时RTM模具上所有的出胶口均有胶液流出，依次关闭出胶口保压15分钟，然后室温升温至170℃保温7h固化成型。
S1-3、成型后脱模时保持2.5D碳纤维织物/含硅芳炔烧蚀层与RTM阳模的连接状态，形成布带缠绕芯模的锥段部分；即该锥段可直接用作后续工序中布带缠绕模具的芯模锥段；该芯模锥段具有大端和小端。
所述2.5D碳纤维织物/含硅芳炔烧蚀层为变厚度烧蚀层；其大端厚度为6.4mm，小端厚度为2.5mm。
S1-4、对2.5D碳纤维织物/含硅芳炔烧蚀层界面进行打磨及清洗处理，首先采用60目砂纸打磨烧蚀层表面并用丙酮将表面清洗干净，使烧蚀层表面粗糙度不小于1mm；
S2、高硅氧纤维布增强树脂基复合材料隔热层(本实施例中为高硅氧布/含硅芳炔隔热层)的制备。
布带缠绕模具如图2所示，包括芯模锥段17，缠绕芯模小端延伸段4，缠绕芯模大端延伸段5以及连接螺杆8；将连接螺杆8贯穿缠绕芯模大端延伸段5、缠绕芯模1和缠绕芯模小端延伸段4，通过小端锁紧螺母6、大端锁紧螺母7锁紧固定，共同装配成为布带缠绕模具。
在本步骤中，需要在2.5D碳纤维织物/含硅芳炔烧蚀层上制备隔热层，因此，直接采用RTM阳模用作缠绕芯模的锥段部分。装配2.5D碳纤维织物/含硅芳炔烧蚀层的布带缠绕模具如图3，以RTM阳模与(2.5D碳纤维织物/含硅芳炔)烧蚀层2形成的锥段套装与布带缠绕模具的其他组件一起作为缠绕芯模。
S2-1、布带缠绕法制备高硅氧隔热层，将图3所示的装配了2.5D碳纤维织物/含硅芳炔烧蚀层的缠绕芯模安装到缠绕机上，采用100mm幅宽高硅氧布进行布带缠绕，缠绕步骤如下：将缠绕机长套管装在缠绕机上引布带至压辊处，调节压辊位置使布带右边对准布带缠绕模具锥面和小端延伸段交界处，用美纹纸固定布带(即高硅氧/含硅芳炔预浸布)于模具上。设置预张力为22N，缠绕张力155N，压辊压力170N，布带缠绕机热风温度85N，布带进给量为1mm/r。
S2-2、对缠绕完成的制件进行真空袋封装。
首先对缠绕完成的制件包裹一层透气聚四氟乙烯布，再包裹一层透气吸胶毡。用真空袋和密封胶条进行密封，密封之后抽真空，当真空度稳定在0.9MPa时封口静置。静置15min后无明显逸气现象时进入后续工序进行热压罐固化。
S2-3、进热压罐进行加压固化，固化温度为170℃保温3小时，升温至200℃保温4小时，所述固化压力为1.0MPa；固化完成后随炉降温冷却。
S2-4、固化后的产品依次拆除缠绕模具大小端锁紧螺母、螺杆、大小端延伸段以及RTM阳模后经过车加工形成外形，成型后的双层复合材料喷管扩散段如图4所示。该双层复合材料喷管扩散段中高硅氧纤维布增强树脂基复合材料隔热层的最大厚度为20.5mm。
产品固化后经取样测得双层复合材料层间剪切强度为16.8MPa烧蚀层线烧蚀率为0.0204mm/s。
对比例1
本对比例中双层复合材料扩散段的成型步骤如下
S1、碳纤维增强树脂基复合材料烧蚀层(即碳纤维网格布/含硅芳炔烧蚀层)的制备。
采用碳纤维预浸布(碳纤维网格布预浸含硅芳炔树脂形成的预浸布)缠绕工艺成型，将缠绕模具安装到缠绕机上，采用40mm幅宽的碳布进行布带缠绕。缠绕步骤如下：将缠绕机长套管装在缠绕机上引布带至压辊处，调节压辊位置使布带右边对准布带缠绕模具锥面和小端延伸段交界处，用美纹纸固定布带(即碳纤维预浸布)于模具上。设置预张力为13N，缠绕张力62N，压辊压力85N，布带缠绕机热风温度81℃，布带进给量为0.8mm/r。
S2、对缠绕完成的制件进行真空袋封装
首先对缠绕完成的制件包裹一层透气聚四氟乙烯布，再包裹一层透气吸胶毡。用真空袋和密封胶条进行密封，密封之后抽真空，当真空度稳定在0.9MPa时封口静置。静置15min后无明显逸气现象时进入热压罐固化，固化温度为170℃保温5小时，所述固化压力为1.0MPa；固化完成后随炉降温冷却，成型的复合材料纤维体积含量为57.2％。
S3、机械加工去除碳纤维复合材料耐烧蚀层余量。
S4、布带缠绕法制备高硅氧隔热层，将步骤S3处理后的缠绕芯模安装到缠绕机上，采用100mm幅宽高硅氧布/含硅芳炔预浸布进行布带缠绕，缠绕步骤如下：将缠绕机长套管装在缠绕机上引布带至压辊处，调节压辊位置使布带右边对准模具锥面和截面交界处，用美纹纸固定布带于模具上。设置预张力为22N，缠绕张力155N，压辊压力170N，布带缠绕机热风温度85N，布带进给量为1mm/r。
S5、对缠绕完成的制件进行真空袋封装。
首先对缠绕完成的制件包裹一层透气聚四氟乙烯布，再包裹一层透气吸胶毡。用真空袋和密封胶条进行密封，密封之后抽真空，当真空度稳定在0.9MPa时封口静置。静置15min后无明显逸气现象时可进罐固化。
S5、进热压罐进行加压固化，固化温度为170℃保温3小时，升温至200℃保温4小时，所述固化压力为1.0MPa；固化完成后随炉降温冷却。
S6、固化后的产品脱模后经过车加工形成扩散段外形，得到双层复合材料喷管扩散段。该双层复合材料喷管扩散段中隔热层的最大厚度为20.5mm。。
产品固化后经取样测得双层复合材料层间剪切强度为12.4MPa烧蚀层线烧蚀率为0.0305mm/s。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (10)
1.一种双层复合材料喷管扩散段，其特征在于，所述喷管扩散段的内层为碳纤维增强树脂基复合材料烧蚀层，外层为高硅氧纤维布增强树脂基复合材料隔热层；所述树脂为含硅芳炔树脂。
2.根据权利要求1所述的双层复合材料喷管扩散段，其特征在于，所述碳纤维增强树脂基复合材料烧蚀层中碳纤维增强体为2.5D碳纤维整体织物。
3.根据权利要求1所述的双层复合材料喷管扩散段，其特征在于，所述碳纤维增强树脂基复合材料烧蚀层为变厚度烧蚀层，其大端厚度为4～8mm，小端厚度为2～4mm。
4.根据权利要求1所述的双层复合材料喷管扩散段，其特征在于，所述碳纤维增强树脂基复合材料烧蚀层中碳纤维织物的体积含量为55％～65％。
5.一种根据权利要求1～4中任一项所述的双层复合材料喷管扩散段的成型方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1、采用RTM半固化工艺成型喷管扩散段的变厚度烧蚀层，即碳纤维增强树脂基复合材料烧蚀层；
S2、对所述烧蚀层界面进行处理提高界面粗糙度；
S3、在界面处理后的烧蚀层表面进行高硅氧布带缠绕，通过加压固化形成喷管扩散段的隔热层；
S4、脱模后进行机械加工形成喷管扩散段。
6.根据权利要求5所述的双层复合材料喷管扩散段的成型方法，其特征在于，步骤S1中，采用RTM半固化工艺成型变厚度烧蚀层包括如下步骤：
S1-1、在RTM模具的圆台形RTM阳模上预装碳纤维织物，合模；
S1-2、将树脂及合模后的RTM模具放入110±10℃烘箱预烘4～8h后进行抽真空处理并开始注胶，注胶完成后保压15～30分钟，然后室温升温至170±5℃保温4～7h半固化成型。
7.根据权利要求6所述的双层复合材料喷管扩散段的成型方法，其特征在于，还包括如下步骤：
S1-3、成型后脱模时保持碳纤维增强树脂基复合材料烧蚀层与RTM阳模的套装连接状态，形成锥段部分；所述锥段部分用作后续高硅氧布带缠绕工序中缠绕模具的芯模锥段。
8.根据权利要求5所述的双层复合材料喷管扩散段的成型方法，其特征在于，步骤S3中，高硅氧布带缠绕工序设置预张力为20±5N，缠绕张力150±5N，压辊压力150-180N，布带缠绕机热风温度80±5N，布带进给量为0.8～1.1mm/r。
9.根据权利要求5所述的双层复合材料喷管扩散段的成型方法，其特征在于，步骤S3中，将高硅氧布带缠绕完成的制件进行真空袋封装后再进行热压罐加压固化。
10.根据权利要求5所述的双层复合材料喷管扩散段的成型方法，其特征在于，步骤S3中，所述加压固化为升温至170±5℃加压1.0～1.5MPa，保温2～3h，升温至200±10℃并保温4～6h后随炉降温冷却。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111997781B (zh) | 2022-02-08 |
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