CN119369761B - 一种较厚复材法兰成型工艺技术方法 - Google Patents
一种较厚复材法兰成型工艺技术方法Info
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Abstract
本发明公开了低温风洞压缩机技术领域内的一种较厚复材法兰成型工艺技术方法,包括以下步骤,(1)采用碳纤维增强环氧预浸料按设计图纸要求设计剪裁下料;(2)按照设计的铺层要求在法兰成型模具内铺贴预浸料;(3)在法兰成型模具上布置真空装置,将其放入热压罐进行预压;(4)在法兰成型模具上布置最终固化真空装置,将其放入热压罐进行最终固化;使用本发明制备出来的较厚复材法兰的较厚区域不会有分层和气孔。
Description
技术领域
本发明属于复合材料成型技术领域,特别涉及一种较厚复材法兰成型工艺技术方法。
背景技术
现有技术中,使用预浸料铺层,铺贴结束后使用模压全固化的方法进行复材法兰的成型加工,这种方法用于厚度超过50mm的接头法兰存在一定固化分层缺陷,模压工艺固化过程中,模具依靠上下加热模块进行传热,当接头法兰厚度较厚时,接头传热到中间部位需要一定时间,靠近加热模块的预浸料在这段时间内因长时间保持高温状态,产品中部与上下部分温差较大状况,导致靠近加热模块部位提前发生交联反应,中间部位后反应,导致产品内部前后反应区域交界处发生分层、孔隙等缺陷。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处,解决现有技术中复材法兰成型时存在的技术问题,提供一种较厚复材法兰成型工艺技术方法,使用本发明制备出来的较厚复材法兰的较厚区域不会有分层和气孔。
本发明的目的是这样实现的:一种较厚复材法兰成型工艺技术方法,包括以下步骤,
(1)采用碳纤维增强环氧预浸料按设计图纸要求设计剪裁下料;
(2)按照设计的铺层要求在法兰成型模具内铺贴预浸料,实现模压预制体的铺贴;
(3)在法兰成型模具上布置真空装置,将其放入热压罐进行预压;
(4)在法兰成型模具上布置最终固化真空装置,将其放入热压罐进行最终固化。
作为本发明中较厚复材法兰成型工艺技术方法的一种优选方案,其中:所述法兰成型模具包括圆环形第一铺贴支撑模具本体,第一铺贴支撑模具本体的上侧为平面,第一铺贴支撑模具本体的上侧固定连接有第二铺贴支撑模具本体,第二铺贴支撑模具本体的下部开有圆形通孔,第一铺贴支撑模具本体的中心连接有中间模本体,圆形通孔和中间模本体外周形成圆环形第一铺贴孔,第一铺贴孔上侧的第二铺贴支撑模具本体上开有第二铺贴孔,第二铺贴孔从下往上外径逐渐增大,第一下模本体和中间模本体的上侧齐平,第二铺贴支撑模具本体和中间模本体上侧可拆卸地连接有上模本体。
作为本发明中较厚复材法兰成型工艺技术方法的一种优选方案,其中:所述步骤(2)中,铺贴的具体步骤为:
(201)在第一铺贴孔处的第一铺贴支撑模具本体上铺贴一层预浸料,翻边至中间模本体外周,布置真空袋,对第一层预浸料抽真空,使得第一铺贴支撑模具本体和第二下模具本体外周的拐角处压实;
(202)按照铺层设计一,在第一铺贴孔处的第一铺贴支撑模具本体上铺贴预浸料,翻边至中间模本体外周,铺贴完的底部为底层一,翻边部分为侧包层一;
(203)在底层一上侧铺贴一层预浸料,翻边至第二铺贴支撑模具本体的内缘,布置真空袋,抽真空,使得该层预浸料和第二铺贴支撑模具本体的拐角处压实;
(204)按照铺层设计二,在第一铺贴孔处铺贴预浸料,翻边至第二铺贴支撑模具本体的内缘,铺贴完的底部为底层二,铺贴完的侧部为第一侧包层;
(205)按照铺层设计三,在底层二上铺贴预浸料,翻边至侧包层一上,铺贴完的底部为底层三,铺贴完的侧部为侧包层二;
(206)按照铺层设计四,在底层三上铺贴预浸料,翻边至第一侧包层上,铺贴完的底部为底层四,铺贴完的侧部为第二侧包层;
(207)将预成型好的预成型平铺层放入产品内;
(208)将侧包层二翻边到平铺层上侧,将第二侧包层翻边到平铺层上侧,翻边时需一层一层搭到平铺层上;
(209)将侧包层一翻边到平铺层上的侧包层二和第二侧包层上侧,每翻一层,在翻边上铺一层料片;
以上各个铺层设计中,每铺贴四层,布置真空袋,抽真空压实设定的时间。
作为本发明中较厚复材法兰成型工艺技术方法的一种优选方案,其中:铺层设计一中,铺层角度依次为[45°,0°,0°,45°,45°,0°,0°,45°,45°,0°,0°,45°,45°,0°,0°,45°]。
作为本发明中较厚复材法兰成型工艺技术方法的一种优选方案,其中:铺层设计二中,进行循环对称铺层,铺层角度依次为[0,45,0,0,-45,90,-45,0,0,45,0,0,90,0,0,90,0,0,45,0,-45]s,s为叠铺倍数。
作为本发明中较厚复材法兰成型工艺技术方法的一种优选方案,其中:步骤S309中,翻边时一共铺8层料片,铺层角度分别为[45,0,45,0,0,45,0,45],铺贴第一层料片前,在预浸料尖点进行1mm厚的铝片包边。
作为本发明中较厚复材法兰成型工艺技术方法的一种优选方案,其中:步骤(3)中,固化过程具体为,
(301)使压机上加热板与模具贴合设置加热温度80±5℃,记录固化开始时间;
(302)常温-100±5℃,升温速率20℃/h,温度达到70±5℃加压至5吨,加压结束后继续升温,温度达到100±5℃时后75min开始加压至10吨,加压后检查合模间隙,每过15min检测一次合模间隙;
105min后加压至20吨,加压后检查合模间隙,每过15min检测一次合模间隙;
100±5℃保温120min后加压至30吨,加压后检查合模间隙,每过15min检测一次合模间隙;
100±5℃保温135min后加压至30吨,加压后检查合模间隙,每过15min检测一次合模间隙;
100±5℃保温135min后加压至40吨,加压后检查合模间隙,每过15min检测一次合模间隙;
100±5℃保温135min后加压至50吨,加压后检查合模间隙,每过15min检测一次合模间隙; 100±5℃一共保温6h;
(303)100±5℃-120±5℃,升温速率20℃/h,120±5℃保温3h,保压50吨;
(304)120±5℃-50±5℃,设定温度降温,每1小时设定温度降低5℃,当热电偶温度低于50±5℃后可以卸除压机压力。
作为本发明中较厚复材法兰成型工艺技术方法的一种优选方案,其中:预成型平铺层铺贴结束,对其进行预压,预成型平铺层的预压过程具体为,室温下加压,以0.02MPa/min速率加压至0.5MPa,室温下升温,升温速率为1℃/min;介质温度设定为95℃,当最慢升温热电偶升温到90℃后,保温3h;保温3h以后以不大于1℃/min的速度冷却,当降温最慢的热电偶温度降到50℃以下后,卸压,卸压完成后,开罐。
作为本发明中较厚复材法兰成型工艺技术方法的一种优选方案,其中:所述步骤(4)中,布置最终真空装置的过程具体为,
在法兰成型模具上表面依次放置无孔隔离膜、圆板、透气毡、真空袋膜,在平板模具四个角落安放真空嘴,真空嘴个数为6-8个,真空嘴不能漏气,封装真空袋,真空检漏,关闭真空源10min,手动检测真空度降低不超过0.005MPa;安放热电偶,用中温密封胶条沿封装袋的密封胶条边缘密封粘贴热电偶,上覆盖多余的封装真空袋膜固定密封胶条位置,避免密封胶条遇热,热电偶移位;再在热电偶上部的高温袋膜上铺放2层透气毡,并用脱模布条固定;连接到真空系统,施加-0.092MPa以下的真空压力,并施加0.5MPa的空气压力,保持至少15min不泄漏。
作为本发明中较厚复材法兰成型工艺技术方法的一种优选方案,其中:步骤(4)中,最终固化的过程具体为,
(401)室温下加压,以0.02MPa/min速率加压至0.5MPa,室温下升温,升温速率为0.2℃/min;
(402)介质温度设定为95℃,当最慢升温热电偶升温到90℃后,保温3h;
(403)介质温度设定为125℃,当最慢升温热电偶升温到125℃后保温3h;
(404)介质温度设定为165℃,当最慢升温热电偶升温到165℃后保温3h;
(405)介质温度设定为190℃,当最慢升温热电偶升温到180℃后,保温3h以后以不大于0.1℃/min的速度冷却,当降温最慢的热电偶温度降到50℃以下后,卸压,卸压完成后可开罐。
与现有技术相比,使用本发明解决了现有技术中法兰最厚区域容易有分层、气孔的问题,耐压容器耐压要求越高,对接头法兰无损质量要求越高,因耐压等级的提升,法兰厚度也需要增加,厚度越厚,工艺成型越难,传统模压工艺成型温度均匀性问题越难解决;本发明利用模压工艺和热压工艺的结合,通过特殊的固化参数、包边工艺和铝包边工艺的结合,制备出不会分层的法兰。
附图说明
图1为本发明中隐藏掉上模本体后的立体结构图一。
图2为本发明中隐藏掉上模本体后的立体结构图二。
图3为本发明中隐藏掉上模本体后的俯视图。
图4为图3中A-A处的向视图。
图5为本发明中法兰成型模具的立体结构图。
图6为本发明的法兰接头铺贴结构示意图。
图7为使用本发明制备出来的法兰的向视图。
图8为本发明中预成型铺层的固化制度。
图9为本发明中预成型模具的俯视图。
图10为图8中B-B处的向视图。
其中,100法兰成型模具,101中间模本体,102上模本体,103第二铺贴支撑模具本体,104第一铺贴支撑模具本体,200法兰,300底层三,400底层一,500底层二,600第一侧包层,700第二侧包层,800侧包层二,900侧包层一,1000底层四,2000预成型模具,2001下预成型模具本体,2001a预成型沉槽,2002上预成型模具本体,X第一铺贴孔,S第二铺贴孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
实施例1
参照图1~图5、图8和图9,为本发明的第一个实施例,本实施例提供一种较厚复材法兰成型工艺技术方法,包括以下步骤,
(1)采用碳纤维增强环氧预浸料按设计图纸要求设计剪裁下料,准备1mm厚的铝片;
(2)按照设计的铺层要求在法兰成型模具内铺贴预浸料,实现模压预制体的铺贴;
(3)将法兰成型模具放入压机,进行模压固化,固化结束后,将法兰成型模具去除;
(4)使用80目砂纸对表面打磨粗糙,打磨完成后使用乙酸乙酯清洗洁净,检查洁净后进入烘箱,在60℃下经过6h烘干;
(5)按照设计铺层角度进行预浸料铺层;
(6)在法兰成型模具上布置真空装置,盖上上模本体并固定,将其放入热压罐进行预压;
(7)在法兰成型模具上布置最终固化真空装置,将其放入热压罐进行最终固化。
具体的,法兰成型模具包括圆环形第一铺贴支撑模具本体,第一铺贴支撑模具本体的上侧为平面,第一铺贴支撑模具本体的上侧固定连接有第二铺贴支撑模具本体,第二铺贴支撑模具本体的下部开有圆形通孔,第一铺贴支撑模具本体的中心连接有中间模本体,圆形通孔和中间模本体外周形成圆环形第一铺贴孔,第一铺贴孔上侧的第二铺贴支撑模具本体上开有第二铺贴孔,第二铺贴孔从下往上外径逐渐增大,第一下模本体和中间模本体的上侧齐平,第二铺贴支撑模具本体和中间模本体上侧可拆卸地连接有上模本体。
步骤(3)中,铺贴的具体步骤为:
(301)在第一铺贴孔处的第一铺贴支撑模具本体上铺贴一层预浸料,翻边至中间模本体外周,布置真空袋,对第一层预浸料抽真空,使得第一铺贴支撑模具本体和第二下模具本体外周的拐角处压实;
(302)按照铺层设计一,在第一铺贴孔处的第一铺贴支撑模具本体上铺贴预浸料,翻边至中间模本体外周,铺贴完的底部为底层一,翻边部分为侧包层一;
(303)在底层一上侧铺贴一层预浸料,翻边至第二铺贴支撑模具本体的内缘,布置真空袋,抽真空,使得该层预浸料和第二铺贴支撑模具本体的拐角处压实;
(304)按照铺层设计二,在第一铺贴孔处铺贴预浸料,翻边至第二铺贴支撑模具本体的内缘,铺贴完的底部为底层二,铺贴完的侧部为第一侧包层;
(305)按照铺层设计三,在底层二上铺贴预浸料,翻边至侧包层一上,铺贴完的底部为底层三,铺贴完的侧部为侧包层二;
(306)按照铺层设计四,在底层三上铺贴预浸料,翻边至第一侧包层上,铺贴完的底部为底层四,铺贴完的侧部为第二侧包层;
(307)将预成型平铺层表面整体打磨粗糙并用无水乙醇清理干净,烘箱70℃2h进行烘干,烘干后打磨区域铺贴一层同树脂体系胶膜,打袋抽实,将已经预成型好的预成型平铺层放置在产品内,预成型平铺层底部和底层四上侧接触,以内环为基准进行放置,放置完成后表面缝隙区域用碳丝进行补平,补平后打袋抽实;
(308)将侧包层二翻边到平铺层上侧,将第二侧包层翻边到平铺层上侧,翻边时需一层一层搭到平铺层上;
(309)将侧包层一翻边到平铺层上的侧包层二和第二侧包层上侧,每翻一层,在翻边上铺一层料片;
以上各个铺层设计中,每铺贴四层,布置真空袋,抽真空压实15min。预成型平铺层是实现预成型加工好的,预成型平铺层的成型过程为:
a)预浸料铺贴
按照预浸料的料片标记顺序,结合工艺流程卡、工艺规程中料片铺贴顺序,模具坐标系方向,在预成型模具(预成型模具包括下预成型模具本体,下预成型模具本体朝上的一端具有预成型沉槽)的预成型沉槽内进行料片铺层,除第一层铺贴结束抽真空压实15min外,之后,每铺贴4层,抽真空压实15min。铺贴至1/3时,停止铺贴,打袋抽实;
b)封装
在铺贴好的坯料上方依次铺放扒皮布、无孔隔离膜、透气毡、真空嘴、真空袋膜,封装真空袋。经气密性检测合格后,转往下一工序;
c)冷压预固化
将模具转运到热压罐内,测漏合格后,按照工艺文件规定的固化参数设置热压罐运行参数,完成零件的固化。热压罐固化参数为:
室温下加压,以0.02MPa/min速率加压至0.5MPa,室温下升温,升温速率为1℃/min;介质温度设定为95℃,当最慢升温热电偶升温到90℃后,保温3h。保温3h以后以不大于1℃/min的速度冷却,当降温最慢的热电偶温度降到50℃以下后,卸压,卸压完成后,开罐。
d)预浸料铺贴
按照预浸料的料片标记顺序,结合工艺流程卡、工艺规程中料片铺贴顺序,模具坐标系方向,进行料片铺层,除第一层铺贴结束抽真空压实15min外,之后,每铺贴4层,抽真空压实15min。铺贴至2/3时,停止铺贴,打袋抽实;
e)封装
在铺贴好的坯料上方依次铺放扒皮布、无孔隔离膜、透气毡、真空嘴、真空袋膜,封装真空袋,经气密性检测合格后,转往下一工序;
f)冷压预固化
将模具转运到热压罐内,测漏合格后,按照工艺文件规定的固化参数设置热压罐运行参数,完成零件的固化。热压罐固化参数为:
室温下加压,以0.02MPa/min速率加压至0.5MPa,室温下升温,升温速率为1℃/min;介质温度设定为95℃,当最慢升温热电偶升温到90℃后,保温3h。保温3h以后以不大于1℃/min的速度冷却,当降温最慢的热电偶温度降到50℃以下后,卸压,卸压完成后,开罐。
g)预浸料铺贴
按照预浸料的料片标记顺序,结合工艺流程卡、工艺规程中料片铺贴顺序,模具坐标系方向,进行料片铺层,除第一层铺贴结束抽真空压实15min外,之后,每铺贴4层,抽真空压实15min;铺贴至最后一层,打袋抽实,铺贴完成后将上预成型模具本体放置在铺贴面上。
h)固化
产品在热压机上进行固化,70℃下2h,130℃下1h,160℃下3h,180℃下1.5h,固化制度如图8所示;
i)冷却到室温后,打开上模,取出预成型铺层。
铺层设计一中,铺层角度依次为[45°,0°,0°,45°,45°,0°,0°,45°,45°,0°,0°,45°,45°,0°,0°,45°];铺层设计二中,进行循环对称铺层,铺层角度依次为[0,45,0,0,-45,90,-45,0,0,45,0,0,90,0,0,90,0,0,45,0,-45]s,s为叠铺倍数。
在第一张铺层料片处定位铺层原点,通过原点建立坐标系,往接头內圆方向为90°,右手垂直方向为0°。
步骤S309中,翻边时一共铺8层料片,铺层角度分别为[45,0,45,0,0,45,0,45],铺贴第一层料片前,在预浸料尖点进行1mm厚的铝片包边。
该设计可抵消接头升温固化冷却收缩的应力,因碳纤维与模具钢材质相比热膨胀系数较小,热膨胀不匹配,在降温过程中模具钢易对接头尖点产生挤压力,导致接头分层,合适厚度的铝片可抵消一定的应力防止尖点部位受力分层。
实施例2
其为本发明的第二个实施例,与实施例1的不同之处在于,其公开了具体的固化过程,使用本实施例的固化方法能进一步制备出强度大的接头法兰。
步骤(3)中,固化过程具体为,
(301)使压机上加热板与模具贴合设置加热温度80±5℃,记录固化开始时间;
(302)常温-100±5℃,升温速率20℃/h,温度达到70±5℃加压至5吨,加压结束后继续升温,温度达到100±5℃时后75min开始加压至10吨,加压后检查合模间隙,每过15min检测一次合模间隙;
105min后加压至20吨,加压后检查合模间隙,每过15min检测一次合模间隙;
100±5℃保温120min后加压至30吨,加压后检查合模间隙,每过15min检测一次合模间隙;
100±5℃保温135min后加压至30吨,加压后检查合模间隙,每过15min检测一次合模间隙;
100±5℃保温135min后加压至40吨,加压后检查合模间隙,每过15min检测一次合模间隙;
100±5℃保温135min后加压至50吨,加压后检查合模间隙,每过15min检测一次合模间隙; 100±5℃一共保温6h;
(303)100±5℃-120±5℃,升温速率20℃/h,120±5℃保温3h,保压50吨;
(304)120±5℃-50±5℃,设定温度降温,每1小时设定温度降低5℃,当热电偶温度低于50±5℃后可以卸除压机压力。
所述步骤(4)中,布置最终真空装置的过程具体为,
在法兰成型模具上表面依次放置无孔隔离膜、圆板、透气毡、真空袋膜,在平板模具四个角落安放真空嘴,真空嘴个数为6-8个,真空嘴不能漏气,封装真空袋,真空检漏,关闭真空源10min,手动检测真空度降低不超过0.005MPa;安放热电偶,用中温密封胶条沿封装袋的密封胶条边缘密封粘贴热电偶,上覆盖多余的封装真空袋膜固定密封胶条位置,避免密封胶条遇热,热电偶移位;再在热电偶上部的高温袋膜上铺放2层透气毡,并用脱模布条固定;连接到真空系统,施加-0.092MPa以下的真空压力,并施加0.5MPa的空气压力,保持至少15min不泄漏。
步骤(4)中,最终固化的过程具体为,
(401)室温下加压,以0.02MPa/min速率加压至0.5MPa,室温下升温,升温速率为0.2℃/min;
(402)介质温度设定为95℃,当最慢升温热电偶升温到90℃后,保温3h;
(403)介质温度设定为125℃,当最慢升温热电偶升温到125℃后保温3h;
(404)介质温度设定为165℃,当最慢升温热电偶升温到165℃后保温3h;
(405)介质温度设定为190℃,当最慢升温热电偶升温到180℃后,保温3h以后以不大于0.1℃/min的速度冷却,当降温最慢的热电偶温度降到50℃以下后,卸压,卸压完成后可开罐。
使用实施例2和实施例1结合制备出来的接头法兰,在工作状况下能提供较大的轴向连接强度和肩部耐压强度。
实施例3
下面使用实验验证,证明本申请具有的技术效果。
针对工艺设计铺层,在同等外形下的接头试验件做了水压爆破试验,结果见下表,工艺设计下的接头试验件明显优于前两个试件。
模压预制体铺贴完成后根据树脂特性,进行工艺摸底,确认合适的预成型固化参数,进行模压固化,模压预制体固化参数如下表所示。
通过试验件研究表明,我们选用的该型号树脂体系在100~110℃温度下树脂粘度较低,阶梯加压对接头无损有较大改善,针对固化工艺,做了2个对比试验,对比结果见上表。结果表明工艺阶梯加压下预浸料单层形状较为平整,且无损无异常,能够保证碳纤维强度发挥率较高,且产品性能更加稳定。
本发明并不局限于上述实施例,在本发明公开的技术方案的基础上,本领域的技术人员根据所公开的技术内容,不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形,这些替换和变形均在本发明保护范围内。
Claims (8)
1.一种较厚复材法兰成型工艺技术方法,其特征在于,包括以下步骤,
(1)采用碳纤维增强环氧预浸料按设计图纸要求设计剪裁下料;
(2)按照设计的铺层要求在法兰成型模具内铺贴预浸料,实现模压预制体的铺贴;
所述法兰成型模具包括圆环形第一铺贴支撑模具本体,第一铺贴支撑模具本体的上侧为平面,第一铺贴支撑模具本体的上侧固定连接有第二铺贴支撑模具本体,第二铺贴支撑模具本体的下部开有圆形通孔,第一铺贴支撑模具本体的中心连接有中间模本体,圆形通孔和中间模本体外周形成圆环形第一铺贴孔,第一铺贴孔上侧的第二铺贴支撑模具本体上开有第二铺贴孔,第二铺贴孔从下往上外径逐渐增大,第一下模本体和中间模本体的上侧齐平,第二铺贴支撑模具本体和中间模本体上侧可拆卸地连接有上模本体;铺贴的具体步骤为:
(201)在第一铺贴孔处的第一铺贴支撑模具本体上铺贴一层预浸料,翻边至中间模本体外周,布置真空袋,对第一层预浸料抽真空,使得第一铺贴支撑模具本体和第二下模具本体外周的拐角处压实;
(202)按照铺层设计一,在第一铺贴孔处的第一铺贴支撑模具本体上铺贴预浸料,翻边至中间模本体外周,铺贴完的底部为底层一,翻边部分为侧包层一;
(203)在底层一上侧铺贴一层预浸料,翻边至第二铺贴支撑模具本体的内缘,布置真空袋,抽真空,使得该层预浸料和第二铺贴支撑模具本体的拐角处压实;
(204)按照铺层设计二,在第一铺贴孔处铺贴预浸料,翻边至第二铺贴支撑模具本体的内缘,铺贴完的底部为底层二,铺贴完的侧部为第一侧包层;
(205)按照铺层设计三,在底层二上铺贴预浸料,翻边至侧包层一上,铺贴完的底部为底层三,铺贴完的侧部为侧包层二;
(206)按照铺层设计四,在底层三上铺贴预浸料,翻边至第一侧包层上,铺贴完的底部为底层四,铺贴完的侧部为第二侧包层;
(207)将预成型好的预成型平铺层放入产品内;
(208)将侧包层二翻边到平铺层上侧,将第二侧包层翻边到平铺层上侧,翻边时需一层一层搭到平铺层上;
(209)将侧包层一翻边到平铺层上的侧包层二和第二侧包层上侧,每翻一层,在翻边上铺一层料片;
以上各个铺层设计中,每铺贴四层,布置真空袋,抽真空压实设定的时间;
(3)在法兰成型模具上布置真空装置,将其放入热压罐进行预压;
(4)在法兰成型模具上布置最终固化真空装置,将其放入热压罐进行最终固化。
2.根据权利要求1所述的一种较厚复材法兰成型工艺技术方法,其特征在于,铺层设计一中,铺层角度依次为[45°,0°,0°,45°,45°,0°,0°,45°,45°,0°,0°,45°,45°,0°,0°,45°]。
3.根据权利要求1所述的一种较厚复材法兰成型工艺技术方法,其特征在于,铺层设计二中,进行循环对称铺层,铺层角度依次为[0,45,0,0,-45,90,-45,0,0,45,0,0,90,0,0,90,0,0,45,0,-45]s,s为叠铺倍数。
4.根据权利要求1所述的一种较厚复材法兰成型工艺技术方法,其特征在于,步骤S309中,翻边时一共铺8层料片,铺层角度分别为[45,0,45,0,0,45,0,45],铺贴第一层料片前,在预浸料尖点进行1mm厚的铝片包边。
5.根据权利要求1所述的一种较厚复材法兰成型工艺技术方法,其特征在于,步骤(3)中,固化过程具体为,
(301)使压机上加热板与模具贴合设置加热温度80±5℃,记录固化开始时间;
(302)常温-100±5℃,升温速率20℃/h,温度达到70±5℃加压至5吨,加压结束后继续升温,温度达到100±5℃时后75min开始加压至10吨,加压后检查合模间隙,每过15min检测一次合模间隙;
105min后加压至20吨,加压后检查合模间隙,每过15min检测一次合模间隙;
100±5℃保温120min后加压至30吨,加压后检查合模间隙,每过15min检测一次合模间隙;
100±5℃保温135min后加压至30吨,加压后检查合模间隙,每过15min检测一次合模间隙;
100±5℃保温135min后加压至40吨,加压后检查合模间隙,每过15min检测一次合模间隙;
100±5℃保温135min后加压至50吨,加压后检查合模间隙,每过15min检测一次合模间隙; 100±5℃一共保温6h;
(303)100±5℃-120±5℃,升温速率20℃/h,120±5℃保温3h,保压50吨;
(304)120±5℃-50±5℃,设定温度降温,每1小时设定温度降低5℃,当热电偶温度低于50±5℃后可以卸除压机压力。
6.根据权利要求1~4任一项所述的一种较厚复材法兰成型工艺技术方法,其特征在于,预成型平铺层铺贴结束,对其进行预压,预成型平铺层的预压过程具体为,室温下加压,以0.02MPa/min速率加压至0.5MPa,室温下升温,升温速率为1℃/min;介质温度设定为95℃,当最慢升温热电偶升温到90℃后,保温3h;保温3h以后以不大于1℃/min的速度冷却,当降温最慢的热电偶温度降到50℃以下后,卸压,卸压完成后,开罐。
7.根据权利要求1~4任一项所述的一种较厚复材法兰成型工艺技术方法,其特征在于,所述步骤(4)中,布置最终真空装置的过程具体为,
在法兰成型模具上表面依次放置无孔隔离膜、圆板、透气毡、真空袋膜,在平板模具四个角落安放真空嘴,真空嘴个数为6-8个,真空嘴不能漏气,封装真空袋,真空检漏,关闭真空源10min,手动检测真空度降低不超过0.005MPa;安放热电偶,用中温密封胶条沿封装袋的密封胶条边缘密封粘贴热电偶,上覆盖多余的封装真空袋膜固定密封胶条位置,避免密封胶条遇热,热电偶移位;再在热电偶上部的高温袋膜上铺放2层透气毡,并用脱模布条固定;连接到真空系统,施加-0.092MPa以下的真空压力,并施加0.5MPa的空气压力,保持至少15min不泄漏。
8.根据权利要求1~4任一项所述的一种较厚复材法兰成型工艺技术方法,其特征在于,步骤(4)中,最终固化的过程具体为,
(801)室温下加压,以0.02MPa/min速率加压至0.5MPa,室温下升温,升温速率为0.2℃/min;
(802)介质温度设定为95℃,当最慢升温热电偶升温到90℃后,保温3h;
(803)介质温度设定为125℃,当最慢升温热电偶升温到125℃后保温3h;
(804)介质温度设定为165℃,当最慢升温热电偶升温到165℃后保温3h;
(805)介质温度设定为190℃,当最慢升温热电偶升温到180℃后,保温3h以后以不大于0.1℃/min的速度冷却,当降温最慢的热电偶温度降到50℃以下后,卸压,卸压完成后可开罐。
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