RU2620481C1

RU2620481C1 - Method for producing thermal barrier coating of front cover case of solid fuel rocket engine

Info

Publication number: RU2620481C1
Application number: RU2016119839A
Authority: RU
Inventors: Константин Владимирович Ворожцов; Роман Олегович Балуев; Борис Анатольевич Нестеров
Original assignee: Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
Priority date: 2016-05-23
Filing date: 2016-05-23
Publication date: 2017-05-25

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: in the manufacture of thermal barrier coating of the front cover body rocket motor the solid fuel, comprising an annular insert made of composite material, separating a thermal barrier coating on the central and peripheral portions is carried out the filling of the mould installed therein lid preheated rubber mixture through sprues mould cavity. Produce first through filling directed to the central part of the matrix cover sprues precluding passage rubber composition to the peripheral portion of the cover by moulding a thermal barrier coating in the central portion of the lid seating surface for an annular insert. Matrix is then removed from the mould and set an annular insert. Then produce filling directed through the peripheral portion of the lid sprues of another matrix moulding thermal barrier coating covers the remaining surface.

EFFECT: invention allows to improve the quality and reduce the complexity of manufacturing a thermal barrier coating of the front cover of the rocket engine housing.

3 dwg

Description

Изобретение относится к технологии изготовления теплозащитного покрытия (ТЗП) крышки передней с кольцевой вставкой корпуса ракетного двигателя на твердом топливе (РДТТ).The invention relates to a technology for the manufacture of a thermal barrier coating (TZP) of a front cover with an annular insert of a solid fuel rocket engine housing (RTTT).

Известен способ изготовления изделий из эластичных, например, резиновых смесей (к которым относится нанесение теплозащитного покрытия), заключающийся в прессовании разогретого материала через литниковый канал в оформляющую полость пресс-формы (см. И.М. Буланов, В.В. Воробей. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов: Учебник для вузов. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998, стр. 165-168).A known method of manufacturing products from elastic, for example, rubber mixtures (which includes the application of heat-protective coating), which consists in pressing the heated material through the gating channel into the molding cavity of the mold (see I. M. Bulanov, V. V. Vorobey. Technology rocket and aerospace structures from composite materials: Textbook for high schools. - M .: Publishing house of MSTU named after NE Bauman, 1998, pp. 165-168).

Этот способ применим для формования большого количества малогабаритных изделий сложной геометрии. К недостаткам данного способа можно отнести небольшие размеры формуемых деталей, сложность изготовления матрицы и высокое давление внутри камеры, что неприемлемо при изготовлении теплозащитного покрытия (ТЗП) крышки передней с предварительно установленной кольцевой вставкой из композитного материала из-за возможности разрушения вставки потоками резиновой смеси, нагнетаемой в пресс-форму в один этап при давлении порядка 6,0 МПа.This method is applicable for molding a large number of small-sized products of complex geometry. The disadvantages of this method include the small size of the molded parts, the complexity of the manufacture of the matrix and the high pressure inside the chamber, which is unacceptable in the manufacture of thermal protection coating (TZP) of the front cover with a pre-installed annular insert of composite material due to the possibility of destruction of the insert by the rubber mixture being pumped into the mold in one step at a pressure of the order of 6.0 MPa.

Задачей данного изобретения является изготовление передней крышки корпуса РДТТ с обеспечением требований к геометрии наружного профиля и качеству поверхности, по монолитности и сплошности покрытия, целостности кольцевой вставки.The objective of this invention is the manufacture of the front cover of the housing of the solid propellant rocket motor with the requirements for the geometry of the outer profile and surface quality, monolithic and continuous coating, the integrity of the annular insert.

Технический результат заключается в повышении качества изготовления ТЗП передней крышки корпуса РДТТ.The technical result consists in improving the quality of manufacturing of the TZP of the front cover of the solid propellant rocket motor.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления теплозащитного покрытия передней крышки корпуса РДТТ, содержащей кольцевую вставку из композиционного материала, разделяющую теплозащитное покрытие на центральную и периферийные части, включающий заполнение пресс-формы с установленной в ней крышкой разогретой резиновой смесью через литниковые каналы матрицы пресс-формы. Сначала производят заполнение через направленные к центральной части крышки литниковые каналы матрицы, исключающие проход резиновой смеси к периферийной части крышки, формуя теплозащитное покрытие в центральной части крышки с посадочной поверхностью под кольцевую вставку, затем извлекают матрицу из пресс-формы и устанавливают кольцевую вставку, после чего производят заполнение через направленные к периферийной части крышки литниковые каналы другой матрицы, формуя теплозащитное покрытие остальной поверхности крышки.The technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing a heat-insulating coating of the front cover of the solid propellant rocket motor housing, comprising an annular insert of composite material, separating the heat-insulating coating into central and peripheral parts, including filling the mold with the lid installed therein by the heated rubber mixture through the sprue channels of the press matrix -forms. First, the matrix gates directed towards the central part of the lid are filled in, eliminating the passage of the rubber mixture to the peripheral part of the lid, forming a heat-protective coating in the central part of the lid with a seating surface under the annular insert, then the matrix is removed from the mold and the annular insert is installed, after which fill through the gate channels of another matrix directed to the peripheral part of the lid, forming a heat-protective coating of the remaining surface of the lid.

На фиг. 1 изображена крышка передняя 1 с теплозащитным покрытием 2 и установленной кольцевой вставкой 3.In FIG. 1 shows the front cover 1 with a heat-protective coating 2 and an installed ring insert 3.

На фиг. 2 изображена крышка передняя 1 в пресс-форме 4 с установленной матрицей 5 для первого этапа шнекования и литниковыми каналами 6.In FIG. 2 shows the front cover 1 in the mold 4 with the installed matrix 5 for the first stage of screwing and gate channels 6.

На фиг. 3 изображена крышка передняя 1 в пресс-форме 4 с установленной матрицей 7 для второго этапа шнекования, литниковыми каналами 6 и установленной кольцевой вставкой 3.In FIG. 3 shows the front cover 1 in the mold 4 with the installed matrix 7 for the second stage of screwing, the sprue channels 6 and the installed ring insert 3.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

На предварительно подготовленную поверхность крышки передней 1 (фиг. 2) наносят систему клеев горячего отверждения. В пресс-форму 4 устанавливают крышку 1 и матрицу 5 для первого этапа шнекования. Пресс-форму 4 разогревают до температуры 90±5°C для создания оптимальных условий перетекания резиновой смеси при заполнении формы.On a pre-prepared surface of the front cover 1 (Fig. 2), a system of hot curing adhesives is applied. A cover 1 and a die 5 are installed in the mold 4 for the first screwing step. The mold 4 is heated to a temperature of 90 ± 5 ° C to create optimal conditions for the flow of the rubber mixture when filling the mold.

Пресс-форму 4 перемещают к шнек-прессу (на фиг. не показан) и проводят первый этап шнекования, при этом резиной заполняется центральная часть до выхода резины из литников и достижения давления 65 кгс/см². Затем проводят режим термообработки в печи (на фиг. 2 не показана), после которого получается профильное ТЗП с отформованной поверхностью под установку кольцевой вставки 3.The mold 4 is moved to the screw press (not shown in Fig.) And the first screwing step is carried out, with the rubber filling the central part until the rubber leaves the runners and reaches a pressure of 65 kgf / cm ² . Then, the heat treatment mode is carried out in the furnace (not shown in Fig. 2), after which a profile TZ is obtained with a molded surface for installing the ring insert 3.

Для проведения второго этапа шнекования пресс-форму 4 извлекают из печи, частично демонтируют, устанавливают на отформованную поверхность ТЗП кольцевую вставку 3 (фиг. 3) с нанесенными на соответствующие поверхности антиадгезивом и клеями горячего отверждения.To carry out the second screwing step, the mold 4 is removed from the furnace, partially dismantled, and an annular insert 3 is installed on the molded surface of the TZP (Fig. 3) with anti-adhesive and hot-cured adhesives applied to the corresponding surfaces.

Затем собирают пресс-форму 4 с матрицей 7 для второго этапа шнекования. После разогрева пресс-формы 4 шнекуют периферийную часть ТЗП. При выходе резины из литников шнекование прекращают. Проводят окончательную вулканизацию покрытия (термообработку в печи).Then collect the mold 4 with the matrix 7 for the second stage of screwing. After heating the mold 4, the peripheral part of the TZP is screwed. When the rubber leaves the runners, screwing is stopped. The final vulcanization of the coating is carried out (heat treatment in an oven).

После вулканизации получается ТЗП прочноскрепленное с поверхностью металла крышки и кольцевой вставкой, монолитное, с обеспечением целостности кольцевой вставки, с заданными требованиями к физико-механическим характеристикам и к внешнему виду наружной поверхности.After vulcanization, TZP is obtained that is solidly bonded to the surface of the metal of the lid and the annular insert, monolithic, ensuring the integrity of the annular insert, with specified requirements for physical and mechanical characteristics and the appearance of the outer surface.

Практическое применение данного метода подтвердило технологичность рассматриваемого способа изготовления ТЗП крышки передней с кольцевой вставкой, что позволяет говорить о применении передовых технологий - нанесении ТЗП в два этапа. Предложенная технология позволяет изготавливать ТЗП крышки передней корпуса РДТТ с композитными вставками с обеспечением сложного геометрического профиля покрытия, целостностью кольцевой вставки, заданными физико-механическими и адгезионными характеристиками, а также снижает трудоемкость и стоимость изготовления изделия.The practical application of this method confirmed the manufacturability of the method under consideration for the manufacture of TZP front cover with an annular insert, which suggests the use of advanced technologies - applying TZP in two stages. The proposed technology makes it possible to produce TZP of the front housing cover of solid propellant solid propellant with composite inserts providing a complex geometric coating profile, the integrity of the annular insert, the specified physicomechanical and adhesive characteristics, and also reduces the complexity and cost of manufacturing the product.

Claims

A method of manufacturing a heat-resistant coating of the front cover of a solid fuel rocket engine housing containing an annular insert made of composite material, separating the heat-resistant coating into central and peripheral parts, comprising filling a mold with a lid mounted in it by a heated rubber mixture through the sprue channels of the mold matrix, characterized the fact that first they fill through the gate channels of the matrix directed to the central part of the lid, excluding the passage of the rubber mixture to the peripheral part of the lid, forming a heat-insulating coating in the central part of the lid with a seating surface under the annular insert, then removing the matrix from the mold and installing the annular insert, then filling through the gate channels of the other matrix directed to the peripheral part of the lid, forming the heat-insulating coating for the rest cover surface.