[發明專利]一種旋轉體雙層復合材料纏繞成型方法

有效

• 申請號: 201310091691.6
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN103770338A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 李俊菊;沈亞東;羅海濤;許劍;馬向陽
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天紅陽機電有限公司
• 主分類號: B29C70/32
• 分類號: B29C70/32
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 方放

技術領域

本發明屬于復合材料成型領域，具體涉及一種旋轉體雙層復合材料纏繞成型方法，適用于內型面為圓臺形或旋轉曲面的旋轉體成型。

背景技術

某型號產品分系統零部件為旋轉體空心件，內型面為圓臺形或旋轉曲面，采用雙層復合材料成型，該雙層復合材料是由兩層不同種類預浸布復合纏繞成型，從而達到內層抗燒蝕，外層絕熱的目的。由于是由兩種不同種類預浸布復合纏繞成型，在制品成型時存在內外層材料的先后纏繞成型順序。現有雙層復合材料纏繞成型時，都是先纏繞完內層材料后再纏繞外層材料，在纏繞尺寸較小的制品時，制品質量尚好；但采用此種纏繞順序在纏繞尺寸較大的制品時，因內層后纏繞的材料會對先纏繞材料產生一定的擠壓，在外界環境稍有不適宜時，先纏繞的材料會在受力狀態下向毫無阻擋的模具外層滑移，造成內層材料與模具不貼實，從而導致制品出現內部質量缺陷和內型面外觀質量較差的現象。

發明內容

本發明提供一種旋轉體雙層復合材料纏繞成型方法，解決現有雙層復合材料纏繞方法所存在的內層材料易滑移的問題，以提高纏繞質量。

本發明所提供的一種旋轉體雙層復合材料纏繞成型方法，包括下述步驟：

一.準備步驟：

制備金屬模具，金屬模具為旋轉體，依次由一體的過渡段、型面、延伸段、法蘭盤和芯軸構成，所述型面與待成型產品內型面形狀一致，為圓臺形或旋轉曲面；所述過渡段為圓柱形或圓臺形，所述延伸段為圓臺形和圓柱形拼接而成；

將內層纖維布和外層纖維布分別浸入同一種酚醛樹脂中，制備成內層預浸布和外層預浸布；

二.纏繞成型步驟：將內層預浸布和外層預浸布在脫模處理后的金屬模具上進行纏繞，纏繞時先按照進給量從金屬模具的過渡段與型面交界處開始，沿金屬模具纏繞一段內層預浸布，纏繞長度為軸向50mm～150mm，再在該段內層預浸布表面按照進給量纏繞一段外層預浸布，纏繞長度為軸向50mm～150mm；然后沿金屬模具緊貼上一段內層預浸布端面再按照進給量纏繞一段內層預浸布，纏繞長度為軸向50mm～150mm，再在該段內層預浸布表面按照進給量纏繞一段外層預浸布，纏繞長度為軸向50mm～150mm；如此反復2～8次，直至覆蓋整個金屬模具的的過渡段、型面和延伸段；

三.固化步驟：將完成纏繞的金屬模具在纏繞層表面包覆2～6層輔助材料，然后套入真空袋中，放入固化設備，固化成型為毛坯；

四、加工步驟：將毛坯按照產品要求，機械加工外表面至規定尺寸，然后脫除金屬模具，形成制品。

所述的旋轉體雙層復合材料纏繞成型方法，其特征在于：

所述準備步驟中，所述金屬模具材質需滿足在溫度200℃以下、壓力4～5MPa，使用500小時以上無變形，所述內層纖維布為碳纖維布，所述外層纖維布為高硅氧纖維布、石英纖維布或無堿玻璃纖維布。

所述的旋轉體雙層復合材料纏繞成型方法，其特征在于：

所述纏繞成型步驟中，所述進給量為Fmm/每轉：

F＝δ/Sinθ，δ為單層內層纖維布或單層外層纖維布厚度，單位mm；θ為金屬模具型面曲線與軸線夾角。

所述的旋轉體雙層復合材料纏繞成型方法，其特征在于：

所述固化步驟中，所述輔助材料為無紡布、吸膠紙、麻袋片、棉布中的一種或數種組合；所述真空袋為橡膠材質，需滿足在溫度200℃以下、壓力4～5MPa，使用100小時以上無滲漏。

所述的旋轉體雙層復合材料纏繞成型方法，其特征在于：

所述加工步驟之后，進行制品防護步驟，在制品內外表面噴涂清漆。

現有雙層復合材料纏繞成型時，采用的是先纏繞完內層材料后再纏繞外層材料的方法，此種纏繞順序中因內層后纏繞材料會對先纏繞材料產生一定的擠壓，在外界環境稍有不適宜時，先纏繞的材料會在受力狀態下向毫無阻擋的模具外層滑移，造成內層材料與模具不貼實，從而導致制品出現內部質量缺陷和內型面外觀質量較差的現象。而本發明改變了現有雙層復合材料的纏繞成型順序，在纏繞完一部分內層預浸布后立即在其外表面纏繞一部分外層預浸布，及時阻擋了內層預浸布向外滑移的趨勢，有效的改善了雙層復合材料的內部及外觀質量。

附圖說明

圖1為本發明的金屬模具示意圖；

圖中標記：過渡段1、型面2、延伸段3、法蘭盤4、芯軸5。

具體實施方式

本發明的實施例一，包括下述步驟：

一.準備步驟：