[發(fā)明專利]復(fù)合石英陶瓷天線罩罩體壓縮成型方法及其專用壓縮模具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510323885.3
• 申請(qǐng)日: 2015-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105130483B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳廣力;佘平江;張軍;王芬;尹正帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北三江航天江北機(jī)械工程有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/80
• 分類號(hào): C04B35/80;C04B35/14;C04B35/622;H01Q1/42
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司42104
• 代理人: 胡鎮(zhèn)西

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于導(dǎo)彈技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合石英陶瓷天線罩罩體壓縮成型方法及其專用壓縮模具。

背景技術(shù)

天線罩位于導(dǎo)彈的最前端，具有子彈形狀的氣動(dòng)外形，在高速飛行過(guò)程中起著透波、防熱、承載和抗燒蝕的作用，保護(hù)位于內(nèi)部的制導(dǎo)系統(tǒng)能夠正常工作。這要求它必需具有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐高溫性來(lái)抵抗外界惡劣環(huán)境的影響，還必需滿足雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)傳輸系數(shù)、瞄準(zhǔn)誤差和天線方向圖畸變等電性能的要求。

天線罩的多功能性，導(dǎo)致了對(duì)天線罩要求的復(fù)雜性，而這些要求常常相互矛盾，更增加了研制天線罩的難度。例如，導(dǎo)彈飛行中的氣動(dòng)加熱、氣動(dòng)加載和雷達(dá)系統(tǒng)的工作，要求天線罩罩體的材料同時(shí)具備優(yōu)良的耐高溫性能、力學(xué)性能和電器性能；但材料的上述幾種性能常常難易兼顧。

復(fù)合石英陶瓷低密度、耐高溫、高強(qiáng)度、高韌性，且具有優(yōu)良的微波透過(guò)性能和耐腐蝕性能，是制造天線罩罩體的理想材料。但復(fù)合石英陶瓷材料致密化速度慢，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高。本發(fā)明利用復(fù)合石英材料性能可設(shè)計(jì)性，通過(guò)對(duì)纖維增強(qiáng)體的材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和成型方法的巧妙改進(jìn)，既可以使復(fù)合石英陶瓷材料快速致密化，縮短生產(chǎn)周期，又能夠降低生產(chǎn)成本。采用可壓縮的鋪層結(jié)構(gòu)織物作為纖維增強(qiáng)體，通過(guò)壓縮定型工藝技術(shù)可快速致密化凈尺寸成型，所制備的復(fù)合石英陶瓷材料既能滿足耐高溫、高強(qiáng)度、高韌性、透波的性能要求，又解決了長(zhǎng)周期、高成本的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種復(fù)合石英陶瓷天線罩罩體壓縮成型方法，通過(guò)該壓縮成型方法，可以接近凈尺寸成型復(fù)合石英陶瓷天線罩罩體，且致密化速度快，其產(chǎn)品具有良好的表面質(zhì)量和尺寸精度，能滿足天線罩罩體對(duì)成型工藝的要求。

本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于上述壓縮成型方法的專用壓縮模具。

為解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括如下步驟：

(1)根據(jù)天線罩罩體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、尺寸及密度要求，確定纖維增強(qiáng)體的結(jié)構(gòu)、尺寸和密度，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與編織；所述纖維增強(qiáng)體是采用石英纖維、石英纖維布、石英纖維氈交替鋪層，然后逐層針刺，最后整體縫合成型的仿形織物；

(2)采用浸漬硅溶膠對(duì)纖維增強(qiáng)體進(jìn)行真空浸漬、一體化濃縮復(fù)合直至表面發(fā)粘而不發(fā)硬為止；

(3)將纖維增強(qiáng)體內(nèi)、外表面的硬質(zhì)硅溶膠顆粒清除干凈后裝配到壓縮模具的芯模上，然后裝壓模，插定位銷于壓模和芯模的定位銷孔中對(duì)壓縮模具型腔的水平方向進(jìn)行定位，裝螺栓，通過(guò)擰緊螺栓加壓至壓模與芯模的定位處接觸，對(duì)模具型腔的垂直方向進(jìn)行定位；

(4)將壓縮定型后的產(chǎn)品連同壓縮模具進(jìn)行干燥，干燥條件為：20℃～30℃條件下晾置6h～8h，50℃～60℃條件下干燥6h～8h，80℃～100℃條件下烘干10h～12h；

(5)脫模并取出產(chǎn)品，將產(chǎn)品放入燒結(jié)爐中，在900℃±10℃條件下高溫?zé)Y(jié)50min～60min，然后修邊打磨，即得復(fù)合石英陶瓷天線罩罩體。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，真空浸漬的真空度為-0.09MPa～-0.1MPa，溫度為60℃±5℃。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，浸漬的硅溶膠密度為1.3～1.32g/cm³，所述一體化濃縮在蒸發(fā)爐中80℃～100℃水浴下加熱濃縮。

為解決上述第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于上述壓縮成型方法的專用壓縮模具，該壓縮模具由芯模、壓模、定位銷和螺栓組成，所述芯模和壓模相對(duì)應(yīng)的位置分別設(shè)置有定位銷孔和螺栓孔，所述芯模和壓模上還設(shè)置有透氣孔。

進(jìn)一步地，所述芯模內(nèi)部還設(shè)置有空腔。

本發(fā)明選用鋪層結(jié)構(gòu)的纖維增強(qiáng)編織體，采用一體化復(fù)合后壓縮成型的復(fù)合石英陶瓷天線罩罩體，其具有如下特點(diǎn)：

(1)纖維增強(qiáng)體是采用石英纖維、石英纖維布、石英纖維氈交替鋪層，然后逐層針刺，最后整體縫合成型的仿形預(yù)制體。這種“漢堡包”結(jié)構(gòu)的纖維增強(qiáng)體具有“海綿”特性，密度可調(diào)，可壓縮，浸膠效率高的特點(diǎn)。該結(jié)構(gòu)的纖維增強(qiáng)體，原材料成本低廉，編織周期短，便于后續(xù)大批量生產(chǎn)。

(2)采用壓縮成型的方法可使復(fù)合石英陶瓷快速致密化，縮短復(fù)合周期，且接近可凈尺寸成型，成本低。

附圖說(shuō)明

圖1為天線罩罩體結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明方法用于成型天線罩罩體的纖維增強(qiáng)體截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為用于本發(fā)明成型方法的專用壓縮模具工作剖面圖和主視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。