[發(fā)明專利]一種輕質(zhì)化高強(qiáng)度砂芯模成型方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110028241.7
• 申請(qǐng)日: 2021-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN112872298A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卓艾寶;曾甜甜;曾永春;曾建軍
• 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): B22C9/10
• 分類號(hào): B22C9/10;B22C1/00
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮(zhèn)西;彭成

本發(fā)明公開一種輕質(zhì)化高強(qiáng)度砂芯模成型方法，包括以下步驟：混砂：按照質(zhì)量比為芯砂：短切玻璃纖維：聚乙烯醇溶液＝95：6：8的配比進(jìn)行混合，攪拌混合均勻后烘干；砂餅成型：將混砂倒入砂餅?zāi)＞咧校駝?dòng)壓實(shí)后晾置一端時(shí)間后，烘干；粘接：在成型的砂餅端面刷涂膠粘劑，再在工裝上進(jìn)行裝配；裝配完成后，自然固化。本發(fā)明采用的砂型制造技術(shù)有效解決了大直徑芯模強(qiáng)度低、重量重的問題，使成本更低、結(jié)構(gòu)更可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種砂芯成型方法，具體是一種用于碳纖維復(fù)合材料固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的成型方法，尤其是一種輕質(zhì)化高強(qiáng)度砂芯模成型方法。

背景技術(shù)

大直徑復(fù)合材料殼體其制造核心是纏繞成型的芯模設(shè)計(jì)和制造。芯模要有足夠的強(qiáng)度和剛度，能夠承受殼體纏繞成型中的各種張力載荷、芯模和殼體自重；還應(yīng)承受固化過程中的熱應(yīng)力和絕熱橡膠層固化的熱膨脹。目前應(yīng)用在中小直徑殼體的纏繞芯模基本為石膏芯模和實(shí)心砂芯模。芯模自身重量重、強(qiáng)度和剛度不足，導(dǎo)致在大長徑比殼體生產(chǎn)過程中，出現(xiàn)嚴(yán)重的變形，不能符合殼體的設(shè)計(jì)精度要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種沙餅壓縮強(qiáng)度高、砂芯質(zhì)量輕、連接強(qiáng)度高、成本低的輕質(zhì)化高強(qiáng)度砂芯模成型方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)的輕質(zhì)化高強(qiáng)度砂芯模成型方法，包括以下步驟：

S1，混砂：按照質(zhì)量比為芯砂：短切玻璃纖維：聚乙烯醇溶液＝95：6：8的配比進(jìn)行混合，攪拌混合均勻后烘干；

S2，砂餅成型：將混砂倒入砂餅?zāi)＞咧校駝?dòng)壓實(shí)后晾置一端時(shí)間后，烘干；

S3，粘接：在成型的砂餅端面刷涂膠粘劑，再在工裝上進(jìn)行裝配；

S4，裝配完成后，自然固化。

優(yōu)選的，S1中，對(duì)芯砂進(jìn)行篩選并選用80～100目的芯砂。

進(jìn)一步優(yōu)選的，S1中，對(duì)芯砂進(jìn)行篩選，然后在80～120℃烘干后再進(jìn)行混砂。

優(yōu)選的，S1中，短切玻璃纖維的長度范圍為2.5～3mm。

優(yōu)選的，S1中，聚乙烯醇先進(jìn)行98±2℃水浴，充分溶解呈溶液狀無沉淀狀物質(zhì)冷卻后再進(jìn)行混砂。

優(yōu)選的，S1中，在自動(dòng)攪拌設(shè)備上至少攪拌0.5±0.1小時(shí)。

優(yōu)選的，S2中，至少?zèng)鲋?8～52小時(shí)。

優(yōu)選的，S2中，烘干過程為：在110±5℃下保溫5±0.1小時(shí)后，再升至140±5℃并保溫20±0.5小時(shí)，最后隨爐冷卻至室溫。

優(yōu)選的，優(yōu)選的，S2中，振動(dòng)壓實(shí)過程中對(duì)砂芯內(nèi)部進(jìn)行排氣。這樣，能夠有效防止內(nèi)部夾氣。

優(yōu)選的，S3中，在砂餅端面均勻涂覆至少5±0.5mm厚的膠粘劑。

優(yōu)選的，S3中，選用CH-3膠粘劑。

優(yōu)選的，S4中，至少進(jìn)行48～52小時(shí)的自然固化。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供一種新配方芯砂提高成型后砂餅的壓縮強(qiáng)度；提出一種輕質(zhì)化減重方法大大降低砂芯模的自身重量；測試了一種新型芯模段間連接方式，提高了芯模各段的連接強(qiáng)度。

本發(fā)明針對(duì)大直徑殼體研制中出現(xiàn)的新情況，開展了芯模技術(shù)研究。通過降低砂芯模材料密度、提高砂芯模材料強(qiáng)度、優(yōu)化砂芯模結(jié)構(gòu)等措施，使大直徑芯模重量得到有效的控制；通過采用可溶性樹脂，解決了小開口、大直徑殼體拆模難題；通過采用芯模段間粘接技術(shù)，使砂芯模的整體剛性得以增強(qiáng)。