[發明專利]一種提高復合材料模具防銹性能的制造方法

在審

• 申請號: 202310367381.6
• 申請日: 2023-04-07
• 公開（公告）號: CN116475704A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 張勇兵;石章虎;饒華;鄭偉濤;馬昭山
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: B23P15/24
• 分類號: B23P15/24;B05D7/14;B05D7/00;B05D1/38
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 張鳴潔

本發明公開了一種提高復合材料模具防銹性能的制造方法，模具包括模具主體和成形定位組件，制造工藝包括：步驟S1、選取耐大氣腐蝕性能系數≥5的鋼材料；步驟S2、采用選取的鋼材料進行焊接得到模具，熱處理時效、機械加工，對模具主體的工作面進行拋光；步驟S3、將模具主體的非工作面進行防銹處理；將成形定位組件進行防銹處理。本發明模具具有優異的防銹性能，不會出現漆面開裂和脫落的風險，模具具有較長的壽命，材料成本降低70％以上，模具使用維護成本降低；能確保復合材料產品型面精度和表面質量長期穩定，有利于批量生產用于復合材料零件模具，實現高質量、低成本的目的。

技術領域

本發明涉及復合材料模具制造技術領域，特別涉及一種提高復合材料模具防銹性能的制造方法。

背景技術

現代飛機的制造過程中大量采用先進復合材料，復合材料零件是在模具下進入到熱壓罐中進行熱壓成形的，成形使用的模具型面的輪廓精度、高溫高壓氣密性及表面質量(粗糙度、波紋度)對復合材料產品的精度、表面質量有極大影響，因此復合材料模具的精度、氣密性、表面質量長期的穩定性是確保復合材料產品精度、表面質量穩定性的必要條件。

目前，模具制造常用的材料為低膨脹合金材料、炭纖維復合材料、鋁合金材料、普通鋼材料。低膨脹合金材料(如4J36)熱膨脹系數小、密度大、不易大氣銹蝕、使用壽命長，制造周期短；但成本為普通鋼的30倍以上。炭纖維復合材料熱膨脹系數小、密度小、不會大氣銹蝕；但制造周期長、成本為普通鋼的20倍以上、使用壽命較短，低膨脹合金材料和炭纖維復合材料成本都較高，不適合于制造成本要求較低的復合材料模具；鋁合金材料密度較小、不易大氣銹蝕、使用壽命較長，制造周期短；但熱膨脹系數很大，成本為普通鋼的3-5倍，不適合于制造固化溫度超過100℃的大型、復雜、精密復合材料產品的模具。普通鋼材料密度大、成本低，制造周期短、使用壽命長；但熱膨脹系數較大、易大氣銹蝕，適合于精度要求不嚴苛、有成本控制要求的一般復合材料產品的模具，常用的如國產普通鋼材料如Q235A、20鋼等，國外普通鋼材料如AISI1015、ST37-2、ST52、ASTM?A572?GR50等，由于其材料成本最低、采購最易、焊接性能和成形、加工性能最好，因此長期是國內、外航空航天領域一般復合材料產品模具最常用的材料，針對此類普通鋼材料復合材料模具的防銹處理為噴涂耐高溫油漆或做常規氧化處理，鋼材料模具使用一段時間后都會產生銹蝕，銹蝕都會直接影響復合材料零件的幾何精度及表面質量，會造成產品質量問題，嚴重時會導致產品報廢，損失很大。因此，研究復合材料模具防銹技術，包括各類零件基體本身的防銹性能，以及對各類零件進行適應性的加強防銹處理，對于提高復合材料產品表面質量，避免報廢、降低成本，十分必要。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中低成本的普通鋼材料復合材料模具零件防銹性能差、影響復合材料產品表面質量，甚至造成復合材料產品報廢的問題，提供一種提高復合材料模具防銹性能的制造方法，從而提高復合材料產品的表面質量，防止復合材料產品報廢。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種提高復合材料模具防銹性能的制造方法，模具包括模具主體和成形定位組件，制造工藝包括以下步驟：

步驟S1、選取耐大氣腐蝕性能系數≥5的鋼材料；

步驟S2、采用步驟S1選取的鋼材料進行焊接得到模具，然后進行熱處理時效、機械加工，對模具主體的工作面進行拋光；

步驟S3、將模具主體的非工作面按照以下步驟進行防銹處理：

步驟S311、對模具主體的非工作面進行表面清潔處理；表面清潔處理包括對非工作面吹砂除銹，打磨表面焊渣、未脫落的氧化物，然后除油除塵；

步驟S312、在模具主體非工作面上噴涂耐溫性能的底漆，固化，固化條件為：升溫至80±10℃保溫50±20分鐘；

步驟S313、在模具主體非工作面上噴涂耐溫性能的面漆，固化，固化條件為：升溫至80±10℃保溫50±20分鐘；