)用丙酮和酒精將模具內(nèi)灰塵除盡，反復(fù)擦拭三次，確保型腔內(nèi)部沒有雜質(zhì)存在。
[0053]c)待溶劑揮發(fā)完全，分別在金屬陽(yáng)模1、底座、頂蓋和復(fù)合陰模上涂覆脫模劑。在模具型腔內(nèi)均勻涂覆三遍脫模劑，無漏涂，涂覆時(shí)須等第一層干燥成膜后再涂第二層，每層間隔時(shí)間不少于15分鐘。
[0054]d)將絕熱擴(kuò)散段增強(qiáng)體3在天平上稱重，將其套在金屬陽(yáng)模I上。把復(fù)合陰模安裝到模具上，用螺絲與底座和頂蓋連接，完成模具組裝。
[0055]e)用塑料管將模具出膠口與真空泵連接；模具進(jìn)膠口與樹脂膠罐出膠口連接；樹脂膠罐進(jìn)氣口與空氣壓縮機(jī)連接。連接完成后，分別檢查體系各部分的密封情況。調(diào)試設(shè)備，直至系統(tǒng)氣密性完好。
[0056]f)在烘箱中將模具加熱至70?90°C。
[0057]g)按照重量比(增強(qiáng)體重量:樹脂重量)=(I: 1.2?1.5)的比例稱取酚醛樹月旨，放入真空干燥箱，60°C?90°C下抽真空30min，除去樹脂中含有的氣體；
[0058]h)把酚醛樹脂倒入膠罐，將膠罐在水浴條件下加熱至60?90°C，以使酚醛樹脂保持在比較低的粘度狀態(tài)。
[0059]i)封閉模具進(jìn)膠口與樹脂膠罐出膠口間的塑料管，用真空泵對(duì)模具內(nèi)部的增強(qiáng)體抽真空30min,除盡模具內(nèi)部空氣。
[0060]j)接通模具進(jìn)膠口與樹脂膠罐出膠口間的塑料管，打開空氣壓縮機(jī)對(duì)酚醛樹脂施加0.5Mpa壓力。在真空泵與空氣壓縮機(jī)的作用下，酚醛樹脂進(jìn)入模具，70°C?90°C條件下對(duì)增強(qiáng)體進(jìn)行填充。
[0061]k)填充完成后，對(duì)模具保壓30min?60min，使增強(qiáng)體與樹脂充分浸透。封閉模具進(jìn)膠口與樹脂膠罐出膠口間的塑料管，停止進(jìn)膠。
[0062]I)在烘箱中加溫固化，按照2.50C /min的升溫速率升溫至120°C，此溫度下保持1.5h。待樹脂凝膠后，按照1.5°C/min的升溫速率升溫至140°C，在此溫度下保溫2h。然后以1°C /min的速度升溫至160°C，保溫2h至固化完全。
[0063]m)待模具自然降溫至室溫后，脫模。若產(chǎn)品內(nèi)外表面均無明顯缺陷，送往加工處進(jìn)行車銑，按照要求圖紙加工成設(shè)計(jì)形狀及尺寸。
[0064]上述步驟d)中的絕熱擴(kuò)散段增強(qiáng)體3有三種編織方式，分別為純碳纖維編織、純高硅氧纖維編織和碳纖維/高硅氧纖維復(fù)合編織。
[0065]上述絕熱擴(kuò)散段增強(qiáng)體3厚度為20mm，全碳纖維和全高硅氧纖維制成的增強(qiáng)體，經(jīng)紗密度為10根/cm，緯紗密度為3.2根/cm ;碳纖維/高硅氧纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)增強(qiáng)體，采用先用碳纖維編織15mm厚，之后用高硅氧纖維在碳纖維外側(cè)編織5mm的萬式成型。
[0066]上述步驟d)中所述的復(fù)合陰模，灌注時(shí)在復(fù)合陰模外側(cè)連接有壓力表，表壓為IMpa ?5Mpa。
[0067]上述步驟g)中所述的酚醛樹脂，是指由北京玻鋼院復(fù)合材料有限公司生產(chǎn)的RTM鋇酚醛樹脂，該酚醛樹脂游離酚含量16.95%，固體含量90.92%，80°C下粘度255map.s,150°C下Ig樹脂的凝膠時(shí)間為114s。灌注固化后得到絕熱擴(kuò)散段初產(chǎn)品。
[0068]上述步驟j)中所述的酚醛樹脂，在灌注過程中溫度保持在70°C?90°C，使其粘度控制在 400map.s ?1500map.S。
[0069]為了方便理解澆灌時(shí)膨脹硅膠軟模2與絕熱擴(kuò)散段增強(qiáng)體3的關(guān)系，下面結(jié)合附圖1來進(jìn)行說明，本發(fā)明涉及的固體火箭絕熱擴(kuò)散段灌注方法，在實(shí)施過程中整個(gè)灌注體系由金屬陽(yáng)模1、絕熱擴(kuò)散段增強(qiáng)體3、復(fù)合陰模和酚醛樹脂組成，其中Dl為金屬金屬陽(yáng)模I外徑即絕熱擴(kuò)散段增強(qiáng)體3內(nèi)徑，D2為絕熱擴(kuò)散段增強(qiáng)體3外徑，D3為膨脹硅膠軟模2內(nèi)徑，D4為膨脹硅膠軟模2外徑即金屬陰模內(nèi)徑，AL為膨脹硅膠軟模2的膨脹位移。
[0070]制作過程中，通過壓力將RTM酚醛樹脂注入模具型腔，使得絕熱擴(kuò)散段增強(qiáng)體3得到浸潤(rùn)后加熱固化。加熱固化的同時(shí)，硅膠軟模溫度隨之升高，軟模發(fā)生膨脹，厚度增加。當(dāng)溫度達(dá)到120°C時(shí)，硅膠軟模厚度增加AL，并在此溫度下使酚醛樹脂出現(xiàn)凝膠。
[0071]軟模受熱膨脹的過程中，膨脹硅膠軟模2內(nèi)徑D3和絕熱擴(kuò)散段增強(qiáng)體3外徑D2同時(shí)發(fā)生變化。由于絕熱擴(kuò)散段增強(qiáng)體3內(nèi)表面與金屬金屬陽(yáng)模I貼合，受到了金屬陽(yáng)模I的支撐和限制。硅膠軟模外表面與金屬陰模貼合，外徑不能發(fā)生變化。因而在整個(gè)制作過程中可將Dl和D4視作恒定數(shù)值，不隨溫度的變化而變化。
[0072]隨著溫度升高，膨脹硅膠軟模2內(nèi)徑變小，Λ L數(shù)值由O逐漸增大。由于絕熱擴(kuò)散段增強(qiáng)體3外表面與軟模內(nèi)表面貼合，在軟模膨脹而內(nèi)徑D3變小的過程中，會(huì)對(duì)增強(qiáng)體外表面施加壓力，使得增強(qiáng)體外徑D2在軟模的作用下同時(shí)逐漸縮小，收縮位移為AL。
[0073]絕熱擴(kuò)散段增強(qiáng)體3在灌注過程中充滿了 RTM酚醛樹脂。隨著AL數(shù)值由O逐漸增大直至120°C時(shí)固定，硅膠軟模對(duì)增強(qiáng)體施加的壓力也同時(shí)增大，對(duì)增強(qiáng)體本身形成擠壓，增強(qiáng)體厚度變薄，收縮位移為AL。
[0074]絕熱擴(kuò)散段增強(qiáng)體3受到擠壓而厚度變薄，能夠提高增強(qiáng)體纖維密度，同時(shí)將部分RTM酚醛樹脂從增強(qiáng)體內(nèi)部擠出，從而減少了絕熱擴(kuò)散段本身的樹脂含量，提高了纖維致密性和纖維含量，有助于改善產(chǎn)品的力學(xué)性能。
[0075]本發(fā)明中，通過膨脹硅膠軟模2加壓制得的碳纖維增強(qiáng)體絕熱擴(kuò)散段密度達(dá)到1.48g/cm3,抗拉強(qiáng)度982MPa，壓縮強(qiáng)度201MPa，彎曲強(qiáng)度550MPa，氧乙炔線燒蝕率0.0112mm/s。高硅氧纖維增強(qiáng)體絕熱擴(kuò)散段密度達(dá)到1.59g/cm3，抗拉強(qiáng)度82.8MPa，壓縮強(qiáng)度98.5MPa，彎曲強(qiáng)度130MPa，氧乙炔線燒蝕率0.0767mm/s。兩種材料性能均滿足產(chǎn)品要求。
[0076]實(shí)施例1
[0077]通過硅膠軟模輔助VARTM灌注方法制作固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱擴(kuò)散段。本發(fā)明制作絕熱擴(kuò)散段采用純碳纖維織物作為增強(qiáng)體，樹脂為RTM酚醛樹脂。制作時(shí)使用的膨脹硅膠軟模2厚21mm,小端內(nèi)徑67.5mm,大端內(nèi)徑126mm,高91mm。加熱過程中，安裝在模具外部的壓力表顯不施加壓力為IMPa。
[0078]上述絕熱擴(kuò)散段成型方法，其具體實(shí)施步驟如下:
[0079]I)娃膠軟模的制作。選取金屬陽(yáng)模I小端直徑67.5mm,大端直徑126mm,高91mm。對(duì)金屬模具涂覆脫模劑，每涂覆一次需待溶劑揮發(fā)完全再進(jìn)行下一次涂覆，每次間隔不少于15min，共進(jìn)行三次。制作時(shí)將R_311(A)和R-311(B)兩種硅膠組分按照質(zhì)量比10: I的比例進(jìn)行混合。將R-311㈧和R_311(B)兩組分混合完成后，在真空狀態(tài)下除去硅膠中混雜的空氣，以使制得的軟模沒有缺陷?；旌瞎枘z真空條件下除盡空氣后，將其緩慢注入金屬模具型腔至型腔填滿。室溫靜置固化三天，成型為硅膠軟模。上述的膨脹硅膠軟模2，固化完成后對(duì)金屬陽(yáng)模I進(jìn)行脫模，軟模不與金屬陰模分離，結(jié)合在一起直接構(gòu)成復(fù)合陰模。
[0080]2)產(chǎn)品灌注。VARTM工藝過程中所用金屬陽(yáng)模I規(guī)格為:小端直徑27.5_，大端直徑86mm，高91mm。將金屬陽(yáng)模I安裝在模具底座上。用丙酮和酒精將模具內(nèi)灰塵除盡，反復(fù)擦拭三次，確保型腔內(nèi)部沒有雜質(zhì)存在。待溶劑揮發(fā)完全，分別在金屬陽(yáng)模1、底座、頂蓋和復(fù)合陰模上涂覆脫模劑。在模具型腔內(nèi)均勻涂覆三遍脫模劑，無漏涂，涂覆時(shí)須等第一層干燥成膜后再涂第二層，每層間隔時(shí)間不少于15分鐘。
[0081]將絕熱擴(kuò)散段增強(qiáng)體3在天平上稱重，將其套在金屬陽(yáng)模I上。把復(fù)合陰模安裝到模具上，用螺絲與底座和頂蓋連接，完成模具組裝。用塑料管將模具出膠口與真空泵連接；模具進(jìn)膠口與樹脂膠罐出膠口連接；樹脂膠罐進(jìn)氣口與空氣壓縮機(jī)連接。連接完成后，分別檢查體系各部分的密封情況。調(diào)試設(shè)備，直至系統(tǒng)氣密性完好。將模具加熱至70°C?90。。。
[0082]按照重量比(增強(qiáng)體重量:樹脂重量)=(I: L 2?1.5)的比例稱取RTM酚醛樹脂，放入真空干燥箱，60°C?90°C下抽真空30min，除去樹脂中含有的氣體。把樹脂倒入膠罐，將膠罐在水浴條件下加熱至60?90°C，以使樹脂保持在比較低的粘度狀態(tài)。
[0083]封閉模具進(jìn)膠口與樹脂膠罐出膠口間的塑料管，用真空泵對(duì)模具內(nèi)部的增強(qiáng)體抽真空30min，除盡模具內(nèi)部空氣。接通模具進(jìn)膠口與樹脂膠罐出膠口間的塑料管，打開空氣壓縮機(jī)對(duì)樹脂施加0.5Mpa壓力。在真空泵與空氣壓縮機(jī)的作用下，酚醛樹脂進(jìn)入模具，70°C?90°C條件下對(duì)增強(qiáng)體進(jìn)行填充。
[0084]填充完成后，對(duì)模具保壓30min?60min，使增強(qiáng)體與樹脂充分浸透。封閉模具進(jìn)膠口與樹脂膠罐出膠口間的塑料管，停止進(jìn)膠。
[0085]3)加熱固化。在烘箱中加溫固化，按照2.5°C /min的升溫速率升溫至120°C，此溫度下保持1.5h。此時(shí)觀察連接在模具外側(cè)的壓力表，壓力表指針顯示模具內(nèi)部硅膠軟模對(duì)增強(qiáng)體施加IMPa壓力。
[0086]待樹脂凝膠后，按照1.5°C /min的升溫速率升溫至140°C，在此溫度下保溫2h。然后以1°C /min的速度升溫至160°C，保溫2h至固化