[发明专利]一种提高复合材料模具防锈性能的制造方法

说明书

本发明公开了一种提高复合材料模具防锈性能的制造方法，模具包括模具主体和成形定位组件，制造工艺包括：步骤S1、选取耐大气腐蚀性能系数≥5的钢材料；步骤S2、采用选取的钢材料进行焊接得到模具，热处理时效、机械加工，对模具主体的工作面进行抛光；步骤S3、将模具主体的非工作面进行防锈处理；将成形定位组件进行防锈处理。本发明模具具有优异的防锈性能，不会出现漆面开裂和脱落的风险，模具具有较长的寿命，材料成本降低70％以上，模具使用维护成本降低；能确保复合材料产品型面精度和表面质量长期稳定，有利于批量生产用于复合材料零件模具，实现高质量、低成本的目的。

技术领域

本发明涉及复合材料模具制造技术领域，特别涉及一种提高复合材料模具防锈性能的制造方法。

背景技术

现代飞机的制造过程中大量采用先进复合材料，复合材料零件是在模具下进入到热压罐中进行热压成形的，成形使用的模具型面的轮廓精度、高温高压气密性及表面质量(粗糙度、波纹度)对复合材料产品的精度、表面质量有极大影响，因此复合材料模具的精度、气密性、表面质量长期的稳定性是确保复合材料产品精度、表面质量稳定性的必要条件。

目前，模具制造常用的材料为低膨胀合金材料、炭纤维复合材料、铝合金材料、普通钢材料。低膨胀合金材料(如4J36)热膨胀系数小、密度大、不易大气锈蚀、使用寿命长，制造周期短；但成本为普通钢的30倍以上。炭纤维复合材料热膨胀系数小、密度小、不会大气锈蚀；但制造周期长、成本为普通钢的20倍以上、使用寿命较短，低膨胀合金材料和炭纤维复合材料成本都较高，不适合于制造成本要求较低的复合材料模具；铝合金材料密度较小、不易大气锈蚀、使用寿命较长，制造周期短；但热膨胀系数很大，成本为普通钢的3-5倍，不适合于制造固化温度超过100℃的大型、复杂、精密复合材料产品的模具。普通钢材料密度大、成本低，制造周期短、使用寿命长；但热膨胀系数较大、易大气锈蚀，适合于精度要求不严苛、有成本控制要求的一般复合材料产品的模具，常用的如国产普通钢材料如Q235A、20钢等，国外普通钢材料如AISI1015、ST37-2、ST52、ASTM A572 GR50等，由于其材料成本最低、采购最易、焊接性能和成形、加工性能最好，因此长期是国内、外航空航天领域一般复合材料产品模具最常用的材料，针对此类普通钢材料复合材料模具的防锈处理为喷涂耐高温油漆或做常规氧化处理，钢材料模具使用一段时间后都会产生锈蚀，锈蚀都会直接影响复合材料零件的几何精度及表面质量，会造成产品质量问题，严重时会导致产品报废，损失很大。因此，研究复合材料模具防锈技术，包括各类零件基体本身的防锈性能，以及对各类零件进行适应性的加强防锈处理，对于提高复合材料产品表面质量，避免报废、降低成本，十分必要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中低成本的普通钢材料复合材料模具零件防锈性能差、影响复合材料产品表面质量，甚至造成复合材料产品报废的问题，提供一种提高复合材料模具防锈性能的制造方法，从而提高复合材料产品的表面质量，防止复合材料产品报废。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种提高复合材料模具防锈性能的制造方法，模具包括模具主体和成形定位组件，制造工艺包括以下步骤：

步骤S1、选取耐大气腐蚀性能系数≥5的钢材料；

步骤S2、采用步骤S1选取的钢材料进行焊接得到模具，然后进行热处理时效、机械加工，对模具主体的工作面进行抛光；

步骤S3、将模具主体的非工作面按照以下步骤进行防锈处理：

步骤S311、对模具主体的非工作面进行表面清洁处理；表面清洁处理包括对非工作面吹砂除锈，打磨表面焊渣、未脱落的氧化物，然后除油除尘；

步骤S312、在模具主体非工作面上喷涂耐温性能的底漆，固化，固化条件为：升温至80±10℃保温50±20分钟；

步骤S313、在模具主体非工作面上喷涂耐温性能的面漆，固化，固化条件为：升温至80±10℃保温50±20分钟；