[发明专利]缝纫体增强复合材料舵机护板成型方法

说明书

技术领域

本发明属于树脂基复合材料制品成型技术领域，涉及一种缝纫体增强复合材料舵机护板成型方法，具体为一种弹体防热用缝纫体增强树脂基复合材料舵机护板成型方法。

背景技术

树脂基复合材料以其高比强度、高比模量、抗腐蚀、低导热等优点广泛应用于航空航天、船舶汽车、体育器材、建筑材料等领域。随着导弹运行速度的大幅度提高，弹体热控难度逐渐增加，对材料隔热性能的要求也逐步提高。舵机护板作为战术导弹舵机舱热防护部件，其主要功能为隔绝导弹飞行过程空气摩擦产生的热量，确保舵机舱内部温度满足电子元器件工作环境要求。传统舵机护板为钛合金材料，其密度约4.5g/cm³，导热系数约15.24(W/m·K)，而树脂基复合材料密度≤2.0g/cm³,且大多数树脂基复合材料导热系数≤1.0(W/m·K)，较钛合金具有质轻，隔热功能好，可设计性强等特点。因此，以树脂基复合材料制备舵机护板较钛合金护板具有轻质、低导热、可设计、无需辅助防热等优点。受弹体装配尺寸及气动特点限制，舵机护板沿宽度方向以及头部沿长度方向均为变厚度，结构较为复杂，铺层难度较大，舵机护板工作时气动环境恶劣，温度梯度较大。层合板复合材料结构层间性能弱，在极高温度下易出现表面鼓包、分层、破裂甚至布层被逐层剥离等问题，为解决此问题，本专利采用一种低成本缝纫体结构作为增强体，以耐高温树脂作为基体，制备一种缝纫体增强复合材料舵机护板。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种缝纫体增强复合材料舵机护板成型方法。通过采用机械缝合方法制备变厚度整体织物，以耐高温树脂体系进行浸渍，采用模压、树脂传递模塑(RTM)、真空辅助树脂传递模塑(VARTM)等复合材料成型方法制备导弹用复合材料舵机护板，解决层合复合材料舵机护板在高温状态下鼓包、分层问题，并降低产品的成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种缝纫体增强复合材料舵机护板成型方法，包括以下步骤：

以纤维布和缝纫线为原材料，采用机械缝纫方法制备缝纫体；

用耐高温树脂浸润缝纫体制成预制体，预制体经高温固化后制成毛坯，将毛坯进行加工即得所述舵机护板。

优选地，所述纤维布为碳纤维布、石英纤维布、芳纶纤维布，织物结构为平纹、斜纹、缎纹中的一种；所述缝纫线为玻璃纤维缝纫线，石英纤维缝纫线，芳纶纤维缝纫线中的一种；缝纫体制备工艺过程包括裁布、铺叠、预缝合、冷预压、机械缝纫等。

优选地，所述缝纫体的制备包括裁布、铺叠、预缝合、预压、机械缝合的步骤；

所述缝纫体裁布宽度不低于5mm；所述铺叠按照宽度由大至小顺序进行，铺叠完成后以缝纫线进行预缝合，预缝合针脚间距为50～80mm，预缝合覆盖每一布块；所述预缝合后进行一次冷预压，预压压力400～500N，预压时间30～60min，预压在舵机护板成型模中进行；所述预压后采用工业缝纫机进行缝纫，针脚间距5～15mm。

优选地，所述缝纫体裁布的尺寸和数量根据舵机护板厚度尺寸t和纤维布浸胶固化后的单层厚度δ₂计算确定。

优选地，所述裁布前，以纵线和横线对舵机护板进行分割，纵线间距5mm，横线间距5mm，形成5mm×5mm方格，按照n＝t/δ₂计算各方格所需纤维布层数量n，并对相同层数的方格进行合并确定裁布尺寸及数量，以最小n值除以3后的整数部分作为纤维布整体层的数量，余数部分作为纤维布增厚层的数量。

优选地，所述耐高温树脂的初始分解温度高于400℃，分解峰温度高于500℃；所述耐高温树脂为酚醛树脂(PF)、双马来酰亚胺树脂(BMI)、聚酰亚胺树脂(PI)、含硅芳炔树脂(PSA)中的一种。

优选地，所述耐高温树脂为纯树脂或由可挥发性溶剂稀释后的树脂胶液；所述可挥发性溶剂为无水乙醇、乙酸乙酯、四氢呋喃中一种，所述树脂胶液中树脂质量含量为45％～55％。

优选地，所述耐高温树脂的粘度≤800mPa·s。

优选地，所述用耐高温树脂浸润缝纫体制成预制体的方法为浸胶、刷胶和真空导入浸渍中的一种；所述制得的预制体中纯树脂的质量含量为37％～43％。

优选地，所述预制体高温固化采用模压成型、树脂传递模塑成型、真空袋压成型、真空辅助树脂传递模塑成型中的一种。

优选地，所述纤维布按一定顺序进行叠放时，采用织物定型剂对纤维布进行预固定。