【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于復(fù)合材料成型，具體涉及一種復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子復(fù)合成型方法，還涉及一種復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子。
技術(shù)介紹
1、復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子承受動載荷，為主承力構(gòu)件，主要功能為將發(fā)動機輸出不同扭矩轉(zhuǎn)化為航行所需的推力，以要求的速度航行，對復(fù)合材料力學(xué)性能要求較高。三維編織預(yù)制體增強復(fù)合材料除具備常規(guī)高性能復(fù)合材料的優(yōu)勢外，還具備增強方式可設(shè)計性強、整體強度高、抗沖擊能力強、制件安全裕度高等突出特點，是制造高承載、高可靠性、輕量化系統(tǒng)部件最具優(yōu)勢的工藝材料，已應(yīng)用于復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子的制備。但現(xiàn)有的復(fù)合材料轉(zhuǎn)子的環(huán)氧樹脂體系存在極性大的問題，在海洋環(huán)境中長期使用容易發(fā)生吸水溶脹和水解現(xiàn)象，進而導(dǎo)致復(fù)合材料轉(zhuǎn)子整體力學(xué)性能下降、樹脂和纖維的界面性能脫層，最終導(dǎo)致纖維復(fù)合材料主軸方向及層間的強度顯著降低，降低復(fù)合材料轉(zhuǎn)子服役壽命。熱塑性樹脂由于較低的吸水性使得其具有良好的抗吸水溶脹性能，其分子結(jié)構(gòu)呈鏈狀，柔性好，因此樹脂韌性好，抗沖擊性優(yōu)異。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的第一目的是提供一種復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子復(fù)合成型方法，解決了現(xiàn)有復(fù)合材料轉(zhuǎn)子的吸水率高導(dǎo)致服役壽命短的技術(shù)問題。
2、本專利技術(shù)所采用的第一種技術(shù)方案是，復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子復(fù)合成型方法，具體包括以下步驟：
3、s1，制備轉(zhuǎn)子預(yù)成型體并加工金屬軸芯，制備和加工完成后對轉(zhuǎn)子預(yù)成型體和金屬軸芯進行預(yù)處理；
4、s2，將金屬軸芯放入模具型腔內(nèi)；
5、s3，在模具型腔底部設(shè)置定位支撐，將轉(zhuǎn)
6、s4，轉(zhuǎn)子預(yù)成型體和模具型腔內(nèi)壁之間形成第一空腔，第一空腔的厚度不超過轉(zhuǎn)子預(yù)成型體中葉片截面厚度的1/3，轉(zhuǎn)子預(yù)成型體與金屬軸芯之間形成第二空腔，第二空腔的厚度為3mm-5mm；
7、s5，在第一空腔和第二空腔內(nèi)進行注塑，得到轉(zhuǎn)子毛坯；
8、s6，將轉(zhuǎn)子毛坯從模具型腔內(nèi)取出，并對轉(zhuǎn)子毛坯進行精加工，得到成型轉(zhuǎn)子。
9、本專利技術(shù)第一種技術(shù)方案的特點還在于：
10、s1具體為：采用三維編織+rtm工藝制備轉(zhuǎn)子預(yù)成型體，三維預(yù)制體采用t700級碳纖維進行織造，樹脂選用適合rtm工藝的環(huán)氧樹脂；采用鈦合金機械加工制備金屬軸芯，金屬軸芯內(nèi)表面粗糙度數(shù)值≥ra12.5。
11、金屬軸芯上設(shè)置有防滑脫結(jié)構(gòu)。
12、s3中的定位支撐和s5中的注塑選擇相同的低吸水率熱塑性材料。
13、預(yù)處理具體為吹砂毛化。
14、本專利技術(shù)所采用的第二種技術(shù)方案是，根據(jù)上述的復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子復(fù)合成型方法成型得到的復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子，包括金屬軸芯和預(yù)成型體，金屬軸芯和預(yù)成型體之間以及預(yù)成型體外表面注塑有低吸水率熱塑性材料。
15、本專利技術(shù)第二種技術(shù)方案的特點還在于：
16、金屬軸芯外壁設(shè)置有防脫結(jié)構(gòu)，防脫結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在金屬軸芯靠近兩端處的凸臺，還包括在兩個凸臺之間沿著金屬軸芯徑向設(shè)置的多棱柱結(jié)構(gòu)。
17、本專利技術(shù)的有益效果是：
18、本專利技術(shù)復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子復(fù)合成型方法通過對第一空腔的厚度進行設(shè)置進一步保留三維編織環(huán)氧樹脂復(fù)合材料轉(zhuǎn)子的力學(xué)性能；通過采用低吸水率熱塑性材料進行注塑，降低了復(fù)合材料轉(zhuǎn)子的吸水率，提高了復(fù)合材料轉(zhuǎn)子的使用壽命，避免了現(xiàn)有技術(shù)中的復(fù)合材料轉(zhuǎn)子的環(huán)氧樹脂體系存在極性大的問題，在海洋環(huán)境中長期使用容易發(fā)生吸水溶脹和水解現(xiàn)象，進而導(dǎo)致復(fù)合材料轉(zhuǎn)子整體力學(xué)性能下降、樹脂和纖維的界面性能脫層，最終導(dǎo)致纖維復(fù)合材料主軸方向及層間的強度顯著降低，降低復(fù)合材料轉(zhuǎn)子服役壽命的技術(shù)問題。
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1.復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子復(fù)合成型方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子復(fù)合成型方法，其特征在于，所述S1具體為：采用三維編織+RTM工藝制備轉(zhuǎn)子預(yù)成型體(2)，三維預(yù)制體采用T700級碳纖維進行織造，樹脂選用適合RTM工藝的環(huán)氧樹脂；采用鈦合金機械加工制備金屬軸芯(1)，金屬軸芯(1)內(nèi)表面粗糙度數(shù)值≥Ra12.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子復(fù)合成型方法，其特征在于，所述金屬軸芯(1)上設(shè)置有防滑脫結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子復(fù)合成型方法，其特征在于，所述S3中的定位支撐(4)和所述S5中的注塑選擇相同的低吸水率熱塑性材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子復(fù)合成型方法，其特征在于，所述預(yù)處理具體為吹砂毛化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子復(fù)合成型方法成型得到的復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子，其特征在于，包括金屬軸芯(1)和預(yù)成型體(2)，所述金屬軸芯(1)和預(yù)成型體(2)之間以及預(yù)成型體(2)外表面注塑有低吸水率熱塑性
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述金屬軸芯(1)外壁設(shè)置有防脫結(jié)構(gòu)，所述防脫結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在金屬軸芯(1)靠近兩端處的凸臺(5)，還包括在兩個凸臺(5)之間沿著金屬軸芯(1)徑向設(shè)置的多棱柱結(jié)構(gòu)(6)。
...【技術(shù)特征摘要】
1.復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子復(fù)合成型方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子復(fù)合成型方法，其特征在于，所述s1具體為：采用三維編織+rtm工藝制備轉(zhuǎn)子預(yù)成型體(2)，三維預(yù)制體采用t700級碳纖維進行織造，樹脂選用適合rtm工藝的環(huán)氧樹脂；采用鈦合金機械加工制備金屬軸芯(1)，金屬軸芯(1)內(nèi)表面粗糙度數(shù)值≥ra12.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子復(fù)合成型方法，其特征在于，所述金屬軸芯(1)上設(shè)置有防滑脫結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料推進器轉(zhuǎn)子復(fù)合成型方法，其特征在于，所述s3中的定位支撐(4)和所述s5中的注塑選擇...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王濤，葛世超，萬亞靜，張姿，劉今歌，李寧，趙曉倩，力譯凡，
申請(專利權(quán))人：中國船舶集團有限公司第十二研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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