本發(fā)明屬于固體火箭發(fā)動機，涉及擋藥板組件，具體涉及一種發(fā)動機擋藥板組件及制備工藝。

背景技術(shù)：

1、擋藥板組件是基于自由裝填式裝藥的固體火箭發(fā)動機中的重要組成部件，其主要作用是限定推進劑藥柱及固定點火藥盒，對裝藥及點火藥盒起到支撐、緩沖和抗燒蝕作用，阻擋藥柱或藥柱碎塊竄入噴管，保護發(fā)動機結(jié)構(gòu)完整性的同時，保證推進劑工作產(chǎn)生的高溫燃氣正常流通。為了保證發(fā)動機正常、可靠工作，擋藥板組件需具有以下特性：良好的力學性能和耐燒蝕性能，以起到支撐裝藥及點火藥盒的作用，同時抵抗推進劑燃燒時產(chǎn)生的高溫、高速燃氣及粒子的沖刷及燒蝕；相對較低的綜合密度，避免產(chǎn)生消極質(zhì)量；良好的加工工藝性，可以便捷的成型制造。擋藥板組件須能夠承受高達3600k、富含顆粒的高溫高速燃氣的沖刷燒蝕。

2、目前常用的擋藥板組件材質(zhì)或結(jié)構(gòu)方案主要包括：高硬度合金、耐高溫合金、金屬底座+耐燒蝕層。其中，前二者均導致?lián)跛幇逑麡O重量偏大，同時在工作過程中，熔融剝離、燒蝕形成的顆?；蛞旱我锥氯麌姽埽踔林苯佑绊懭济娣€(wěn)定性。此外，耐高溫合金還存在制造成本高、加工難度大等問題。金屬底座+耐燒蝕層型擋藥板組件的底部可以使用經(jīng)濟型鋼材，表面粘結(jié)、鋪貼、涂覆耐燒蝕的有機或無機材料，例如耐燒蝕丁腈、耐燒蝕三元乙丙、酚醛樹脂基復合材料或無機涂層。

3、申請?zhí)枮閏n201320430843.6的中國專利提出了一種針對火箭發(fā)動機的推進劑藥柱固定裝置，該裝置主要由密封圈、彈性擋圈和定位體構(gòu)成，可以實現(xiàn)藥柱的可靠固定。申請?zhí)枮閏n201710699645.2的中國專利提出了一種基于雙層鏤空結(jié)構(gòu)金屬基體的熱障涂層擋藥板結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)需要mcraly系合金粘接層及zro2涂層需要采用高溫等離子噴涂實現(xiàn)加工，成本較高、工藝較為復雜。然而，一方面，傳統(tǒng)的非金屬材料往往存在強度不高或高溫脆化/炭化剝離的問題。另一方面，當擋藥板組件型面較為復雜時(例如含大量拐角、凹腔或直棱角的異型結(jié)構(gòu))，采用先壓制后粘接或涂裝工藝則存在粘接面質(zhì)量難控制或成本高昂的問題，甚至有時難以實現(xiàn)復雜型面耐燒蝕層的制造。可見，擋藥板組件涉及的耐燒蝕層或緩沖層材料往往無法同時滿足：良好力學、耐燒蝕、低密度和易加工的綜合要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種發(fā)動機擋藥板組件，解決現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)動機擋藥板組件的材料的可靠性有待進一步提升的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明的目的在于，提供一種發(fā)動機擋藥板組件的制備工藝，解決現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)動機擋藥板組件的制備工藝的易加工性有待進一步提升的技術(shù)問題。

3、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

4、一種發(fā)動機擋藥板組件，包括金屬底座，所述的金屬底座上設置有擋藥板緩沖層，所述的擋藥板緩沖層由以下原料制成：液體硅橡膠、增韌劑、硅微粉、硼化鋯、碳纖維、石英纖維和聚酰亞胺纖維。

5、本發(fā)明還具有如下技術(shù)特征：

6、具體的，所述的擋藥板緩沖層，以重量份數(shù)計，由以下原料組成：液體硅橡膠為100份，增韌劑為2～5份，硅微粉為14～30份，硼化鋯為3～11份，碳纖維為3～8份，石英纖維為0.5～3份，聚酰亞胺纖維為0.5～2份。

7、優(yōu)選的，所述的擋藥板緩沖層材料，以重量份數(shù)計，由以下原料組成：液體硅橡膠為100份，增韌劑為5份，硅微粉為30份，硼化鋯為10份，碳纖維為8份，石英纖維為2份，聚酰亞胺纖維為2份。

8、本發(fā)明還保護一種如上所述的發(fā)動機擋藥板組件的制備工藝，該工藝通過專用模具實現(xiàn)發(fā)動機擋藥板組件的一體化模壓成型；所述的專用模具包括中心座，中心座上同軸設置有中心軸，中心軸上同軸套裝有可拆卸的定位圈，定位圈外的中心座上同軸套裝有可拆卸的擋圈，擋圈和定位圈之間安裝有可拆卸的壓蓋。

9、所述的中心座、中心軸、定位圈、擋圈和壓蓋圍成的腔體為擋藥板組件型腔。

10、具體的，該工藝包括以下步驟：

11、步驟一，金屬底座的加工：

12、步驟二，金屬底座的預處理：

13、對步驟一制得金屬底座待粘接面進行處理。

14、步驟三，配置擋藥板緩沖層的原料。

15、步驟四，模壓擋藥板組件粗坯：

16、將金屬底座置于專用模具的擋藥板組件型腔內(nèi)，在金屬底座外套裝擋圈，在中心軸上套裝定位圈，將所述的擋藥板緩沖層的原料裝入擋藥板組件型腔內(nèi)，按壓密實，使得所述的擋藥板緩沖層的原料均勻鋪覆于金屬底座的待粘接面上；然后蓋上專用模具的壓蓋。

17、將所述的專用模具、金屬底座以及所述的擋藥板緩沖層的原料組成的配合件置于平板硫化機上，模壓成型，經(jīng)保溫固化、冷卻和脫模，制得擋藥板組件粗坯。

18、步驟五，對擋藥板組件粗坯進行整形：

19、對擋藥板組件粗坯進行整形，制得擋藥板組件。

20、優(yōu)選的，步驟四中，所述的保溫固化階段，所述的中心座和定位圈之間通過第一螺栓實現(xiàn)鎖緊；所述的中心座和擋圈和壓蓋之間通過第二螺栓實現(xiàn)鎖緊；然后將鎖緊后的配合件置于烘箱或固化爐中加熱固化。

21、優(yōu)選的，步驟四中，所述的模壓成型的工藝條件為：在80±5℃，2mpa條件下模壓4±0.5h或者在120℃±5℃，2mpa條件下模壓2±0.5h；所述的保溫固化的工藝條件為：在80±5℃，2mpa條件下保溫4±0.5h或者在120℃±5℃，2mpa條件下保溫2±0.5h。

22、優(yōu)選的，步驟二中，所述的預處理步驟包括：酸洗、堿洗、清潔、烘干、噴砂、清潔和涂裝底膠。

23、優(yōu)選的，步驟三的具體過程包括以下步驟：

24、步驟301，所述的液體硅橡膠為包括a組分和b組分的雙組分液體硅橡膠；所述的a組分和b組分按照質(zhì)量比1:1的比例配合使用；將增韌劑、硅微粉以及硼化鋯添加至液體硅橡膠的a組分中混合均勻，得到膏狀膠料。

25、步驟302，將碳纖維、石英纖維和聚酰亞胺纖維添加至步驟一制得的膏狀膠料中分散均勻，得到團狀膠料。

26、步驟303，將液體硅橡膠的b組分添加至步驟二制得的團狀膠料中，將物料混合均勻，得到擋藥板緩沖層的原料。

27、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果：

28、(ⅰ)本發(fā)明提出了一種具有良好綜合性能、模壓流動性的硅橡膠基擋藥板組件，可以實現(xiàn)對藥柱及點火器具的可靠性支撐。

29、(ⅱ)本發(fā)明的發(fā)動機擋藥板組件有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中擋藥板緩沖層使用聚氨酯、三元乙丙橡膠等有機材料，或是使用硅酸鹽、氧化鋯等無機涂層時，存在步驟繁瑣、材料性能無法滿足需求、或者成本高昂的問題。

30、(ⅲ)本發(fā)明中的發(fā)動機擋藥板組件專用模具既可以通過直接模壓固化使用，也可以鎖緊螺釘后轉(zhuǎn)移至烘箱或固化爐中加熱固化使用。

31、(ⅳ)本發(fā)明的擋藥板組件的制備工藝可以快速制備及成型，在實現(xiàn)材料性能滿足設計需求的同時，具有操作簡單、配套的工藝成本低廉和工藝適應性強的效果，為航空航天、武器裝備制造領(lǐng)域中常見的基于自由裝填式裝藥的固體火箭發(fā)動機擋藥板組件的可控、可靠及低成本制造提供了新思路。