某轻型坦克复合材料油箱二次成型工艺及模具的制备方法

2018-02-28李芸芸蔺福强

科技与创新 2018年4期

李芸芸，蔺福强

（1.北京中铁长龙新型复合材料有限责任公司，北京 100000；2.63628部队，甘肃酒泉 735000）

1 概述

复合材料油箱（composite tank）是由碳纤维和环氧树脂通过真空袋成型工艺制备而成的，具有比强度高、比模量高、可设计性灵活、易于整体成型、可导静电、防渗漏、耐老化等特点。它主要用于替代客户产品中常用的金属铝油箱，在满足油箱性能要求的基础上，质量可减轻20%.

该产品已在某型装甲车上应用，并已经过高温、低温、高压恶劣环境，特殊路况的考验，运行结果良好，得到了客户的一致好评。

2 制备材料及方法

2.1 制备原料及设备

在实际工作中，用到的原辅料有玻璃钢模具（自制）、导静电涂料、4481树脂（常州华科聚合物股份有限公司）、3K碳纤布370 g/m2（山东江山纤维科技）、透气毡（北京科拉斯科技有限公司）、吸胶毡（北京科拉斯科技有限公司）、导流网（北京科拉斯科技有限公司）、树脂管（市场）、真空袋（北京科拉斯科技有限公司）、密封胶条（北京科拉斯科技有限公司）；用到的设备是真空缓冲罐（自制）。

2.2 制作方法

2.2.1 模具制作方法

制作模具时，采用双阴模的方式，具体步骤是：①将木型模具首先制备成整体木型，然后在分型线处将其分割为两部分，两部分木型制作为空心（可承受住手糊操作即可）；②利用木型直接糊制出FRP模具，然后对模具进行后处理。木模分型方式如图1所示。采用阴模模具的优势是制备内壳时外表面光滑，无拼接痕。

2.2.2 二次成型工艺

二次成型工艺的实施步骤是：内壳成型—内壳密封测试—外壳成型—固化—脱模。

2.2.2.1 内壳成型

2.2.2.1.1 模具处理

在铺层前，模具要脱模蜡两三遍。

2.2.2.1.2 铺层

铺层时，铺设3层370 g/m2碳纤布＋脱模布＋导流网，铺层向工艺边上翻50 mm，导流网比铺层小110 mm，具体如图2所示。铺层铺完后，黏接面的位置加上随型工装来保证4个转角和内表面的平整光滑，强芯毡裁剪尺寸为60 mm×80 mm，一共8块。

图1 木模分型方式

图2 内壳铺层图

2.2.2.1.3 注胶方式

注胶时，中间注胶，四周抽真空，中间注胶管用导流网包起来，离铺层高为10 mm，具体如图3所示。

2.2.2.1.4 密封测试

密封测试时，在油管处连接Φ6的管，给正压0.01 MPa，外部刷洗衣粉泡，看是否有吹泡泡的现象。如果洗衣粉水测不出漏气，用真空袋进行保压试验，不掉压，说明产品密封。

2.2.2.2 外壳成型

在内壳处理方面，铺层前对内壳进行打磨处理，表面处理毛糙为止，打磨完成后，再次测漏气，不漏气再铺层。

2.2.2.2.1 铺层

铺层时，每面铺设4层370 g/m2碳纤维布＋脱模布＋导流网＋转角随型工装。具体铺层方法是：①4面（棱边都翻出50 mm）一铺，上下、前后、左右共走3遍，此时每面2层，每个棱边3层，每个顶点3层；②四面（棱边都翻出70 mm）一铺，上下、前后、左右共走3遍，此时每面2层，每个棱边3层，每个顶点3层。

2.2.2.2.2 注胶方式

注胶时，中间注胶，两端抽真空，中间注胶管用导流网包裹起来，离油箱铺层10 mm，围绕油箱1圈，两端的抽真空需要引到1个小真空袋中的强心毡上再进行抽真空处理。强心毡的尺寸为100 mm×200 mm。抽真空口处无导流网区域为Φ200，具体注胶情况如图4所示。