【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空、航天承载/防热结构件制备，涉及一种内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头模压成型方法。
技术介绍
1、某产品飞行时会产生极端的气动力、气动热和其他复杂的物理现象，产品头部受到高温气流的快速摩擦，短时间内产生大量的热量，传递到产品表面在不同的区域形成较高的温度，在高压和高过载的作用下，可能会使端头部位的结构破坏甚至解体。如果端头采取过防热设计，不仅使得制造成本和产品重量增加，而且会导致产品的不对称烧蚀，造成飞行不稳定。因此有必要制备一种高稳定性、高适应性、低成本、检测飞行过程中实际温度的变化的端头，对后续飞行产品使用端头的材料选用和防热结构的设计提供依据。
2、现阶段端头主流使用的材料主要有树脂基、碳基和陶瓷基三类。其中碳基防热材料以碳/碳复合材料为主，即碳纤维编织物通过化学气相沉积(cvd)沉积碳或浸渍碳，后再经碳化或石墨化成型，如遇到飞行任务临时改变，碳基材料的升华效应得不到发挥，成为单纯的氧化燃烧，达不到预期的防热效果。陶瓷基防热材料主要是碳/石英复合材料，成型工艺为惰性气体氛围中高温熔融亚微米级别的基体颗粒后浸渍在增强材料的预成型体上，工艺方法对设备要求很高。这两种制备方式只能通过成型后加工的方式将温度传感器粘接其中，破坏了端头的整体性，在极端飞行条件下可能会发生端头蹿火解体。树脂基中的高硅氧纤维及石英纤维主要成分为二氧化硅，二氧化硅气化潜热达3000kcal，能进一步吸收气动热量，在高温熔化后生成粘度很高的液膜，在高气流下不易被冲刷掉，酚醛树脂遇到高温立即碳化形成耐热性高的碳原子骨架层，强度高，
技术实现思路
1、(一)专利技术目的
2、本专利技术的目的是：提供一种内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头模压成型方法，既能满足飞行产品对承载及防热的需求，又能在飞行过程中采集端头温度实时的变化数据。
3、(二)技术方案
4、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头模压成型方法，包括以下步骤：
5、(1)探针温度传感器保护支架的成型及加工：支架分两部分，中心对接槽内用于布置传感器，对接面上还设置有定位凸起和定位凹槽；制备短纤维石英/酚醛预混料，装模，压制探针温度传感器保护支架预制体毛坯，加工探针温度传感器保护支架毛坯，获得锥形探针温度传感器保护支架。支架端头设保护棒，用于避免步骤3中压机合模时对传感器产生损坏。
6、(2)探针温度传感器的封装：探针温度传感器布线，探针温度传感器粘接，探针温度传感器支架组合，探针温度传感器通断检测，探针温度传感器粘接封装，探针温度传感器支架固化，加工成不规则的阶梯形凹槽，得到探针温度传感器内置件。
7、(3)端头制件的成型：制备短纤维石英/酚醛预混料，探针式温度传感器内置件置入端头模具，端头模具内装填内圈短纤维石英/酚醛预混料，预成型，探针温度传感器通断检测，装填端头制件外圈长纤维石英/酚醛预混料，模压成型，探针温度传感器测试，得到一种内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头粗成品。端头制件模具包括上模具和下模具，上模具用于固定探针式温度传感器内置件，为倒置的凸字形，其顶部平面与压机接触，底面上设内置件定位槽，两侧台阶上设与下模具对接的定位销；下模具为凹字形，包含端头制件成型的模腔，装料过程以探针式温度传感器内置件为中心，端头制件内圈定义为围绕探针温度传感器内置件周围，端头制件外圈定义为下模具模腔内表面周围。
8、(4)端头制件的加工：将内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头结构制件粗成品机加去掉前置部分保护棒，端头制品置于烘箱里进行后固化，得到内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头制件。
9、进一步地，步骤(1)所述短纤维石英/酚醛的短纤维石英为增强材料，石英纤维丝束经过切断，切断的纤维长度不超过30mm～50mm。
10、进一步地，步骤(1)所述短纤维石英/酚醛预混料的基体材料为氨酚醛树脂、镁酚醛树脂、硼酚醛树脂中的一种或几种的混合。
11、进一步优选地，所述短纤维石英/酚醛预混料的树脂为镁酚醛树脂。
12、进一步地，步骤(1)所述装模，将短纤维石英/酚醛预混料在烘箱预热，预热温度：80℃～90℃，预热时间：20min～30min。分两次均匀将短纤维石英/酚醛预混料装入模腔中。
13、进一步地，步骤(1)所述压制探针温度传感器保护支架预制体毛坯，将模具合模，预升温，保温，加接触压，升温，加压，保温，保压，得到压制探针温度传感器保护支架预制体毛坯。
14、进一步优选地，所述合模将上下模具在液压机上进行合拢。
15、进一步优选地，所述预升温，将模具温度经电热棒加热在40min～45min由室温升高至80℃～90℃。
16、进一步优选地，所述保温，将模具温度维持在80℃～90℃，维持温度40min～50min。
17、进一步优选地，所述加接触压，在保温20min～25min使用液压机施加表压1mpa～2mpa压力。
18、进一步优选地，所述升温，将模具温度以2℃-5℃/10min的速率将温度升高至120℃～130℃。
19、进一步优选地，所述加压，在升温完成后使用液压机施加表压至15mpa～18mpa。
20、进一步优选地，所述保温，在120℃～130℃制度内保温时间计算为t＝a*d，其中，t为保温时间，单位为min；a为镁酚醛保温系数，取值范围为4～5min，单位为min/mm；d为探针温度传感器保护支架预制体毛坯总厚度，单位为mm。
21、进一步优选地，所述保压，在保温期间，通过液压机调节使得压机表压始终处于15mpa～18mpa范围内。
22、进一步地，步骤(1)所述加工探针温度传感器保护支架毛坯，将探针温度传感器保护支架毛坯切割后铣成两个半锥形，在半锥形上的平面加工探针传感器预留槽和凹凸半圆形定位组合结构。
23、进一步优选地，所述半锥形，截面为裙状，顶头为半圆柱体。
24、进一步优选地，所述在半锥形上的平面加工探针传感器预留槽和凹凸半圆形定位组合结构，在半椎体上铣出5mm探针传感器预留槽，在预留槽两端分别加工凹凸圆形组合结构。
25、进一步地，步骤(2)所述探针温度传感器的布线，将探针温度传感器线按步骤(1)加工的探针温度传感器保护支架的预留槽进行放置。
26、进一步地，步骤(2)所述探针温度传感器粘接，使用常规的3m908双面胶裁剪后分点位固定探针温度传感器。
27、进一步地，步骤(2)所述探针温度传感器支架组合，将两半探针温度传感器支架按凹凸圆形槽进行定位组合为一个整体。
28、进一步地，步骤(2)所述探针温度传感器通断检测，使用数显温控器或其他设备对探针温度传感器的通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头模压成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头模压成型方法，其特征在于，步骤(1)中，所述短纤维石英/酚醛的短纤维石英为增强材料，石英纤维丝束经过切断，切断的纤维长度不超过30mm～50mm；所述短纤维石英/酚醛预混料的基体材料为氨酚醛树脂、镁酚醛树脂、硼酚醛树脂中的一种或几种的混合；所述短纤维石英/酚醛预混料的树脂为镁酚醛树脂。
3.如权利要求2所述的内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头模压成型方法，其特征在于，步骤(1)中，装模时，将短纤维石英/酚醛预混料在烘箱预热，预热温度：80℃～90℃，预热时间：20min～30min。分两次均匀将短纤维石英/酚醛预混料装入模腔中。
4.如权利要求3所述的内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头模压成型方法，其特征在于，步骤(1)中，所述压制探针温度传感器保护支架预制体毛坯，将模具合模，预升温，保温，加接触压，升温，加压，保温，保压，得到压制探针温度传感器保护支架预制体毛坯；所述合模将上下模具在液压机上进行合拢；所述预升温，
5.如权利要求4所述的内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头模压成型方法，其特征在于，步骤(1)中，所述加工探针温度传感器保护支架毛坯，将探针温度传感器保护支架毛坯切割后铣成两个半锥形，在半锥形上的平面加工探针传感器预留槽和凹凸半圆形定位组合结构；所述半锥形，截面为裙状，顶头为半圆柱体；所述在半锥形上的平面加工探针传感器预留槽和凹凸半圆形定位组合结构，在半椎体上铣出5mm探针传感器预留槽，在预留槽两端分别加工凹凸圆形组合结构。
6.如权利要求5所述的内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头模压成型方法，其特征在于，步骤(2)中，所述探针温度传感器的布线，将探针温度传感器线按步骤(1)加工的探针温度传感器保护支架的预留槽进行放置；所述探针温度传感器粘接，使用常规的3M908双面胶裁剪后分点位固定探针温度传感器；所述探针温度传感器支架组合，将两半探针温度传感器支架按凹凸圆形槽进行定位组合为一个整体；所述探针温度传感器通断检测，使用数显温控器或其他设备对探针温度传感器的通断进行测试；所述探针温度传感器粘接封装和探针温度传感器支架固化，采用真空压实的方式夯实固定探针温度传感器支架，在另一端真空嘴注入镁酚醛树脂，之后放入烘干箱设置120℃，固化12小时；所述加工成阶梯形，使用三个随形工装对探针温度传感器固定，使用车床车出不规则的阶梯形凹槽，得到探针温度传感器内置件。
7.如权利要求6所述的内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头模压成型方法，其特征在于，步骤(3)中，所述制备短纤维石英/酚醛预混料同步骤(1)的操作方式，石英纤维束切断的纤维长度不超过15mm～20mm；所述组装探针式温度传感器内置件，将步骤(2)的探针温度传感器内置件与金属端头柄进行组装，探针式温度传感器预留线引出于上模具旁边预留孔，配制硅橡胶胶粘剂，用硅橡胶封堵预留孔，升高液压机上模温度，在80℃～120℃的温度条件下固化硅橡胶4h～8h。
8.如权利要求7所述的内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头模压成型方法，其特征在于，步骤(3)中，所述装填内圈短纤维石英/酚醛预混料和预成型，使用液压机将模具提前预热至80℃～90℃，将石英纤维长度15mm～20mm的预混料如同步骤(1)进行烘料，预混料预热温度：80℃～90℃，预热时间：20min～30min，后装入模腔中，使得其均匀分布于探针式温度传感器内置件外侧，设置模具温度为90℃，保温时间30min，施加压力2MPa～3MPa；所述探针温度传感器通断检测，同步骤(2)检测探针温度传感器的通断情况。
9.如权利要求8所述的内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头模压成型方法，其特征在于，步骤(3)中，所述装填端头制件外圈长纤维石英/酚醛预混料，将...
【技术特征摘要】
1.一种内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头模压成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头模压成型方法，其特征在于，步骤(1)中，所述短纤维石英/酚醛的短纤维石英为增强材料，石英纤维丝束经过切断，切断的纤维长度不超过30mm～50mm；所述短纤维石英/酚醛预混料的基体材料为氨酚醛树脂、镁酚醛树脂、硼酚醛树脂中的一种或几种的混合；所述短纤维石英/酚醛预混料的树脂为镁酚醛树脂。
3.如权利要求2所述的内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头模压成型方法，其特征在于，步骤(1)中，装模时，将短纤维石英/酚醛预混料在烘箱预热，预热温度：80℃～90℃，预热时间：20min～30min。分两次均匀将短纤维石英/酚醛预混料装入模腔中。
4.如权利要求3所述的内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头模压成型方法，其特征在于，步骤(1)中，所述压制探针温度传感器保护支架预制体毛坯，将模具合模，预升温，保温，加接触压，升温，加压，保温，保压，得到压制探针温度传感器保护支架预制体毛坯；所述合模将上下模具在液压机上进行合拢；所述预升温，将模具温度经电热棒加热在40min～45min由室温升高至80℃～90℃；所述保温，将模具温度维持在80℃～90℃，维持温度40min～50min；所述加接触压，在保温20min～25min使用液压机施加表压1mpa～2mpa压力；所述升温，将模具温度以2℃-5℃/10min的速率将温度升高至120℃～130℃；所述加压，在升温完成后使用液压机施加表压至15mpa～18mpa；所述保温，在120℃～130℃制度内保温时间计算为t＝a*d，其中，t为保温时间，单位为min；a为镁酚醛保温系数，取值范围为4～5min，单位为min/mm；d为探针温度传感器保护支架预制体毛坯总厚度，单位为mm；所述保压，在保温期间，通过液压机调节使得压机表压始终处于15mpa～18mpa范围内。
5.如权利要求4所述的内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头模压成型方法，其特征在于，步骤(1)中，所述加工探针温度传感器保护支架毛坯，将探针温度传感器保护支架毛坯切割后铣成两个半锥形，在半锥形上的平面加工探针传感器预留槽和凹凸半圆形定位组合结构；所述半锥形，截面为裙状，顶头为半圆柱体；所述在半锥形上的平面加工探针传感器预留槽和凹凸半圆形定位组合结构，在半椎体上铣出5mm探针传感器预留槽，在预留槽两端分别加工凹凸圆形组合结构。
6.如权利要求5所述的内嵌探针温度传感器石英/酚醛端头模压成型方法，其特征在于，步骤(2)中，所述探针温度传感器的布线，将探针温度传感器线按步骤(1)加工的探针温度传感器保护支架的预留槽进行放置；所述探针温度传感器粘接，使用常规的3m908双面胶裁剪后分点位固定探针温度传感器；所述探针温...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘树山，陈紫轩，徐洋，赵欣，吕鹏，蔡萌萌，张雪昕，胡光伟，
申请(专利权)人：北京星航机电装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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