飞行载体隔热涂层施工工艺初探_庞留洋
- 格式：pdf
- 大小：145.03 KB
- 文档页数：3
=
% &
&’ #
隔热涂层性能指标
隔热涂层性能指标见表 3。
$
隔热涂料选择与组成
根据产品飞行环境与综合成本分析选择了高密度 （高分子聚合物） 隔热涂料。该涂料由黏结剂 、 隔热耐 烧蚀填料、 特种功能添加剂、 增强剂、 稀释剂等组成。 !黏结剂由环氧改性有机硅树脂、硅酮树脂等组
工艺流程及关键工序工艺参数的确定
0112 年 30 月 第 33 卷第 30 期
现代涂料与涂装 !"#$%& ’()&* + ,)&)-.)&/
4$56 0112 7"86 33 9"6 30
技术与经验交流
飞行载体隔热涂层施工工艺初探
庞留洋，李新民
（中国兵器河南北方红阳公司， 河南 南召 @C@DC2 ） 摘 要：针对某飞行载体工作环境选择了隔热涂料， 根据产品及涂料特点， 对工艺流程 、 施工参数进行了研 究和探讨； 确定了合理的工艺流程及施工参数。 关键词：隔热涂层；喷涂；固化；拉剪试验；隔热试验 中图分类号：EFD=G 文献标识码：H 文章编号：311C I GA@2 J 0112 > 30 I 11A1 I 1=
!"
0112 年 30 月 第 33 卷第 30 期
现代涂料与涂装 !"#$%& ’()&* + ,)&)-.)&/
4$56 0112 7"86 33 9"6 30
适用。 涂层固化参数的设定：根据涂料的性质及涂层厚 度等设定固化温度与时间。先将工件在 : ;< = < > ? 固 化 ;1 @)&， 然后经 3 . 将炉温从 : ;< = < > ? 升至 : A1 = 再保温 0 .， 关闭电源待炉温降至室温， 将工件 <> ?， 取出进行修整与检测， 然后重复喷涂、 固化至合格。
#$ %$ & 涂层固化
#$ %
#$ %$ "
关键工序工艺参数的确定
喷砂
由于工件多为组合体，常规的酸洗和磷化虽操作 铆接的组合件难以 简单且对涂层质量有益 : 但对焊接、 清洗干净， 这样会留下隐患， 因此常采用喷砂处理。这 种方式不仅能清除氧化皮及焊渣， 粗化工作表面 : 提高 涂层附着力，有利于克服涂层固化过程中产生的固化 应力集中，更重要的是可有效防止厚涂层尤其是隔热 涂层的固化裂纹的产生，同时还可不同程度地消除工 件在热处理、机械加工过程中产生的应力。对于柱形 和锥形壳体采用工件自转、喷枪上下匀速往复移动的 自动喷砂方式。工件在密闭的环境中处理，粉尘经水 雾处理不会造成环境污染， 有利于员工的身心健康。 吸入式喷砂机工艺参数的设定：工件被固定在转 转速太快易造成砂料迸溅， 盘上， 转速为 2 ; 31 % < =)&。 太慢会造成局部过喷或漏喷。同时，工件转动速率和 喷枪上下移动速率也必须协调好，否则会造成环状或 螺旋状喷纹。喷砂表压为 16 0> ; 16 ?1 !’(， 压力太小 无法将砂料喷出，太大会造成局部过喷且猛烈撞击而 使砂料破碎率高， 造成浪费； 喷距为 011 ; @11 ==A 喷 枪与工件表面呈 ?>B ; >>B 喷角 A 砂料的种类、 粒度、 形 状、硬度对喷砂质量影响很大。根据工件材质和机加 工后工件表面状况选择 C1 ; 301 目的棕刚玉为砂料 : 并要求砂料干燥无杂质 A 喷嘴材质为钨钢或淬火钢 : 硬 度愈高愈耐用 : 喷径 !31 ; 30 ==A 环境相对湿度不大 喷砂完毕的工件严禁徒手或戴粘有油污的手 于 C>D 。
套触摸， 工件周转时应用干净的布料或塑料布包裹， 防 止二次污染，经喷砂的工件必须在 30 . 内完成喷涂， 否则应重新进行喷砂处理。
#$ %$ % 喷涂隔热层
根据工件形状将普通机床改造成喷涂机，侧面安 装有排风和吸尘装置。通过专用辅具将工件卡在车床 上进行喷涂， 工件转速为 @11 ; @E1 % < =)&， 根据工件形 状及每段涂层厚度的要求， 调整喷枪移动速率， 由于工 件在高速旋转， 因此， 涂层不会出现流挂现象， 这样喷 出的涂层致密、 均匀。 每一往复喷涂周期涂层的厚度在 301 "= 左右，每喷涂 3 个周期，停喷 @ =)& 而工件不 停止转动， 这样有利于涂层的流平与溶剂挥发。 每喷涂 修整后再重复上述喷涂过程， @ 个周期进行一次固化， 直至涂层厚度符合要求 F 不同部位厚度不同，一般为 G 36 >1 H 16 3> I ; G 06 >1 H 16 01 I == J 。 工艺参数的设定：将隔热涂料各组分按要求比例 然后再加 配制好后加少许稀料， 用搅拌机搅拌 16 > .， 为 0E ; @1 - 即可进行喷 稀料调整黏度 G 涂 K ? 黏度计） 涂。根据工件表面积及涂层的厚度或每天喷涂遍数确 由于涂 定配制数量， 配制好的涂料必须在 2 . 内用完。 料中含有长纤维，常用的 ’L K 3 型喷枪易造成喷嘴堵 塞， 需将喷嘴口径改为 !06 3 ; 06 ? ==， 或使用 ’L K 0 型喷枪，但该型号的喷枪较笨重且雾化不如改型的 ’L K 3 喷枪。喷涂压力为 16 @ ; 16 ? !’(: 压力太小雾 化不好且容易造成喷嘴堵塞，压力太大容易将已喷涂 涂层中的纤维吹起，造成涂层不密实甚至呈蜂窝状且 工件转速 浪费涂料。 喷枪与工件间距为 0>1 == 左右， 环境要求： 温度不低于 3> M ， 相对 为 @11 ; @E1 % < =)&。 湿度不大于 C>D : 并无灰尘和其它杂物。
()*+,-,./)0 1,23422,5. 5. 677+,3/8,5. ()53*22 59 :*/8 ; <.24+/8,5. (/,.8 95) 6*)53)/98
!"#$ %&’ ( )*+,- %. /&+ ( 0&+ !"#$%&’$K E.$ .$(* I )&-L8(*)"& M()&* )- -$8$5*$# N(-$# "& *.$ 5)%5L<-*(&5$- (%"L&# *.$ ($%"5%(O*6 E.$ (MM8)5(*)"& M%"5$#L%$ (&# (MM8)5(*)"& M(%(<$*$% *.$%$"O (%$ -*L#)$# (&# #)-5L--$#6 E.$ %$(-"&(N8$ (MM8)5(*)"& M%"5$-- )- O)&(88P #$*$%<)&$#6 ()* +,%-#K .$(* I )&-L8(*)"& 5"(*)&/-Q -M%(PQ 5L%)&/Q -.$(% -*%$&/*. <$(-L%$<$&*Q .$(* I )&-L8(*)&/ *$-*
表 " 隔热涂层检测方法及结果 检测项目 密度 < /・ 5= K @ 热导率 < N G =・ O I K 3 拉剪试验 低温韧性试验 高低温变试验 高温烘烤试验 绝热指数 G !P I 隔热性能 检测方法及结果 36 @0 16 @>> ; 16 @E1 " >6 3 !’( G 室温 I ； " 36 0 !’( G 011 M I 然后在 !>11 模板 K ?1 M 保温 30 .， 上弯曲， 涂层无裂纹 将试片在 0>1 M 加热 31 =)&， 然后 涂层不开裂 放入 3> M 水中， 在 3 111 M 环境中烘烤 > =)&， 涂层不开裂 按 QRS @0@T 试验， 试片背面温度由 平均 > - < == 0U2 V# @C@ V， 热流： 3 011 ON < =0: @ - 试片背面升温 00 M ； 0 111 ON < =0， @ - 试片背面升温 0> M
隔热涂料的成膜过程就是涂层的固化过程，固化 过程不仅是溶剂的挥发过程，更重要的是黏结剂的交 联过程。因此， 合理地选择固化方式、 固化参数对涂层 质量至关重要。常用的热风固化和电阻式烘烤是通过 热传导和对流方式将热量传递给涂层，这样会使涂层 表面先固化，形成外干内湿的涂层，随着固化时间的 延长易造成涂层针孔、起泡等疵病。而远红外固化是 通过辐射将电磁能直接传递给物体，故没有中间介质 引起的热损耗，相对于前 0 种固化方式比较节能。同 时， 在辐射过程中， 一部分远红外线被涂层吸收， 另一 部分透过涂层至工件基体，在基体与涂层之间发生热 交换，热传导的方向与溶剂挥发的方向一致，这样不 仅固化速率快，并且避免了像对流固化那样从外向里 固化产生的针孔、 橘皮、 起泡等疵病。因此， 常采用远 红外加热方式来固化涂层，对于较厚的隔热涂层尤为
#
#$ %
涂层性能测试
拉剪试验
将规格为 A1 @@ B 01 @@ B 0 @@ 的钢 C 钢和铝 C 铝试片经喷砂处理后涂隔热涂料，搭接尺寸为 （3<6 1 = 16 0 > @@ B : 016 1 = 16 3 > @@D 用专用夹具将其 压紧、 压平。 每种材料的试片各 < 组。 在温度不低于 3< ? ，相对湿度不大于 A<E 的条件下放置 0F .，然后再 在烘箱中冷 放入温度为 : 21 = < > ? 的烘箱中固化 ; .。 在拉力 却至室温， 取出再在上述室温条件下放置 30 .， 机上试验。每组拉剪强度均不小于 G6 < !’(6 #$ " 隔热试验 按 HIJ ;0;K 进行， 其绝热指数 : !L M "L N #1 > 不小 于 < - N @@ 为合格。 #$ & 环境试验 放置 30 .， 然后将涂层为 0 @@ %试片在 C F1 ? ， 的试片在 &<11 @@ 模板上弯曲， 涂层无裂纹。 不生锈。 ’按 HJ 3AA3 做盐雾试验， OG . 不脱落、
% &
&’ #
隔热涂层性能指标
隔热涂层性能指标见表 3。
$
隔热涂料选择与组成
根据产品飞行环境与综合成本分析选择了高密度 （高分子聚合物） 隔热涂料。该涂料由黏结剂 、 隔热耐 烧蚀填料、 特种功能添加剂、 增强剂、 稀释剂等组成。 !黏结剂由环氧改性有机硅树脂、硅酮树脂等组
工艺流程及关键工序工艺参数的确定
0112 年 30 月 第 33 卷第 30 期
现代涂料与涂装 !"#$%& ’()&* + ,)&)-.)&/
4$56 0112 7"86 33 9"6 30
技术与经验交流
飞行载体隔热涂层施工工艺初探
庞留洋，李新民
（中国兵器河南北方红阳公司， 河南 南召 @C@DC2 ） 摘 要：针对某飞行载体工作环境选择了隔热涂料， 根据产品及涂料特点， 对工艺流程 、 施工参数进行了研 究和探讨； 确定了合理的工艺流程及施工参数。 关键词：隔热涂层；喷涂；固化；拉剪试验；隔热试验 中图分类号：EFD=G 文献标识码：H 文章编号：311C I GA@2 J 0112 > 30 I 11A1 I 1=
!"
0112 年 30 月 第 33 卷第 30 期
现代涂料与涂装 !"#$%& ’()&* + ,)&)-.)&/
4$56 0112 7"86 33 9"6 30
适用。 涂层固化参数的设定：根据涂料的性质及涂层厚 度等设定固化温度与时间。先将工件在 : ;< = < > ? 固 化 ;1 @)&， 然后经 3 . 将炉温从 : ;< = < > ? 升至 : A1 = 再保温 0 .， 关闭电源待炉温降至室温， 将工件 <> ?， 取出进行修整与检测， 然后重复喷涂、 固化至合格。
#$ %$ & 涂层固化
#$ %
#$ %$ "
关键工序工艺参数的确定
喷砂
由于工件多为组合体，常规的酸洗和磷化虽操作 铆接的组合件难以 简单且对涂层质量有益 : 但对焊接、 清洗干净， 这样会留下隐患， 因此常采用喷砂处理。这 种方式不仅能清除氧化皮及焊渣， 粗化工作表面 : 提高 涂层附着力，有利于克服涂层固化过程中产生的固化 应力集中，更重要的是可有效防止厚涂层尤其是隔热 涂层的固化裂纹的产生，同时还可不同程度地消除工 件在热处理、机械加工过程中产生的应力。对于柱形 和锥形壳体采用工件自转、喷枪上下匀速往复移动的 自动喷砂方式。工件在密闭的环境中处理，粉尘经水 雾处理不会造成环境污染， 有利于员工的身心健康。 吸入式喷砂机工艺参数的设定：工件被固定在转 转速太快易造成砂料迸溅， 盘上， 转速为 2 ; 31 % < =)&。 太慢会造成局部过喷或漏喷。同时，工件转动速率和 喷枪上下移动速率也必须协调好，否则会造成环状或 螺旋状喷纹。喷砂表压为 16 0> ; 16 ?1 !’(， 压力太小 无法将砂料喷出，太大会造成局部过喷且猛烈撞击而 使砂料破碎率高， 造成浪费； 喷距为 011 ; @11 ==A 喷 枪与工件表面呈 ?>B ; >>B 喷角 A 砂料的种类、 粒度、 形 状、硬度对喷砂质量影响很大。根据工件材质和机加 工后工件表面状况选择 C1 ; 301 目的棕刚玉为砂料 : 并要求砂料干燥无杂质 A 喷嘴材质为钨钢或淬火钢 : 硬 度愈高愈耐用 : 喷径 !31 ; 30 ==A 环境相对湿度不大 喷砂完毕的工件严禁徒手或戴粘有油污的手 于 C>D 。
套触摸， 工件周转时应用干净的布料或塑料布包裹， 防 止二次污染，经喷砂的工件必须在 30 . 内完成喷涂， 否则应重新进行喷砂处理。
#$ %$ % 喷涂隔热层
根据工件形状将普通机床改造成喷涂机，侧面安 装有排风和吸尘装置。通过专用辅具将工件卡在车床 上进行喷涂， 工件转速为 @11 ; @E1 % < =)&， 根据工件形 状及每段涂层厚度的要求， 调整喷枪移动速率， 由于工 件在高速旋转， 因此， 涂层不会出现流挂现象， 这样喷 出的涂层致密、 均匀。 每一往复喷涂周期涂层的厚度在 301 "= 左右，每喷涂 3 个周期，停喷 @ =)& 而工件不 停止转动， 这样有利于涂层的流平与溶剂挥发。 每喷涂 修整后再重复上述喷涂过程， @ 个周期进行一次固化， 直至涂层厚度符合要求 F 不同部位厚度不同，一般为 G 36 >1 H 16 3> I ; G 06 >1 H 16 01 I == J 。 工艺参数的设定：将隔热涂料各组分按要求比例 然后再加 配制好后加少许稀料， 用搅拌机搅拌 16 > .， 为 0E ; @1 - 即可进行喷 稀料调整黏度 G 涂 K ? 黏度计） 涂。根据工件表面积及涂层的厚度或每天喷涂遍数确 由于涂 定配制数量， 配制好的涂料必须在 2 . 内用完。 料中含有长纤维，常用的 ’L K 3 型喷枪易造成喷嘴堵 塞， 需将喷嘴口径改为 !06 3 ; 06 ? ==， 或使用 ’L K 0 型喷枪，但该型号的喷枪较笨重且雾化不如改型的 ’L K 3 喷枪。喷涂压力为 16 @ ; 16 ? !’(: 压力太小雾 化不好且容易造成喷嘴堵塞，压力太大容易将已喷涂 涂层中的纤维吹起，造成涂层不密实甚至呈蜂窝状且 工件转速 浪费涂料。 喷枪与工件间距为 0>1 == 左右， 环境要求： 温度不低于 3> M ， 相对 为 @11 ; @E1 % < =)&。 湿度不大于 C>D : 并无灰尘和其它杂物。
()*+,-,./)0 1,23422,5. 5. 677+,3/8,5. ()53*22 59 :*/8 ; <.24+/8,5. (/,.8 95) 6*)53)/98
!"#$ %&’ ( )*+,- %. /&+ ( 0&+ !"#$%&’$K E.$ .$(* I )&-L8(*)"& M()&* )- -$8$5*$# N(-$# "& *.$ 5)%5L<-*(&5$- (%"L&# *.$ ($%"5%(O*6 E.$ (MM8)5(*)"& M%"5$#L%$ (&# (MM8)5(*)"& M(%(<$*$% *.$%$"O (%$ -*L#)$# (&# #)-5L--$#6 E.$ %$(-"&(N8$ (MM8)5(*)"& M%"5$-- )- O)&(88P #$*$%<)&$#6 ()* +,%-#K .$(* I )&-L8(*)"& 5"(*)&/-Q -M%(PQ 5L%)&/Q -.$(% -*%$&/*. <$(-L%$<$&*Q .$(* I )&-L8(*)&/ *$-*
表 " 隔热涂层检测方法及结果 检测项目 密度 < /・ 5= K @ 热导率 < N G =・ O I K 3 拉剪试验 低温韧性试验 高低温变试验 高温烘烤试验 绝热指数 G !P I 隔热性能 检测方法及结果 36 @0 16 @>> ; 16 @E1 " >6 3 !’( G 室温 I ； " 36 0 !’( G 011 M I 然后在 !>11 模板 K ?1 M 保温 30 .， 上弯曲， 涂层无裂纹 将试片在 0>1 M 加热 31 =)&， 然后 涂层不开裂 放入 3> M 水中， 在 3 111 M 环境中烘烤 > =)&， 涂层不开裂 按 QRS @0@T 试验， 试片背面温度由 平均 > - < == 0U2 V# @C@ V， 热流： 3 011 ON < =0: @ - 试片背面升温 00 M ； 0 111 ON < =0， @ - 试片背面升温 0> M
隔热涂料的成膜过程就是涂层的固化过程，固化 过程不仅是溶剂的挥发过程，更重要的是黏结剂的交 联过程。因此， 合理地选择固化方式、 固化参数对涂层 质量至关重要。常用的热风固化和电阻式烘烤是通过 热传导和对流方式将热量传递给涂层，这样会使涂层 表面先固化，形成外干内湿的涂层，随着固化时间的 延长易造成涂层针孔、起泡等疵病。而远红外固化是 通过辐射将电磁能直接传递给物体，故没有中间介质 引起的热损耗，相对于前 0 种固化方式比较节能。同 时， 在辐射过程中， 一部分远红外线被涂层吸收， 另一 部分透过涂层至工件基体，在基体与涂层之间发生热 交换，热传导的方向与溶剂挥发的方向一致，这样不 仅固化速率快，并且避免了像对流固化那样从外向里 固化产生的针孔、 橘皮、 起泡等疵病。因此， 常采用远 红外加热方式来固化涂层，对于较厚的隔热涂层尤为
#
#$ %
涂层性能测试
拉剪试验
将规格为 A1 @@ B 01 @@ B 0 @@ 的钢 C 钢和铝 C 铝试片经喷砂处理后涂隔热涂料，搭接尺寸为 （3<6 1 = 16 0 > @@ B : 016 1 = 16 3 > @@D 用专用夹具将其 压紧、 压平。 每种材料的试片各 < 组。 在温度不低于 3< ? ，相对湿度不大于 A<E 的条件下放置 0F .，然后再 在烘箱中冷 放入温度为 : 21 = < > ? 的烘箱中固化 ; .。 在拉力 却至室温， 取出再在上述室温条件下放置 30 .， 机上试验。每组拉剪强度均不小于 G6 < !’(6 #$ " 隔热试验 按 HIJ ;0;K 进行， 其绝热指数 : !L M "L N #1 > 不小 于 < - N @@ 为合格。 #$ & 环境试验 放置 30 .， 然后将涂层为 0 @@ %试片在 C F1 ? ， 的试片在 &<11 @@ 模板上弯曲， 涂层无裂纹。 不生锈。 ’按 HJ 3AA3 做盐雾试验， OG . 不脱落、
