СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ СМЕСЕВОГО РАКЕТНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
METHOD OF PRODUCING MIXED SOLID-PROPELLANT ROCKET ARTICLE

Изобретение относится к области изготовления изделия из смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ), а конкретно к технологии формования изделия методом литья под давлением.
Анализом отечественной и зарубежной патентной литературы установлено, что известны: способ формования изделия, патент Франции №2376094, кл. С06B 21/00, путем погружения поршня в полость пресс-формы и отверждения изделия под давлением, способ формования изделия литьем под давлением, патент США №3396215.
Известен также способ изготовления изделия СРТТ по патенту РФ №2179543 от 20.02.2002 г., МПК С06B 21/00, С06D 5/06, принятый авторами за прототип. Способ включает формование изделия в корпус методом литья топливной массы под давлением, группирование изделия до отверждения, термостатирование в процессе группирования и отверждение под давлением.
Недостатком указанного способа является отсутствие термостатирования отформованного изделия перед вывозом его на группирование, отсутствие ограничения по времени от конца термостатирования изделия до группирования и по времени термостатирования его в процессе группирования, что приводит к потере давления в корпусе изделия, к подсосу в него воздуха и к нарушению качества изделия по монолитности (к образованию воздушных включений).
Технической задачей настоящего изобретения является обеспечение изготовления качественного по монолитности (без воздушных включений) изделия за счет исключения потери давления в корпусе отформованного изделия до постановки его на отверждение.
Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способе изготовления изделия СРТТ, включающем формование изделия в корпус методом литья под давлением, группирование изделия для отверждения, термостатирование в процессе группирования и отверждение под давлением, особенность заключается в том, что после формования перед вывозом на группирование изделие термостатируют при температуре на 5-10°С выше температуры формования в течение 0,5-2,0 часов, затем в течение 2,0 часов от конца термостатирования изделие переводят в процесс группирования и термостатируют в течение 3,0-5,0 часов.
Наличие в описываемом способе изготовления изделия СРТТ совокупности действий, порядка их выполнения во времени и условий, обеспечивающих возможность выполнения этих действий, позволяет, в частности, за счет:
- термостатирования отформованного изделия перед вывозом его на группирование при температуре теплоносителя на 5-10°С выше температуры формования в течение 0,5-2,0 часов обеспечить избыточное давление в корпусе изделия при группировании и качество изделия по монолитности (отсутствие воздушных включений). Температура термостатирования менее на 5°С, чем температура формования, и продолжительность менее 0,5 часа соответственно не достаточны для обеспечения избыточного давления в корпусе до перевода изделия в процесс группирования. В изделии образуются внутренние дефекты (воздушные включения). Температура теплоносителя более 10°С увеличивает энергозатраты, а продолжительность термостатирования более 2,0 часов - технологический цикл;
- перевода изделия в процесс группирования в течение 2,0 часов от конца термостатирования исключить потерю избыточного давления в корпусе и подсос в него воздуха, обеспечить качество изделия по монолитности. При продолжительности перевода изделия в процесс группирования более 2,0 часов не обеспечивается наличие избыточного давления в корпусе и качество по монолитности (отсутствие воздушных включений) изделия;
- термостатирования в процессе группирования в течение 3,0-5,0 часов исключить потерю избыточного давления в корпусе до постановки его на отверждение, подсос воздуха из атмосферы в корпус изделия, обеспечить тем самым качество изделия по монолитности. Термостатирование изделия в процессе группирования менее 3,0 часов приводит к нарушению монолитности изделия; более 5,0 часов - удлиняет технологический цикл.
Изготовление изделия СРТТ по предлагаемому способу осуществляется следующим образом: изделие СРТТ формуют в корпус с температурой топливной массы 45-65°C и отсечкой массы в корпусе с давлением 0,5-2,0 МПа. Перед вывозом на группирование отформованное изделие термостатируют при температуре на 5-10°C выше температуры формования в течение 0,5-2,0 часов. В течение 2,0 часов от конца термостатирования изделие переводят в процесс группирования. В процессе группирования изделие термостатируют при температуре на 2-5°C (в известных пределах по прототипу) выше температуры формования в течение 3,0-5,0 часов и отверждают изделие при температуре 65-85°C под давлением 1,5-7,0 МПа (в известных пределах по прототипу).
Примеры конкретного использования способа приведены в таблице. В таблице приняты следующие обозначения:
ф
Т - температура формования изделия, °C;
п
Т - температура термостатирования изделия после формования, °C;
г
Т - температура термостатирования изделия в процессе группирования, °C;
п
τ - продолжительность термостатирования изделия после формования, час;
τ - продолжительность перевода изделия в процесс группирования, час;
г
τ - продолжительность термостатирования изделия в процессе группирования, час;
ф
Р - давление в корпусе после формования изделия, МПа;
г
Р - давление в корпусе перед переводом изделия в процесс группирования, МПа;
о
Р - давление в корпусе перед отверждением изделия, МПа.
Из данных таблицы следует, что удалось выбрать такие режимы выполнения способа, которые позволяют достигнуть поставленной технической задачи - исключить падение давления в корпусе изделия ниже атмосферного, подсос воздуха из атмосферного в изделие, обеспечить качество по монолитности (отсутствие воздушных включений) изделия (варианты 1-4).
Отклонение параметров ведения процесса за пределы, предусмотренные способом, приведет к нарушению качества по монолитности (образование воздушных включений) изделия в результате:
- падения давления в корпусе ниже атмосферного перед переводом изделия в процесс группирования из-за низкой температуры (вариант 5), недостаточного времени термостатирования изделия после формования (варианты 6, 7), из-за длительного времени перевода изделия в процесс группирования (вариант 8);
- падение давления в корпусе ниже атмосферного перед отверждением изделия из-за недостаточного времени термостатирования изделия в процессе группирования (вариант 9).
Увеличение температуры и продолжительности термостатирования изделия после формования и в процессе группирования не целесообразно, так как повышает энергозатраты (вариант 10), удлиняет технологический цикл (варианты 11, 12).
Предлагаемый способ изготовления изделий СРТТ с положительным результатом прошли опытную проверку на ФКП "Пермский пороховой завод". Способ обеспечивает изготовление качественных по монолитности (отсутствие воздушных включений) изделий.