[發明專利]一種高硬度曲面結構模具精確制造方法

有效

• 申請號: 201711284047.5
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108034796B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 舒大禹;陳強;趙祖德;吳洋;胡傳凱;寧海清;黃樹海
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五九研究所
• 主分類號: C21D6/04
• 分類號: C21D6/04;C21D1/18;C21D9/00;C21D10/00;B23P15/24
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司 50209
• 代理人: 文巍

本發明提供了一種高硬度曲面結構模具精確加工方法，包括熱處理、光亮化處理步驟，所述熱處理采用1次高溫淬火、3次回火和1次深冷處理；光亮化處理是將精加工后的模具進行高頻振動處理。本發明制備的藥型罩尺寸精度高、表面質量好，同批產品破甲性能穩定性、一致性好，并能顯著提升破甲戰斗部的毀傷效能。

技術領域

本發明涉及金屬加工制造技術領域，尤其涉及一種高硬度曲面結構模具精確加工方法。

背景技術

典型的聚能裝藥射流具有較高的頭部速度(≥8500m/s)和低的尾部速度(約3000m/s)，這種速度梯度使射流在一定的炸高條件下能拉得很長(達到20～100倍藥型罩口徑長度)，具有高侵徹能力。射流的侵徹能力是與連續射流長度成正比，但是由于藥型罩產品表面劃痕、內部缺陷與射流膨脹性作用，射流最終在軸向會斷裂成一段段的顆粒，而限制了連續射流的長度，以及侵徹能量的傳遞，且斷裂顆粒間相互擾動，其侵徹能力急劇下降。國內外研究機構對藥型罩內部組織(晶粒度、形貌、晶界等)、制造工藝和破甲性能之間的關系作了大量而深入的研究。結果表明，藥型罩產品尺寸精度、表面質量，以及內在晶粒尺寸、晶粒取向和晶界形貌等參數對侵徹能力影響明顯，其中藥型罩產品尺寸精度、表面質量是影響侵徹穩定性的關鍵因子。

銅作為聚能裝藥戰斗部用藥型罩已有50多年的發展歷史，現有98％破甲戰斗部采用純銅藥型罩，為了進一步提高藥型罩的侵徹能力，提高藥型罩產品尺寸精度、表面質量等尤為迫切，例如批量產品內錐角角度偏差≤2′、表面粗糙度≤Ra0.05μm、同軸度≤0.02mm，產品重量差≤3g。現有純銅藥型罩成形工藝主要有溫擠壓、冷擠壓、旋壓、沖壓、電鑄、擺碾等，通過對現有純銅藥型罩綜合使用性能分析得出，冷擠壓工藝具有材料利用率高、表面質量高、晶粒組織均勻細小、環境友好等特點，是未來發展的重點，但是現有冷擠壓藥型罩錐角偏差3′～8′，表面粗糙度Ra0.15～0.4μm，重量偏差3～18g，導致同批藥型罩侵徹深度跳差達到20％以上。

如何提高藥型罩產品尺寸精度、表面質量，降低藥型罩侵徹深度跳差是研制與生產中的難點。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種高硬度曲面結構模具精確加工方法。使冷擠壓成形藥型罩尺寸精度高、表面質量好，同批產品破甲性能穩定性、一致性好，并能顯著提升破甲戰斗部的毀傷效能。

本發明的目的是這樣實現的：

一種高硬度曲面結構模具精確加工方法，包括熱處理、光亮化處理步驟，所述熱處理采用1次高溫淬火、3次回火和1次深冷處理；光亮化處理是將精加工后的模具進行高頻振動處理。

優選的，上述高頻振動的敲擊速度5000～16000次/分，敲擊力500～1200N，敲擊次數為1～5次。

上述熱處理中高溫加熱溫度1050～1250℃，保溫時間1～3小時，真空度1×10^-2Pa；淬火介質為油，油溫60～80℃；回火溫度450～600℃；深冷處理采用液氮，保溫時間2～6小時。

具體地，上述高硬度曲面結構模具精確加工方法，其主要特征在于，包括以下步驟：

(1)選擇相應規格的模具材料；

(2)對模具材料進行多向鍛造，鍛造比2～8，使碳化物偏析≤3級；

(3)粗車，表面預留1～2mm熱處理脫碳層和精加工余量；

(4)對粗加工好的坯件進行熱處理，工藝為1次高溫淬火+3次回火+1次深冷處理，加熱溫度1050～1250℃，保溫時間1～3小時，真空度1×10^-2Pa；淬火介質為油，油溫60～80℃；回火溫度450～600℃；深冷處理采用液氮，保溫時間2～6小時；