[發(fā)明專利]一種大尺寸薄壁鋁合金貯箱半球殼體成形方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810449069.0
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108637602B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設計）人: 趙磊;張緒虎;韓冬峰;涂罡
• 申請（專利權）人: 航天材料及工藝研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;C21D9/00;C22F1/04
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

1.一種大尺寸薄壁鋁合金貯箱半球殼體成形方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟(一)、先將鋁合金貯箱半球殼體旋壓件升溫至固溶溫度并保溫一定時間，然后通過噴淋淬火完成固溶處理；

步驟(二)、對固溶處理后的旋壓件進行時效處理；

步驟(三)、對固溶、時效處理后的旋壓件的內、外表面分別進行粗車加工，加工時車床主軸轉速為150～170r/min，進給速率為150～170mm/min，每道次進刀量控制在2.0mm以內，直至加工得到的旋壓件壁厚比半球殼體設計壁厚大4.0～4.5mm；

步驟(四)、對步驟(三)得到的粗車加工后的旋壓件進行至少一次冷熱循環(huán)處理；

步驟(五)、對冷熱循環(huán)處理后的旋壓件的內、外表面分別進行半精車加工，加工時車床主軸轉速為100～120r/min，進給速率為100～120mm/min，單道次進刀量為0.3～0.5mm，直至加工得到的旋壓件壁厚比半球殼體設計壁厚大2.0～2.5mm；

步驟(六)、對步驟(五)得到的半精車加工后的旋壓件進行至少一次冷熱循環(huán)處理；

步驟(七)、對步驟(六)得到的冷熱循環(huán)處理后的旋壓件的內、外表面分別進行精車加工，車加工時車床主軸轉速為60～70r/min，進給速率為60～70mm/min，單道次進刀量控制在0.2mm以內，得到大尺寸薄壁鋁合金貯箱半球殼體；

步驟(一)所述的鋁合金貯箱半球殼體旋壓件包括主體部分和直筒段，所述主體部分為空心半球結構，所述直筒段直徑與所述空心半球結構的開口端直徑匹配且與所述開口端連接，所述直筒段遠離所述半球結構的一端帶有外翻邊；

步驟(一)所述先將鋁合金貯箱半球殼體旋壓件升溫至固溶溫度并保溫一定時間之前，包括：

先將鋁合金貯箱半球殼體旋壓件固定安裝在撐盤上，所述撐盤為中空結構，包括環(huán)形底座和設置在所述底座上部的環(huán)形突臺，所述撐盤中空部分的直徑比所述鋁合金貯箱半球殼體旋壓件內徑小50～100mm，所述突臺的高度比所述直筒段高度小0.3～0.5mm，所述突臺的外徑比所述直筒段內徑小0.3～0.5mm，安裝時，所述直筒段套在所述突臺上；

步驟(一)所述的通過噴淋淬火完成固溶處理，包括：

通過吊裝框架將固定安裝在撐盤上的鋁合金貯箱半球殼體旋壓件吊裝至噴淋裝置處進行噴淋淬火完成固溶處理，其中所述吊裝框架包括主框架和固定在主框架上端中心位置的吊鉤，所述主框架為一端開口的矩形框，所述主框架的開口端固定在所述底座的中心線上，所述主框架的高度比所述旋壓件的高度大100～200mm。

2.根據(jù)權利要求1所述的大尺寸薄壁鋁合金貯箱半球殼體成形方法，其特征在于：所述噴淋裝置，包括供水系統(tǒng)、噴頭支撐結構及多個噴頭，所述噴頭支撐結構為頂端開口的立方體結構，所述多個噴頭設置在所述噴頭支撐結構的四個側表面及底面，所述供水系統(tǒng)用于給所述噴頭供水。

3.根據(jù)權利要求2所述的大尺寸薄壁鋁合金貯箱半球殼體成形方法，其特征在于：所述多個噴頭為80～120個多孔散射噴頭。

4.根據(jù)權利要求3所述的大尺寸薄壁鋁合金貯箱半球殼體成形方法，其特征在于：所述散射噴頭的散射角度為60～90°。

5.根據(jù)權利要求3或4所述的大尺寸薄壁鋁合金貯箱半球殼體成形方法，其特征在于：設置在各所述側表面上的所述散射噴頭數(shù)量一致，且單個所述側表面上的多個噴頭沿豎直方向等間距排列，設置在最高處的所述噴頭的高度比所述鋁合金貯箱半球殼體旋壓件的最高點高300～400mm。

6.根據(jù)權利要求1所述的大尺寸薄壁鋁合金貯箱半球殼體成形方法，其特征在于：步驟(四)所述的進行至少一次冷熱循環(huán)處理，包括：

在-70～-60℃保溫至少90min，再升溫到150～160℃保溫至少90min，再次降溫至-70～-60℃保溫至少90min，再升溫到150～160℃保溫至少90min，爐冷至60℃以下出爐。

7.根據(jù)權利要求1所述的大尺寸薄壁鋁合金貯箱半球殼體成形方法，其特征在于：步驟(六)所述的進行至少一次冷熱循環(huán)處理，包括：

在-60～-50℃保溫至少60min，再升溫到140～150℃保溫至少60min，再次降溫至-60～-50℃保溫至少60min，再升溫到140～150℃保溫至少60min爐冷至60℃以下出爐。