[發(fā)明專利]鋁鋰合金貯箱半球殼體旋壓變形溫度場(chǎng)控制工裝及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811478901.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN109702066B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 溫濤;張緒虎;姚草根;微石;陳永來;趙磊;尹嘉明;朱兆旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 航天材料及工藝研究所;中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): B21D22/14
• 分類號(hào): B21D22/14;B21D37/16;B21D37/20
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

1.一種鋁鋰合金貯箱半球殼體旋壓變形溫度場(chǎng)控制方法，其特征在于該方法的步驟包括：

(1)制備溫度場(chǎng)控制工裝；

(2)制備2195鋁鋰合金圓板；

(3)將步驟(1)制作的溫度場(chǎng)控制工裝通過埡口固定安裝在旋壓設(shè)備上，將步驟(2)制作的2195鋁鋰合金圓板利用旋壓設(shè)備尾頂固定安裝在溫度場(chǎng)控制工裝上，使用螺旋形加熱管對(duì)溫度場(chǎng)控制工裝的內(nèi)表面進(jìn)行預(yù)熱，使用氧-乙炔噴槍對(duì)溫度場(chǎng)控制工裝外表面及2195鋁鋰合金圓板進(jìn)行預(yù)熱；

(4)將步驟(3)中的2195鋁鋰合金圓板旋壓至預(yù)設(shè)形狀；

(5)從溫度場(chǎng)控制工裝上卸下通過步驟(4)成形的2195鋁鋰合金旋壓件，然后對(duì)2195鋁鋰合金旋壓件進(jìn)行熱處理，然后進(jìn)行機(jī)械加工，得到橢球型面2195鋁鋰合金貯箱半球殼體；

所述的步驟(1)中，溫度場(chǎng)控制工裝包括空心半橢球、內(nèi)部帶有臺(tái)階孔的空心圓柱、兩個(gè)裝配連接半環(huán)以及若干個(gè)螺旋形加熱管；以下將空心半橢球簡(jiǎn)稱為空心橢球，將內(nèi)部帶有臺(tái)階孔的空心圓柱簡(jiǎn)稱為空心圓柱；

所述的空心橢球的外表面上有一環(huán)形凹槽；

空心圓柱的外表面上有一環(huán)形凹槽；

裝配連接半環(huán)內(nèi)帶有上、下兩個(gè)凸臺(tái)，通過該兩個(gè)裝配連接半環(huán)將空心橢球和空心圓柱固定連接，且裝配連接半環(huán)內(nèi)的上凸臺(tái)與空心橢球外表面上的環(huán)形凹槽相匹配，裝配連接半環(huán)內(nèi)的下凸臺(tái)與空心圓柱外表面上的環(huán)形凹槽相匹配；

在空心橢球的內(nèi)表面及空心圓柱的臺(tái)階面上均固定安裝有螺旋形加熱管；

所述的步驟(4)中，將2195鋁鋰合金圓板旋壓至預(yù)設(shè)形狀，全旋程變形區(qū)的溫度場(chǎng)控制在380～450℃，全旋程變形區(qū)的溫度場(chǎng)控制過程如下：固定安裝在溫度場(chǎng)控制工裝內(nèi)部的螺旋形加熱管產(chǎn)生的熱量輻射到溫度場(chǎng)控制工裝的內(nèi)壁上，并且通過溫度場(chǎng)控制工裝向2195鋁鋰合金板坯的內(nèi)壁變形區(qū)傳遞熱量；2195鋁鋰合金板坯的外壁變形區(qū)通過氧-乙炔噴槍持續(xù)補(bǔ)償加熱。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁鋰合金貯箱半球殼體旋壓變形溫度場(chǎng)控制方法，其特征在于：所述的步驟(2)中，制備2195鋁鋰合金圓板的方法為：從規(guī)格為2000mm×2000mm的方形鋁板上切取直徑為Φ1450～1550mm的2195鋁鋰合金圓板。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁鋰合金貯箱半球殼體旋壓變形溫度場(chǎng)控制方法，其特征在于：所述的步驟(3)中，利用旋壓設(shè)備的尾頂將2195鋁鋰合金圓板固定到溫度場(chǎng)控制工裝上時(shí)使2195鋁鋰合金圓板的圓心與溫度場(chǎng)控制工裝的頂端平面的中心重合，且2195鋁鋰合金圓板與溫度場(chǎng)控制工裝的頂端平面緊密貼合；加熱時(shí)間為20～30min，直至溫度場(chǎng)控制工裝的溫度達(dá)到150～200℃、2195鋁鋰合金圓板的溫度達(dá)到200～300℃時(shí)為止。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁鋰合金貯箱半球殼體旋壓變形溫度場(chǎng)控制方法，其特征在于：所述的步驟(5)中，熱處理包括固溶+時(shí)效，其中固溶保溫溫度為505～520℃，保溫時(shí)間為90～120min，固溶保溫后進(jìn)行淬火，淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間不超過30s，然后進(jìn)行時(shí)效，時(shí)效保溫溫度為160～175℃，時(shí)效保溫時(shí)間為24～36h，時(shí)效保溫結(jié)束后進(jìn)行空冷處理。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁鋰合金貯箱半球殼體旋壓變形溫度場(chǎng)控制方法，其特征在于：空心橢球的頂端和底端均為平面，腰身位置外表面上有一個(gè)環(huán)形凹槽；定義空心橢球頂端的平面為第一平面，定義空心橢球底端的平面為第二平面，定義空心橢球腰身位置的環(huán)形凹槽為第一環(huán)形凹槽；

空心圓柱的底端帶有埡口，定義空心圓柱頂端的平面為第三平面，空心圓柱內(nèi)部的臺(tái)階面為第四平面，空心圓柱腰身位置外表面上的環(huán)形凹槽為第二環(huán)形凹槽；

空心圓柱的第三平面與空心橢球的第二平面相匹配。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁鋰合金貯箱半球殼體旋壓變形溫度場(chǎng)控制方法，其特征在于：空心橢球、空心圓柱、裝配連接半環(huán)的材料均采用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，加熱管的材料采用321不銹鋼。