[發明專利]一種高溫合金半封閉雙層薄壁結構轉接管制備方法

有效

• 申請號: 201910940766.0
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110666022B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 王斌;李鶴鵬;朱冬妹;劉太盈;王瑞;高海濤;馬向宇;師利民
• 申請（專利權）人: 北京星航機電裝備有限公司
• 主分類號: B21D26/051
• 分類號: B21D26/051;B21D26/049;B21D26/047;B21C37/15
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 祁恒

本發明提出一種高溫合金半封閉雙層薄壁結構轉接管制備方法，包括成形模具設計、坯料設計、外管成形、填充芯模、內管裝配、內管成形、切除工藝端和加熱去除芯模等步驟。本發明采用液壓成形，成形方式簡單，對模具材料要求低，成形效率高，成形精度高，成本低；采用低熔點合金制備半封閉無拔模間隙芯模，實現了半封閉間隙成形，芯模加工容易，去除方便，無殘留。本發明制備的高溫合金轉接管采用雙層結構，剛度高，重量輕，可作為高低溫轉換部件。

技術領域

本發明屬于高溫合金成形加工技術領域，具體涉及一種高溫合金半封閉雙層薄壁結構轉接管制備方法。

背景技術

超聲速飛行和增強突防能力的需求。超聲速巡航導彈作為新一代“殺手锏”武器的典型代表，導彈飛行速度在Ma3.0～4.5之間，飛行時間約30分鐘，彈體受氣動熱溫度高達650℃～750℃，新型高性能金屬材料是超聲速巡航導彈發展的關鍵技術之一。未來高超聲速巡航導彈Ma≥6，彈體表面溫度≥1100℃，嚴重的氣動加熱環境對彈體結構材料提出了全新的要求；新型防空導彈Ma≥10，彈體表面溫度達2000℃以上，對新型金屬材料提出強度高、塑性好、耐高溫等更高要求。發動機正常工作時，燃燒室、喉襯、噴管能夠在短時間內達到上千度高溫，開發新型發動機用高性能金屬結構材料是保障發動機高效工作的關鍵，而目前能夠滿足超巡彈體結構需要的新材料體系有高溫合金和鈦合金，這兩種材料必將在未來型號中得到廣泛應用，開展這兩種材料的連接工藝，實現結構減重，十分必要。

對于目前的雙層半封閉結構薄壁結構，如圖1所示，其結構上采用雙層薄壁結構，其中外管①為具有第一直徑Φ1，壁厚0.2mm的高溫合金薄壁管，內管②為具有第二直徑Φ2，壁厚0.4mm的高溫合薄壁金管，外管和內管在兩端形成寬度為t的間隙③，間隙③為腰鼓形狀，其形成的間隙為半封閉型間隙，中間為直筒段，內管的腰鼓段第三外徑Φ3大于內管的等直段第四外徑Φ4。由于Φ3Φ4，當內管和外管分別成形后，內管將不能插入到外管中，如果先成形外管，然后將等直段內管插入到外管中，此時在內管和外管間隙處需要有芯模才能保證成形間隙t，而一旦成形后芯模不能從間隙中取出來，形成封閉雙層薄壁結構轉接管。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明提出一種高溫合金半封閉雙層薄壁結構轉接管制備方法，以解決如何制備半封閉雙層薄壁結構轉接管的技術問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提出一種高溫合金半封閉雙層薄壁結構轉接管制備方法，該制備方法包括如下步驟：

S1、成形模具設計：根據零件成形外形，設計外管成形模具，將外管成形模具設計成左右分半形式，并在兩邊設計錐形密封堵頭；

S2、坯料設計：按照外管直徑設計外管坯料，按照內管直徑設計內管坯料，管坯兩端預留工藝端；

S3、外管成形：將外管坯料裝入成形模具后，兩端用錐形密封堵頭密封，將模具鎖緊或壓緊后注入水壓使外管成形；

S4、填充芯模：按照間隙的形狀加工芯模，將加工好的芯模填充入需要形成間隙的部位；

S5、內管裝配：將內管坯料裝入成形后的外管內部，并加裝兩端密封堵頭，檢查裝配的氣密性；

S6、內管成形：向內管中注入水壓使內管成形；

S7、切除工藝端：成形后切除兩端的工藝端；

S8、加熱去除芯模：將切除工藝端后的成形管坯加熱，使芯模熔化后流出，得到所需的高溫合金半封閉雙層薄壁結構轉接管。

進一步地，密封堵頭厚度50mm，錐度72°。

進一步地，成形模具和密封堵頭采用A3鋼。

進一步地，在步驟S2中，管坯采用高溫合金軋制無縫管坯或采用卷圓焊接的管坯。