[發明專利]全纏繞高壓氣瓶無縫鋁合金內膽內旋壓成形與加工方法

在審

• 申請號: 202210404664.9
• 申請日: 2022-04-18
• 公開（公告）號: CN114659018A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 韓慶波;劉巧利;葛春雪;王偉;馬曠;吳吉昌
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天江北機械工程有限公司
• 主分類號: F17C1/00
• 分類號: F17C1/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西;張繼巍

1.一種全纏繞高壓氣瓶無縫鋁合金內膽內旋壓成形與加工方法，所述全纏繞高壓氣瓶無縫鋁合金內膽包括中間圓筒段(3)、位于中間圓筒段(3)兩端的封頭及位于每個封頭端部的瓶嘴(1)，封頭包括與瓶嘴(1)相連的半球(2)、與半球(2)相連的過渡圓筒段(4)以及與過渡圓筒段(4)相連的過渡筒段(5)，半球(2)的外徑、過渡圓筒段(4)的外徑、過渡筒段(5)的外徑及中間圓筒段(3)的外徑均為d1；過渡筒段(5)的內型面為圓弧面，過渡筒段(5)的圓弧面與中間圓筒段(3)內型面相切，其中，d1＝d5+2t1，d5為中間圓筒段(3)的內徑，t1為中間圓筒段的厚度，過渡圓筒段的長度為t4，厚度為t2；其特征在于：所述成形與加工方法包括如下步驟：

1)強力旋壓坯料加工

采用GB/T4437.1鋁合金熱擠壓無縫圓管車加工強力旋壓坯料，強力旋壓坯料為圓筒形狀，強力旋壓坯料外徑為d1、壁厚為t2、長度為L6；

2)中間圓筒段內旋壓成形

采用強力旋壓機內旋壓成形中間圓筒段(3)，且中間圓筒段(3)的長度L2為正偏差；中間圓筒段(3)內旋壓成形后的無縫圓管變為兩端厚壁、中間薄壁的圓筒形狀，且在兩端厚壁部分分別形成一個與中間圓筒段內徑d5相切的過渡筒段，過渡筒段的內型面為圓弧面，圓弧面半徑為R；內旋壓成形的中間圓筒段的外徑為d1、厚度為t1、長度為L2，圓筒形狀的兩端厚壁厚度為t2、兩端厚壁長度為L4；

3)無芯模熱旋壓成形兩端封頭及瓶嘴

采用熱旋壓機無芯模熱旋壓成形兩端封頭及瓶嘴，多道次逐步成形，封底后多道次逐漸加長成形瓶嘴，加工兩端封頭時，在過渡筒段與形成的半球之間留有過渡圓筒段

4)內膽固溶、時效、硬度檢測、超聲波探傷及瓶嘴加工。

2.根據權利要求1所述全纏繞高壓氣瓶無縫鋁合金內膽內旋壓成形與加工方法，所述步驟1)中，強力旋壓坯料外徑d1、壁厚t2與圖1中鋁合金內膽外徑、壁厚相同，且d1比強力旋壓外模內孔直徑小0.3～0.9mm。

3.根據權利要求1所述全纏繞高壓氣瓶無縫鋁合金內膽內旋壓成形與加工方法，所述步驟1)中，按照GB/T4436優選鋁合金熱擠壓無縫管外徑和壁厚，強力旋壓坯料壁厚t2單邊有0.8～2.5mm加工余量。

4.根據權利要求1所述全纏繞高壓氣瓶無縫鋁合金內膽內旋壓成形與加工方法，所述步驟1)中，強力旋壓坯料內外型面的同軸度誤差不大于0.15mm，端面與軸線的垂直度誤差不大于0.15mm，表面粗糙度不大于Ra3.2。

5.根據權利要求1所述全纏繞高壓氣瓶無縫鋁合金內膽內旋壓成形與加工方法，所述步驟1)中，L6＝L4+L5+L4，L4為鋁合金內膽封頭和瓶嘴等體積計算長度，L5為鋁合金內膽中間圓筒段(3)長度L2等體積計算長度。

6.根據權利要求1所述全纏繞高壓氣瓶無縫鋁合金內膽內旋壓成形與加工方法，所述步驟2)中，采用單旋輪兩道次反向強力內旋壓成形中間圓筒段，首道次減薄率為25～55％。

7.根據權利要求1所述全纏繞高壓氣瓶無縫鋁合金內膽內旋壓成形與加工方法，所述步驟2)中，旋壓外模內徑比強力旋壓坯料外徑d1大0.3～0.9mm。

8.根據權利要求1所述全纏繞高壓氣瓶無縫鋁合金內膽內旋壓成形與加工方法，所述步驟3)中，成形后兩端封頭和瓶嘴結構尺寸為：兩端封頭(2)的半球為外徑為d1的半球，過渡圓筒段保留原無縫圓管的厚度和內徑，過渡圓筒段的長度為t4，瓶嘴內徑為d6、瓶嘴外徑為d7、瓶嘴長度為L8、兩端封頭(2)及加工的瓶嘴總長度為L7。

9.根據權利要求1所述全纏繞高壓氣瓶無縫鋁合金內膽內旋壓成形與加工方法，所述步驟3)中，加熱溫度不大于380℃；頭部封頭旋壓道次為13～23，頭部封頭封底后1～3道次逐漸加長成形瓶嘴；瓶嘴成形后，保證瓶嘴內外形有加工余量。

10.根據權利要求1所述全纏繞高壓氣瓶無縫鋁合金內膽內旋壓成形與加工方法，所述步驟4)中，對內膽進行固溶、時效、硬度檢測、超聲波探傷；以瓶口外圓d1為基準加工瓶嘴內外圓、端面、內孔及內螺紋，瓶嘴長度為L3。