CN101157175A - 一种钛合金封头的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钛合金封头的加工方法，特点是：对冲压件采用夹板进行保护，选择适应的冲头和拉环，给定冲压温度、冲压速度和冲压次数对工件进行热冲压加工，保证热冲压后的产品的内外型面满足后续加工要求；在冲压后进行热处理。本发明主要用于星用贮箱壳体钛合金封头的加工，加工出的封头材料稳定，形状良好，加工合格率高。

Description

一种钛合金封头的加工方法
技术领域
本发明属于航天技术领域，涉及制造卫星推进剂贮箱壳体的方法，特别是一种钛合金封头的加工方法。
背景技术
推进剂贮箱作为卫星等空间飞行器的推进剂贮存、管理和供应部件，已广泛应用于航天器系统，推进剂贮箱包括贮箱壳体和推进剂管理装置两部分。其中贮箱壳体用于包容和密封存贮推进剂，在工作过程中贮箱壳体承受一定的工作压力，空间应用的贮箱壳体由半球封头和圆柱段构成。
其中封头的成型需采用金属板料成型后，精加工成薄壁壳体，这样对壳体的成型精度要求很高，其成型后的型面应将最终精加工的薄壁壳体包容在其中。目前，封头的成型方式国内外普遍采用旋压和热冲压的方式，材料为钛合金，由于该材料延展性差，强度和硬度都很大，不适应旋压加工方式，且旋压加工容易在加工工件表面形成表面缺陷，影响产品的疲劳性能，难以满足航天用压力容器可靠性的要求；热冲压加工一般是采用对封头毛坯一次加热、一次冲压过模成型的方法，并且对坯料无法进行任何的保护，该方法存在加热过程中对原材料氧化严重，并会产生过烧等现象，由于一次冲压成型，导致材料各部位变形不均，局部易产生“鼓包”和塌陷，并且残余应力较大，影响后续机加工，对于变形较大的冲压件导致无法返修，无法加工，产品合格率难以保障。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种钛合金封头的加工方法，该方法具有成型质量好、精度高，有效提高了产品合格率。
实现本发明目的的具体技术方案是：
一种钛合金封头的加工方法，包括下列步骤：
a、取钛合金板下料、车削周边，形成圆形或椭圆形料片。
b、将料片置入与料片尺寸及形状对应的金属槽板内，加盖盖板后组焊，构成组件。
c、将组件加热、放入冲模进行冲压；加热温度890℃±10℃，保温时间1小时。
d、对步骤(c)反复数次，使组件成型；
e、将成型后的组件退火处理；炉温600℃±10℃，保温12小时，自然冷却至室温。
f、对退火后的成型组件车削，去除焊缝、盖板，分离槽板，取出料片，获得封头。
所述组件包括料片、槽板、盖板，料片一面置于槽板内、另一面压有盖板，盖板与槽板周边焊接为一体。
本发明具有成型质量好、精度高，有效提高了产品合格率。
附图说明
图1为本发明冲压状态示意图
图2为本发明组件结构示意图
具体实施方式
参阅图1、图2，本发明具体实施方式如下：
实施例1
Φ1240钛合金半球封头的加工
①、制作料片：选18mm厚、直径为Φ1800mm钛合金板下料，车削周边，完成料片6的制作。
②、构成组件：将料片6一平面置于尺寸、形状对应的槽板7内、在料片6另一面盖上尺寸、形状对应的盖板8，将盖板8与槽板7周边焊接，构成组件。
③、确定冲模：选择冲头的外径为Φ1207mm；拉环2的内径为Φ1325mm；冲头1固定于冲床的导柱上，拉环2安装在座环3内，座环3固定于座墩4上，座墩4固定于冲床的工作台上。
④、加热、冲压成型：将组件入炉进行一次加热，加热温度890℃，保温时间1小时，将组件置于拉环2上，中心对准，驱动冲头1进行一次冲压，冲压深度200mm；入炉进行第二次加热，加热温度890℃，保温时间1小时，将组件置于拉环2上，中心对准，驱动冲头1进行二次冲压，冲压深度300mm；入炉进行第三次加热，加热温度880℃，保温时间1小时，将组件置于拉环2上，中心对准，驱动冲头1进行三次冲压，过模成型。
⑤、退火处理：将组件入炉进行退火处理，炉温600℃，保温12小时，自然冷却至室温。
⑥、获取封头：对成型退火后的组件车削，去除焊缝、盖板，分离槽板，取出料片6，获得钛合金封头。
实施例2
Φ330钛合金半球封头的热冲压加工
①、制作料片：选8mm厚、直径为Φ540mm钛合金板下料，车削周边，完成料片6的制作。
②、构成组件：将料片6一平面置于尺寸、形状对应的槽板7内、在料片6另一面盖上尺寸、形状对应的盖板8，将盖板8与槽板7周边焊接，构成组件。
③、确定冲模：选择冲头的外径为Φ300mm；拉环2的内径为Φ360mm；冲头1固定于冲床的导柱上，拉环2安装在座环3内，座环3固定于座墩4上，座墩4固定于冲床的工作台上。
④、加热、冲压成型：将组件入炉进行一次加热，加热温度890℃，保温时间1小时，将组件置于拉环2上，中心对准，驱动冲头1进行一次冲压，冲压深度100mm；入炉进行第二次加热，加热温度890℃，保温时间1小时，将组件置于拉环2上，中心对准，驱动冲头1进行二次冲压，过模成型。
⑤、退火处理：将组件入炉进行退火处理，炉温600℃，保温12小时，自然冷却至室温。
⑥、获取封头：对成型退火后的组件车削，去除焊缝、盖板，分离槽板，取出料片6，获得钛合金封头。

Claims (2)

1.一种钛合金封头的加工方法，其特征在于包括下列步骤：
a、取钛合金板下料、车削周边，形成料片；
b、将料片置入金属槽板，加盖板后组装、组焊，构成组件；
c、将组件加热、放入冲模进行冲压；
d、对步骤(c)反复数次，使组件成型；
e、将成型后的组件退火处理；
f、对退火后的成型组件车削，去除焊缝、盖板，分离槽板，取出料片，获得封头。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于所述组件包括料片(6)、槽板(7)、盖板(8)，料片(6)一面置于槽板(7)内、另一面压有盖板(8)，盖板(8)与槽板(7)周边焊接为一体。
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