CN110666022A - 一种高温合金半封闭双层薄壁结构转接管制备方法 - Google Patents

一种高温合金半封闭双层薄壁结构转接管制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种高温合金半封闭双层薄壁结构转接管制备方法，包括成形模具设计、坯料设计、外管成形、填充芯模、内管装配、内管成形、切除工艺端和加热去除芯模等步骤。本发明采用液压成形，成形方式简单，对模具材料要求低，成形效率高，成形精度高，成本低；采用低熔点合金作为半封闭封闭无拔模间隙芯模，实现了半封闭间隙成形，芯模加工容易，去除方便，无残留。本发明制备的高温合金转接管采用双层结构，刚度高，重量轻，可作为高低温转换部件。

Description

一种高温合金半封闭双层薄壁结构转接管制备方法
技术领域
本发明属于高温合金成形加工技术领域，具体涉及一种高温合金半封闭双层薄壁结构转接管制备方法。
背景技术
超声速飞行和增强突防能力的需求。超声速巡航导弹作为新一代“杀手锏”武器的典型代表，导弹飞行速度在Ma3.0～4.5之间，飞行时间约30分钟，弹体受气动热温度高达650℃～750℃，新型高性能金属材料是超声速巡航导弹发展的关键技术之一。未来高超声速巡航导弹Ma≥6，弹体表面温度≥1100℃，严重的气动加热环境对弹体结构材料提出了全新的要求；新型防空导弹Ma≥10，弹体表面温度达2000℃以上，对新型金属材料提出强度高、塑性好、耐高温等更高要求。发动机正常工作时，燃烧室、喉衬、喷管能够在短时间内达到上千度高温，开发新型发动机用高性能金属结构材料是保障发动机高效工作的关键，而目前能够满足超巡弹体结构需要的新材料体系有高温合金和钛合金，这两种材料必将在未来型号中得到广泛应用，开展这两种材料的连接工艺，实现结构减重，十分必要。
对于目前的双层半封闭结构薄壁结构，如图1所示，其结构上采用双层薄壁结构，其中外管①为具有第一直径Φ1，壁厚0.2mm的高温合金薄壁管，内管②为具有第二直径Φ2，壁厚0.4mm的高温合薄壁金管，外管和内管在两端形成宽度为t的间隙③，间隙③为腰鼓形状，其形成的间隙为半封闭型间隙，中间为直筒段，内管的腰鼓段第三外径Φ3大于内管的等直段第四外径Φ4。由于Φ3>Φ4，当内管和外管分别成形后，内管将不能插入到外管中，如果先成形外管，然后将等直段内管插入到外管中，此时在内管和外管间隙处需要有芯模才能保证成形间隙t，而一旦成形后芯模不能从间隙中取出来，形成封闭双层薄壁结构转接管。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提出一种高温合金半封闭双层薄壁结构转接管制备方法，以解决如何制备半封闭双层薄壁结构转接管的技术问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提出一种高温合金半封闭双层薄壁结构转接管制备方法，该制备方法包括如下步骤：
S1、成形模具设计：根据零件成形外形，设计外管成形模具，将外管成形模具设计成左右分半形式，并在两边设计锥形密封堵头；
S2、坯料设计：按照外管直径设计外管坯料，按照内管直径设计内管坯料，管坯两端预留工艺端；
S3、外管成形：将外管坯料装入成形模具后，两端用锥形密封堵头密封，将模具锁紧或压紧后注入水压使外管成形；
S4、填充芯模：按照间隙的形状加工芯模，将加工好的芯模填充入需要形成间隙的部位；
S5、内管装配：将内管坯料装入成形后的外管内部，并加装两端密封堵头，检查装配的气密性；
S6、内管成形：向内管中注入水压使内管成形；
S7、切除工艺端：成形后切除两端的工艺端；
S8、加热去除芯模：将切除工艺端后的成形管坯加热，使芯模熔化后流出，得到所需的高温合金半封闭双层薄壁结构转接管。
进一步地，密封堵头厚度50mm，锥度72°。
进一步地，成形模具和密封堵头采用A3钢。
进一步地，在步骤S2中，管坯采用高温合金轧制无缝管坯或采用卷圆焊接的管坯。
进一步地，在步骤S3中，成形水压为10MPa。
进一步地，在步骤S4中，芯模为低熔点金属芯模。
进一步地，在步骤S4中，芯模通过金属胶粘接固定在需要形成间隙的部位。
(三)有益效果
本发明提出的高温合金半封闭双层薄壁结构转接管制备方法，包括成形模具设计、坯料设计、外管成形、填充芯模、内管装配、内管成形、切除工艺端和加热去除芯模等步骤。
本发明与现有技术相比的有益效果包括：
1、本发明采用液压成形，成形方式简单，对模具材料要求低，成形效率高，成形精度高，成本低。
2、本发明制备采用低熔点合金作为半封闭封闭无拔模间隙芯模，实现了半封闭间隙成形，芯模加工容易，去除方便，无残留。
3、本发明制备的高温合金转接管采用双层结构，刚度高，重量轻，可作为高低温转换部件。
附图说明
图1为本发明实施例的半封闭双层薄壁结构转接管结构示意图；
图2为本发明实施例中内管结构示意图；
图3为本发明实施例中外管结构示意图；
图4为本发明实施例中成形模具及密封示意图；
图5为本发明实施例中外管成形示意图；
图6为本发明实施例中内管装配及成形示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本实施例提出一种高温合金半封闭双层薄壁结构转接管制备方法，其要制备的高温合金半封闭双层薄壁结构转接管，整体结构如图1所示，内外管结构分别如图2和3所示。成形零件尺寸如表1所示。
表1成形零件尺寸
φ1 φ2 φ3 φ4 t δ1 δ2 零件长度
35.9mm 34.3mm 35.7mm 32.8mm 0.62mm 0.4mm 0.4mm 47.2mm
该转接管制备方法具体包括如下步骤：
S1、成形模具设计：根据零件成形外形，设计外管成形模具，外管采用液压成形技术，根据外管的形状，将外管模具设计成左右分半形式，并在两边设计锥形密封堵头，如图4所示。密封堵头厚度50mm，锥度72°，保证管坯内成形时密封。模具和密封堵头采用A3钢。模具设计时应考虑高温合金冷成形后回弹量，可按照3～5％回弹量设计成形模具，模具可采用普通碳钢材料，内型面加工尺寸精度±0.02。
S2、坯料设计：按照外管第一直径Ф1设计外管坯料，按照内管第四直径Ф4设计内管坯料，根据设计需要，管坯可采用高温合金轧制无缝管坯或采用卷圆焊接的管坯，管坯两端预留工艺端t1、t2，两工艺端t1＝t2＝13.7mm，工艺端长度以能够实现锥形密封为设计原则。
S3、外管成形：如图5所示，将外管坯料1装入成形模具2后，两端用密封锥形堵头3密封，将模具锁紧或用压力机压紧后注入水压使外管成形，水压大小应根据成形零件壁厚计算得出。本实施例中，成形水压为10MPa。
S4、填充芯模：按照间隙的形状加工芯模4，将加工好的锡合金芯模4填充入需要形成间隙的部位，芯模4固定可用金属胶进行粘接。
S5、内管装配：如图6所示，将内管坯料5装入成形后的外管内部，并加装两端密封堵头3，检查装配的气密性。
S6、内管成形：通过进水管6向内管中注入水压使内管成形。将模具锁紧或用压力机压紧后打水压胀形。
S7、切除工艺端：成形后切除工艺端t1、t2。
S8、加热去除低熔点合金芯模：将切除工艺端后的成形管坯加热，使低熔点锡合金芯模熔化后流出，得到所需的高温合金半封闭双层薄壁结构转接管。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种高温合金半封闭双层薄壁结构转接管制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
S1、成形模具设计：根据零件成形外形，设计外管成形模具，将外管成形模具设计成左右分半形式，并在两边设计锥形密封堵头；
S2、坯料设计：按照外管直径设计外管坯料，按照内管直径设计内管坯料，管坯两端预留工艺端；
S3、外管成形：将外管坯料装入成形模具后，两端用锥形密封堵头密封，将模具锁紧或压紧后注入水压使外管成形；
S4、填充芯模：按照间隙的形状加工芯模，将加工好的芯模填充入需要形成间隙的部位；
S5、内管装配：将内管坯料装入成形后的外管内部，并加装两端密封堵头，检查装配的气密性；
S6、内管成形：向内管中注入水压使内管成形；
S7、切除工艺端：成形后切除两端的工艺端；
S8、加热去除芯模：将切除工艺端后的成形管坯加热，使芯模熔化后流出，得到所需的高温合金半封闭双层薄壁结构转接管。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述密封堵头厚度50mm，锥度72°。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述成形模具和密封堵头采用A3钢。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，管坯采用高温合金轧制无缝管坯或采用卷圆焊接的管坯。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S3中，成形水压为10MPa。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S4中，芯模为低熔点金属芯模。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S4中，芯模通过金属胶粘接固定在需要形成间隙的部位。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112045025A (zh) * 2020-06-30 2020-12-08 中国航发南方工业有限公司 法兰式机匣外罩液压胀形加工模具及液压胀形加工方法
CN113305264A (zh) * 2021-06-21 2021-08-27 湖州锐狮标准件制造有限公司 链条滚子的腰鼓成型工艺及成型模具

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51115268A (en) * 1975-04-03 1976-10-09 Fuji Valve Method of bending doubleelayered pipe
JPS5577935A (en) * 1978-12-11 1980-06-12 Kouzu Seisakusho:Kk Preparation of bent mutiple tube
JPH0557366A (ja) * 1991-08-29 1993-03-09 Honda Motor Co Ltd 小型船体の成形方法
JP2609205B2 (ja) * 1992-10-12 1997-05-14 本田技研工業株式会社 金属管の曲げ加工方法
US6662447B2 (en) * 2000-03-17 2003-12-16 Daimlerchrysler Ag Method and apparatus for the production of double-walled hollow sections by means of internal high-pressure forming
CN1583311A (zh) * 2003-08-21 2005-02-23 张家港市合丰机械制造有限公司 双层管弯管方法
CN101804429A (zh) * 2010-03-26 2010-08-18 东莞市旗丰消声器有限公司 一种双层管的弯管工艺
CN102756033A (zh) * 2011-04-27 2012-10-31 上海汇众汽车制造有限公司 多层管快速充液成形方法和系统
CN103639235A (zh) * 2013-12-16 2014-03-19 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 Ti-Al金属间化合物层状复合材料管及其制备方法
CN106363070A (zh) * 2016-08-25 2017-02-01 宁波市沃瑞斯机械科技有限公司 一种金属双层复合管的加工工艺
CN107138586A (zh) * 2017-07-11 2017-09-08 南昌航空大学 一种用于密封多层管的推头结构
CN109092966A (zh) * 2018-07-13 2018-12-28 南京航空航天大学 一种异种材料曲面管件的多层管辅助快速气胀装置及方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51115268A (en) * 1975-04-03 1976-10-09 Fuji Valve Method of bending doubleelayered pipe
JPS5577935A (en) * 1978-12-11 1980-06-12 Kouzu Seisakusho:Kk Preparation of bent mutiple tube
JPH0557366A (ja) * 1991-08-29 1993-03-09 Honda Motor Co Ltd 小型船体の成形方法
JP2609205B2 (ja) * 1992-10-12 1997-05-14 本田技研工業株式会社 金属管の曲げ加工方法
US6662447B2 (en) * 2000-03-17 2003-12-16 Daimlerchrysler Ag Method and apparatus for the production of double-walled hollow sections by means of internal high-pressure forming
CN1583311A (zh) * 2003-08-21 2005-02-23 张家港市合丰机械制造有限公司 双层管弯管方法
CN101804429A (zh) * 2010-03-26 2010-08-18 东莞市旗丰消声器有限公司 一种双层管的弯管工艺
CN102756033A (zh) * 2011-04-27 2012-10-31 上海汇众汽车制造有限公司 多层管快速充液成形方法和系统
CN103639235A (zh) * 2013-12-16 2014-03-19 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 Ti-Al金属间化合物层状复合材料管及其制备方法
CN106363070A (zh) * 2016-08-25 2017-02-01 宁波市沃瑞斯机械科技有限公司 一种金属双层复合管的加工工艺
CN107138586A (zh) * 2017-07-11 2017-09-08 南昌航空大学 一种用于密封多层管的推头结构
CN109092966A (zh) * 2018-07-13 2018-12-28 南京航空航天大学 一种异种材料曲面管件的多层管辅助快速气胀装置及方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112045025A (zh) * 2020-06-30 2020-12-08 中国航发南方工业有限公司 法兰式机匣外罩液压胀形加工模具及液压胀形加工方法
CN112045025B (zh) * 2020-06-30 2022-09-16 中国航发南方工业有限公司 法兰式机匣外罩液压胀形加工模具及液压胀形加工方法
CN113305264A (zh) * 2021-06-21 2021-08-27 湖州锐狮标准件制造有限公司 链条滚子的腰鼓成型工艺及成型模具

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