[发明专利]一种薄壁钢质内胆的制造方法及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及压力容器制造领域。更具体地涉及一种薄壁钢质内胆纤维全缠绕复合气瓶的制造方法。

背景技术

随着新能源技术的不断发展，与之配套的能源装配储运技术近年来也得到长足发展，国内外对于盛装能源介质特别是气体介质的压力气瓶的需求也大幅增加，目前国内市场应用于高压气体储运的气瓶绝大多数为全金属或者具有金属内胆的纤维缠绕增强气瓶；

不论是全金属气瓶还是环缠绕钢质内胆的二型瓶都存在容重比很低的问题，且金属容易腐蚀使用过程中受一定环境条件的限制，所以现在一些气瓶企业在生产铝内胆全缠绕复合气瓶，该气瓶的容重比较高，但是由于铝的成型工艺很复杂，生产过程中报废率很高，而且铝合金价格较高；所以铝内胆全缠绕复合气瓶价格很贵，限制了它的应用；

因此，本领域迫切需要提供一种可广泛应用的容重比又比较高的全金属气瓶。

发明内容

本发明旨在提供一种新的全金属气瓶的制造方法。

在本发明的第一方面，提供了一种薄壁钢质内胆的制造方法，所述方法通过收底、铣底、收口、热处理、内胆内、外表面抛光和螺纹加工使内胆成型，所述方法中：

(1)采用强旋工艺使钢管的两端长度分别为200-400毫米的封头的厚度分别为3-5毫米，钢管主体的厚度为2-3毫米；

(2)将强旋减薄后的钢管进行旋压收底和刮板收口。

在另一优选例中，所述旋压收底是使钢管的一端封头在1000-1100℃加热40-60秒后进入旋压机进行旋压收底。

在另一优选例中，所述刮板收口是使钢管的另一端封头在1000-1100℃加热40-60秒后进入刮板机进行刮板收口。

在另一优选例中，所述热处理使内胆力学强度控制在800-1000MPa；更优选在850-1000MPa；最优选在890-950MPa。

在另一优选例中，所述钢管主体与两个封头之间的过渡段的钢管的长度为45-55毫米。

在另一优选例中，所述钢管两个封头的长度分别为260-300毫米。

在另一优选例中，两个封头的厚度分别为4.5-4.6毫米。

在另一优选例中，钢管主体的厚度为2-3毫米。

在另一优选例中，所述过渡段的厚度是渐变的，例如其厚度从近主体部分的2-3mm渐变到4.5-4.6mm靠近封头的部分。

在另一优选例中，所述薄壁钢质内胆是气瓶用内胆；所述钢管是无缝钢管。

在本发明的第二方面，提供了一种复合气瓶的制造方法，所述方法包括的步骤如上所述的本发明提供的薄壁钢质内胆成型、内胆外表面喷涂电防腐漆、纤维缠绕和固化。

据此，本发明提供了一种可广泛应用的容重比又比较高的全金属气瓶。

附图说明

图1为强旋工艺后的钢管的剖面图；其中

L表示钢管的主体；L1表示钢管两端的封头；L2表示钢管主体与两端封头之间的过渡段；h1表示钢管主体的厚度；h表示两端封头的厚度。

图2为成品剖面图；其中1表示钢质内胆，2表示纤维复合层。

具体实施方式

发明人经过广泛而深入的研究，采用强旋工艺使金属内胆的各个部位形成不同的厚度，并对减薄的钢管进行旋压收底和刮板收口使金属内胆成型。在此基础上，完成了本发明。

如本发明所用，“强旋工艺”又称“强力旋压成形技术”，是指毛坯与芯模共同旋转，由旋轮进给并施加压力，使毛坯紧贴芯模逐点局部变形的冲压成形工艺。可以使用旋压机或机床进行，可成形如圆筒形、锥形、抛物面形成或其它各种曲线构成的旋转体，也可加工相当复杂形状的旋转体零件。本发明经过强旋工艺使常规壁厚的钢管减薄，附图1显示了钢管减薄后的情况。

如本发明所用，“铣底工序”是为了去除内胆底部的存在的缺陷，例如氧化皮、凹坑以及细小裂纹等缺陷。

薄壁钢质内胆的制造

本发明提供一种用于复合气瓶的金属内胆的制造方法，步骤包括无缝钢管强旋、旋压收底、铣底、刮板收口、热处理、内胆的内、外表面抛光、螺纹加工等工序，其中采用强旋工艺使无缝钢管壁厚减薄，且钢管的两端封头和主体部分厚度不同；另外还要使强旋减薄后的钢管的两端分别进行旋压收底和刮板收口。

参照附图1，钢管的两端长度分别为200-400毫米的封头(L1)的厚度(h)分别为3-5毫米；钢管主体(L)的厚度(h1)为2-3毫米。

钢管两端封头的长度优选为260-300毫米。

钢管两端封头的厚度优选为4.5-4.6毫米。