[发明专利]一种小尺寸中空薄壁壳体件的塑性成形方法

说明书

本发明提供了一种小尺寸中空薄壁壳体件的塑性成形方法，包括挤压成形、退火热处理、数控旋压封口、切削加工；所述旋压起点离壳体口部距离尺寸2～3.5mm，主轴转速200～300r/min，旋轮转速500～850r/min，旋轮进给量0.05～0.1mm，口部封口壁厚1.3±0.15mm，薄壁壳体件的温度≤120℃。本发明使制备的小尺寸中空薄壁壳体件口部塑性无缝封口，封口部位壁厚均匀，能显著提升中空薄壁壳体组合型装甲的抗侵彻能力和稳定性。

技术领域

本发明属于金属塑性成形技术领域，具体地说是一种小尺寸中空薄壁壳体件的塑性成形方法。

背景技术

药型罩是聚能装药战斗部的核心构件，现有98％破甲战斗部采用铜药型罩，大量弹道试验表明，采用热轧、挤制的铜棒材或板材制造的药型罩，平均晶粒尺寸10～45μm，破甲侵彻威力8～10倍装药口径。目前世界上先进的反坦克导弹，例如“标枪”、“短号”、“长钉”等，均采用串联战斗部(两级或三级串联)，带隔板的聚能装药、大口径装药、新型军用炸药等，提高了反坦克导弹的毁伤能力。

装甲防护和反装甲弹药相互矛盾相互促进，从而发展了爆炸反应装甲、陶瓷装甲、复合装甲、主动防护装甲等高性能装甲系统。Manfred Held在试验中发现金属板+炸药+金属板的“三明治”结构，能有效干扰射流对装甲的侵彻，并将该结构定义为爆炸反应装甲(explosive reactive armor，ERA)；截止目前，所研究爆炸反应装甲主要包括单层爆炸反应装甲和双层爆炸反应装甲2种类型，其中单层爆炸反应装甲的研究较为广泛。试验研究表明：单层爆炸反应装甲结构有效抵抗破甲弹的效率约为70％～90％，抵抗穿甲弹的效率约为30％左右；而对于双层反应装甲结构来说，有效抵抗破甲弹的效率约为95％，穿甲弹为60％～70％左右，而带盖板和隔板的双层反应装甲防护效果更为显著。为了进一步提高装甲的防护性能，May-seless等从理论上解释了ERA抗击射流的机理，提出“卵石干扰模型”；在此基础上，Koch A等设计了中空薄壁壳体组合型干扰复合装甲，在射流碰撞作用下，中空薄壁壳体空腔、壁部、空气波反射等干扰射流，抵抗破甲弹射流的侵彻作用更加显著。

从聚能射流与靶板的侵彻作用过程，通过中空薄壁壳体组合型剪切破坏射流，显著降低有效射流的侵彻能力。现有车削加工、冲压与焊接工艺，存在以下缺点：一是焊缝脆性大，影响破片质量；二是焊接热量不易控制(焊缝温度≥300℃)，降低产品质量稳定性；三是生产效率低，成本高。根据中空薄壁壳体件形状特点，以及现有工艺加工制造过程中的难题，本申请提供了一种小尺寸中空薄壁壳体件的塑性成形方法。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种小尺寸中空薄壁壳体件的塑性成形方法。

本发明的目的是通过以下措施实现的：

一种小尺寸中空薄壁壳体件的塑性成形方法，包括挤压成形、退火热处理、数控旋压封口、精密切削加工；所述旋压起点离壳体口部距离尺寸2～3.5mm，主轴转速200～300r/min，旋轮转速500～850r/min，旋轮进给量0.05～0.1mm，口部封口壁厚1.3±0.15mm，薄壁壳体件的温升≤120℃。

上述挤压成形是在三向压应力和变形速率为10～20mm/s的作用下，经过2～4道次的挤压变形，每道次挤压内腔深度在1～9mm。

在挤压成形之前、成形过程中坯料表面和模具型腔内表面涂布一层润滑剂。

在挤压成形之前采用配方Ⅰ润滑剂，配方Ⅰ为磷酸和氟锆酸钾的水溶液，磷酸质量配比2％～10％，氟锆酸钾质量配比5％～15％，余量为水；挤压成形过程中采用配方Ⅱ润滑剂，配方Ⅱ润滑剂由纳米石墨和二硫磺酸钡、聚乙二醇、水组成，纳米石墨质量配比10％～20％，二硫磺酸钡质量配比3～6％，聚乙二醇质量配比5～15％，余量为水。

为了进一步使坯件不同部位的力学性能、组织均匀化，上述退火热处理温度800～1000℃，保温时间45～75min。