[发明专利]一种薄壁不锈钢气瓶的成形方法

说明书

本发明提供一种薄壁不锈钢气瓶的成形方法，采用冷拔管坯作为坯料，先后经过强力旋压和收口旋压获得收口旋压件A和收口旋压件B，再对其分别依次进行热处理和机械加工整形，最后通过氩弧焊的焊接方式将上述加工好的收口旋压件A和收口旋压件B焊接在一起。通过本方法加工而成的不锈钢气瓶，壁厚均匀，外观好，修磨量小，整体重量相较纯焊接钢质气瓶大幅减轻50％以上，且制造成本显著降低；产品晶粒组织得到细化，显著提高了气瓶整体的力学性能和高温服役的可靠性，对面临高温高压使用条件的薄壁气瓶的制造具有重要意义。

技术领域

本发明属于气瓶制造领域，具体涉及一种薄壁不锈钢气瓶的成形方法。

背景技术

高压气瓶是航空航天设备的关键部件，使用压力高达35MPa，最高使用温度超过400℃。传统气瓶产品为厚度达18mm-20mm的纯钢质气瓶，瓶体采用轧制管材，两端封头采用锻件经过机械加工制备，最后再采用焊接工艺将两端封头与瓶体进行连接。在实际使用过程中，封头与瓶体的焊接区域内晶粒组织粗大，晶界析出相明显，晶界弱化效应严重，长期使用后存在漏气和萌生缺陷等隐患，而且这种采用焊接方式制造的纯钢质气瓶的重量大，与轻量化的要求日益脱节。针对实际发展需求，厚壁纯钢质气瓶已无法满足压力、温度、减重等设计指标的要求，新型航空航天用不锈钢气瓶的设计方案为：在厚度为1mm左右的薄壁不锈钢气瓶的内胆缠绕碳纤维及耐高温树脂，从而制得高压复合气瓶，其中，薄壁不锈钢气瓶的制备是核心技术。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的一种薄壁不锈钢气瓶的成形方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄壁不锈钢气瓶的成形方法以至少解决目前传统纯钢气瓶厚度大、整体重量大、焊接区晶界弱化效应严重、长期使用隐患多等问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种薄壁不锈钢气瓶的成形方法，所述薄壁不锈钢气瓶由管坯通过所述成形方法加工而成，所述薄壁不锈钢气瓶包括一体成形的封头A、瓶口A，和一体成形的瓶体、封头B及瓶口B，所述成形方法包括如下步骤：

S1，下料：准备待加工管坯，分别为管坯A和管坯B；

S2，管坯初步旋压减薄：对管坯A和管坯B分别进行旋压减薄；

S3，管坯端面整形：对旋压减薄后成形的管坯的待收口端部进行机械加工，确保待收口端部的切口整齐，从而得到减薄旋压件A和减薄旋压件B；

S4，收口旋压：对减薄旋压件A和减薄旋压件B进行收口旋压，得到收口旋压件A和收口旋压件B；收口旋压件A为一体成形的封头A、夹持段A，收口旋压件B为一体成形的瓶体、封头B及夹持段B；

S5，固溶处理：分别对收口旋压件A和收口旋压件B进行真空固溶处理；

S6，机械加工整形：分别对固溶处理后的收口旋压件A和收口旋压件B的封头型面进行机械加工，并切去夹持段A和夹持段B，得到一体成形的封头A、瓶口A，和一体成形的瓶体、封头B及瓶口B；

S7，连接：将封头A与瓶体进行连接。

如上所述的薄壁不锈钢气瓶的成形方法，优选，所述步骤S1具体包括如下步骤：

S11，选取冷拔管作为管坯材料；

S12，通过车削加工将冷拔管加工成管坯A和管坯B；

S13，对车削加工所得的管坯A和管坯B进行热处理，以降低管坯A和管坯B的强度，满足强力旋压加工要求。

如上所述的薄壁不锈钢气瓶的成形方法，优选，所述步骤S2具体包括如下步骤：

S21，将管坯A和管坯B的内表面和旋压成形模具的外表面均匀涂抹润滑油，以保证在经过旋压减薄之后的管坯内表面不出现划伤；