[发明专利]一种双相异构强化无焊缝箱体的制备方法

说明书

本发明为一种双相异构强化无焊缝箱体的制造方法，包括：箱体冲压成型、去应力退火处理、往复液压变形装置的安装和往复液压变形四步工序，其特征在于：利用冲压成形技术，冲裁不锈钢板材，获得箱体零件的主体部分；退火去应力处理消除冲压成形后零件内残余的变形组织，变形应力得以回复；往复液压变形，在箱体受载荷区域应变诱导该部位奥氏体组织的马氏体转变，马氏体组织使得箱体强度得以增加，保留其他部位的奥氏体结构，使箱体同时具有良好的韧性。

技术领域

本发明涉及箱体零件制造领域，具体是一种双相异构强化无焊缝箱体的制备方法。

背景技术

箱体零件常用作液体或气体的储存容器，此类零件通常需要承受内部或外部的压力，对安全性和密闭性能有较高的要求。在容器运输和转移过程中，材料需要具有一定抵抗外部冲击或振动载荷的能力。此外，用以储存水或其他腐蚀性液体的箱体还需要具有优异的耐腐蚀性能。因此，目前应用最为广泛的制作箱体零件的材料是不锈钢。但是，传统不锈钢强度较低，为满足受力需求通常需要增加钢板厚度，导致箱体零件自重增加，对其安装和运输都带来不便。因此，对箱体零件的强化是目前的主要技术问题。

在现有技术中，王银雪在《金属加工(热加工)》(2012(02)：46-47)发表的“不锈钢箱体的设计与制造”一文中，通过添加并改进侧加强梁的方式，采用严格的满焊工艺从而获得了很好的箱体结构。该方法以焊接为连接方式，在箱体零件受力位置布置加强筋，操作简单，易于实现，并且具有较好的强化效果。但是，焊接结构不可避免在焊缝处形成热熔连接区，其缺点是韧性较低，且疲劳性能较差。此外，焊接易导致不锈钢的渗碳贫铬贫镍区的产生，导致焊道位置抗腐蚀性下降。以上所述致使焊缝部位成为水箱的薄弱环节。

发明内容

本发明针对上述技术问题，利用不锈钢中应变诱导马氏体相变的原理，提出了一种双相异构强化无焊缝箱体的制备方法。

实现本发明目的提供的技术方案如下：

一种双相异构强化无焊缝箱体的制备方法，包括以下步骤：

箱体冲压成形、去应力退火处理、往复液压变形装置的安装和往复液压变形四步工序，利用冲压成形，冲裁不锈钢板材，获得箱体零件的主体部分；去应力退火处理消除冲压成形后的零件内残余变形组织，回复变形内应力；在箱体受载荷区域应变诱导该部位奥氏体组织的马氏体转变，利用马氏体组织强化箱体强度，同时保留其他部位奥氏体结构。

该方法具体包括：

步骤1，箱体零件冲压成形，利用冲压成形设备冲裁不锈钢板材，获得箱体零件的主体部分；

步骤2，去应力退火处理，对冲压成形后零件进行退火去应力处理，消除冲压变形过程中引入的变形组织，并使变形应力回复；

步骤3，往复液压变形，将箱体零件置于往复液压变形模具内，开启液压泵，使得箱体内部产生合适的液压，随后开启上侧的局部应变装置推动压头对箱体施加变形量，完成箱体的第一次变形；压头在局部应变装置的作用下首先回复到原先的位置，液压泵开启并继续增压，使箱体恢复到原始的形状；

步骤4，重复步骤3，冲压成形的无焊缝箱体在局部区域发生多次应变和反向应变，多次往复应变使得无焊缝箱体的应变区域的组织形态由奥氏体转变为马氏体。

本发明相对于现有技术相比具有显著优点：

1.本发明采用冲压成形的方法制备的无焊缝箱体，可以避免箱体在焊接成型过程中带来的焊接缺陷。

2.本发明采用往复应变的方法制备双相异构无焊缝箱体，可以设计不同模具以及改变往复应变次数来实现不同形状、不同性能要求的异构无焊缝箱体的制备。

3.本发明采用的往复应变方法灵活性强，操作简单，易于进行工业生产。