[发明专利]一端封底的高压气瓶铝合金内胆及其制造方法

权利要求书

1.一种一端封底的高压气瓶用铝合金内胆的制造方法，其特征在于，所述高压气瓶用铝合金内胆为一端封底、另一端收口成型封头及瓶口的一体式无缝结构，包括封底、直筒段、封头和瓶口，所述封底和封头分别位于所述直筒段的两端，所述瓶口位于所述封头上；所述高压气瓶用铝合金内胆的长度小于5m，所述直筒段的公称外径为Ф420-850mm，所述高压气瓶的额定压力为20-30Mpa，所述直筒段的壁厚为1-10mm，所述直筒段的整体直线度不大于0.5mm/m；

所述直筒段的壁厚的公差小于等于±0.15mm；

所述直筒段任意直线段位置局部直线度不大于0.5mm/300mm；

所述直筒段任意位置的圆度不大于0.5mm；

所述直筒段的内表面粗糙度小于Ra1.6μm，所述直筒段的外表面粗糙度小于Ra3.2μm；

所述封头的厚度由边缘向瓶口部位均匀渐变增厚，所述封底的厚度由边缘向封底的中心均匀渐变增厚；

所述封头的厚度由边缘的5-8mm向瓶口部位的10-15mm均匀渐变增厚；

所述封底的厚度由边缘的5-8mm向封底的中心的15-20mm均匀渐变增厚；所述制造方法包括如下步骤：

S1，封底旋压成型，采用普通旋压设备对圆形或方形板坯进行多道次加热普通旋压或拉深旋压，制得由封底和一端开口的直筒段构成的无缝管材；

所述步骤S1具体包括如下步骤：

S1a，板坯加热，将板坯待旋压部位加热至200-400℃；

S1b，封底预成型，采用1-3道次的双旋轮多道次镜像普通旋压对步骤S1a中加热的板坯进行封底的预成型加工，该旋压过程为不贴合模具预成型，在旋压的过程中，持续加热，使旋压件保持200-400℃；

S1c，封底成型，采用渐变厚度旋压方法对步骤S1b中制得的预成型件进行3-5道次的双旋轮多道次镜像复合旋压，得到封底成型件，在旋压的过程中，持续加热，使旋压件保持200-400℃；

S1d，直筒段的预成型，采用6-10道次的双旋轮多道次镜像复合旋压对步骤S1c中制得的封底成型件的待旋压部位进行直筒段的预成型，从而制得由封底和一端开口的直筒段构成的无缝管材，在旋压的过程中，持续加热，使旋压件保持200-400℃；

在步骤S1c和步骤S1d中，在双旋轮多道次镜像普通旋压的同时穿插4-8道次反旋工艺，用于待加工直筒段坯料的增厚；所述步骤S1a-S1d中的加热采用氧气、丙烷/LNG进行燃烧喷焰加热；

S2，铝合金内胆旋压管制备，对步骤S1制得的无缝管材的直筒段进行多道次强力外旋压成形处理，得到铝合金内胆旋压管；

所述步骤S2具体包括如下步骤：

S21，铝合金内胆旋压管直筒段的旋压成型，采用三轮错距正旋旋压方法对步骤S1制得的无缝管材的直筒段进行2-4次旋压过程，所述三轮错距正旋旋压方法中的错距量设置为6-12mm，得到旋压件A；旋压时采用加工长度等于设定产品长度1.2-1.4倍的芯模进行旋压辅助加工；

S22，铝合金内胆旋压管的定长加工，采用锯床对步骤S21中得到的旋压件A进行定长加工，得到铝合金内胆旋压管；

S23，铝合金内胆旋压管的清洗，采用清洗机对步骤S22中得到的铝合金内胆旋压管进行清洗，所述一端封底的铝合金内胆旋压管的清洗采用加热30-45℃中性清洗剂完成，清洗后采用擦干用具或烘干装置去除表面残留水渍；

S24，修磨铝合金内胆旋压管，采用数控内外圆修磨机对步骤S23中清洗后的铝合金内胆旋压管进行内外表面划伤、碰伤的修磨；

S3，铝合金内胆旋压管探伤，对步骤S2中得到的铝合金内胆旋压管的封底及直筒段进行超声探伤，检查内表面气孔、夹杂、凹陷和微裂纹缺陷；

S4，封头和瓶口的旋压成型，采用加热收口旋压机对所述铝合金内胆旋压管的开口处进行封头和瓶口的旋压成型，得到旋压成型件B；所述步骤S4具体包括如下步骤：

S41，装夹，采用分瓣式中空主轴进行铝合金内胆旋压管的装夹；

S42，加热，对铝合金内胆旋压管的待收口旋压处加热至200-380℃；

S43，封头及瓶口的成型旋压，采用单侧X直线、Z直线和旋转三向插补式收口旋压机对步骤S42中加热的铝合金内胆旋压管进行10-18道次收口旋压，得到旋压成型件B，在旋压过程中，收口旋压第1-8道次带有反旋，用于瓶口部位的增厚；所述步骤S42中的加热采用氧气、丙烷/LNG进行燃烧喷焰加热；

S5，瓶口中心孔的加工，对步骤S4中得到的旋压成型件B进行瓶口中心孔的机加工，得到旋压成型件C；

S6，曲面探伤，对步骤S5中得到的旋压成型件C进行收口质量探伤，检验封头位置是否有橘皮、折叠的加工缺陷；

S7，曲面内表面修磨，根据探伤结果，采用封头内表面修磨机床对步骤S6中发现的封头内表面缺陷进行修磨，得到质量合格的旋压成型件C；

S8，热处理，对步骤S7中得到的旋压成型件C进行T6工艺处理，得到高压气瓶用铝合金内胆坯，所述步骤S8包括如下步骤：

S81，淬火处理，将步骤S6中制得的旋压成型件C放入淬火炉进行淬火处理，将旋压成型件C加热至525-531℃，并在525-531℃环境中保温2.4-4小时，接着将旋压成型件C进行淬火；

S82，时效处理，将淬火后的旋压成型件C转移至时效炉进行时效处理，最后在160-200℃环境中保温6-9.7小时，制得高压气瓶用铝合金内胆坯；

S9，瓶口加工，采用专用瓶口加工中心对步骤S8中得到的高压气瓶用铝合金内胆坯的瓶口内径、外径进行机加工，并加工出瓶口内、外螺纹，得到高压气瓶用铝合金内胆；

S10，内胆清洗。