[发明专利]两端封头的超高压气瓶内胆及其制造方法

权利要求书

1.一种两端封头的超高压气瓶内胆的制造方法，其特征在于，所述两端封头的超高压气瓶内胆作为缠绕气瓶的内胆用于储存压缩气体，所述两端封头的超高压气瓶内胆为两端收口成型封头及瓶口的一体式无缝结构的铝合金内胆，包括A瓶口、A封头、直筒段、B封头和B瓶口，所述A封头和B封头分别位于所述直筒段的两端，所述A瓶口和B瓶口分别位于所述A封头和B封头上；所述两端封头的超高压气瓶内胆的长度为4m，所述直筒段的公称外径为650mm，所述超高压气瓶的额定压力为50Mpa；

所述直筒段的壁厚为6mm，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±0.1mm；所述直筒段任意直线段位置局部直线度不大于0.3mm/300mm；所述直筒段整体直线度不大于1mm/全长；所述直筒段任意位置的圆度不大于0.3mm；所述直筒段的内表面粗糙度小于Ra0.8μm，所述直筒段的外表面粗糙度小于Ra3.2μm；

所述制造方法包括如下步骤：

S1，铝合金内胆旋压管制备；采用数控强力外旋压机对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；具体包括如下步骤：

S1a，铝合金内胆旋压管直筒段的旋压成型，采用三轮错距正旋或反旋的旋压方法对无缝管材进行2-4次旋压过程，得到旋压件A；正旋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；反旋旋压时采用加工长度等于设定产品长度0.6-0.8倍的芯模进行旋压辅助加工；所述步骤S1a中的三轮错距正旋旋压方法中的错距量设置为6-12mm；

S1b，铝合金内胆旋压管的定长加工，采用锯床对步骤S1a中得到的旋压件A进行定长加工，得到铝合金内胆旋压管；

S1c，铝合金内胆旋压管的清洗，采用清洗机对步骤S1b中得到的铝合金内胆旋压管进行清洗；

S1d，采用超声波自动探伤机对步骤S1c中得到的铝合金内胆旋压管进行直筒段的全自动探伤，检验是否有起皮、褶皱、裂纹的加工缺陷；

S2，铝合金内胆旋压管缺陷检查及修复，对步骤S1中得到的铝合金内胆旋压管的直筒段进行缺陷的视觉自动比对检查，并对检查出的可修复缺陷进行修复；所述步骤S2包括如下步骤：

S21，直筒段的缺陷检查，在智能内外圆修磨机床上，通过集成的视觉检查系统，对步骤S1中得到的铝合金内胆旋压管的直筒段进行缺陷的视觉自动比对检查，检查内表面深度大于0.03mm的划伤和磕碰，同时，检查气孔、夹杂、凹陷和微裂纹缺陷；

S22，采用自动内圆修磨机床对步骤S21中检查出的可修复缺陷进行自动修复；

S3，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两端的开口处分别进行封头和瓶口的旋压成型，得到旋压成型件B；所述旋压成型件B包括直筒段和直筒段两端的A封头和B封头；该步骤具体包括如下：

S31，装夹，采用分瓣式中空主轴进行铝合金内胆旋压管的装夹；

S32，加热，对铝合金内胆旋压管的待收口旋压处加热至180-380℃；所述步骤S32中的加热采用氧气、丙烷/LNG进行燃烧喷焰加热；

S33，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S32中加热的铝合金内胆旋压管进行多道次收口旋压，收口旋压第1-8道次带有反旋；

S34，对铝合金内胆旋压管的另一端重复步骤S31、S32、S33的操作，得到旋压成型件B；所述旋压成型件B包括直筒段和直筒段两端的A封头和B封头；

S4，瓶口中心孔的加工；

S5，曲面探伤；

S6，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S5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；

S7，热处理，对步骤S6中得到的旋压成型件C进行T6工艺处理，得到超高压气瓶内胆；该步骤具体包括如下步骤：

S71，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2.2-4小时，接着将旋压成型件C进行水介质淬火；淬火时应保证从淬火炉炉门开启至高压气瓶用铝合金内胆全部入水时间不得大于8s；

S72，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6.3-10小时，制得超高压气瓶内胆；

S8，内胆清洗，采用立式气瓶内胆清洗机对步骤S7中得到的超高压气瓶内胆的内腔进行高压水喷淋清洗，去除加工污染物；

S9，成品检验，对步骤S8中获得的超高压气瓶内胆进行检验，得到两端封头的超高压气瓶内胆的成品；

S10，对S9的超高压气瓶内胆外表面涂覆结合剂；

S11，对S10中得到的涂覆件进行碳纤维缠绕，待缠绕完毕后进行A瓶口和B瓶口的内、外径和内、外螺纹的精密加工。