[发明专利]一种钛合金变壁厚空心主动冷却舱体制备方法

说明书

本发明属于舱体制备技术领域，具体涉及一种结构功能一体化的钛合金变壁厚空心主动冷却舱体制备方法，本方法采用钛合金板坯制备筒形管坯，然后超塑成形/扩散连接技术一次成形变壁厚空心主动冷却舱体制备方法，这种方法一次成形出360°回转形舱体，内部带空心主动冷却通道，零件成形精度高，零件整体性好，实现了零件结构和功能一体化。本发明提出的冷却结构空心舱体，由于是空心夹层结构，因此其强度刚度高，重量轻。由于带主动冷却结构，因而可实现主动冷却，而且这种冷却剂可直接采用燃料舱中燃料，没有增加整体重量，冷却完毕后燃料还可继续参与燃烧，没有浪费。

技术领域

本发明属于舱体制备技术领域，具体涉及一种结构功能一体化的钛合金变壁厚空心主动冷却舱体制备方法。

背景技术

空心夹层结构具有质量轻、刚度大等突出优点，在航空航天和国防领域中得到了大量应用。近几年随着高超声速武器的发展，对结构的轻量化和材料耐热性能提出更高的要求。由于传统耐热材料其比重一般较高，一味追求材料的耐热特性，就势必增加结构重量。如何在轻量化同时还满足耐热特性，这是武器化发展中提出的新问题，要解决这一似乎矛盾的问题，仅仅靠防隔热这种被动冷却方式还远远不够，因此提出了主动冷却结构形式，这种结构形式将结构和功能实现有机结合，将空心结构设计成流道形式，流道中实现液体的循环冷却，这种流道兼具结构强度和主动冷却双重功能，实现了结构功能一体化。这种结构形式在燃料舱中尤为适用。燃料舱为了增大储油量希望内空间越大越好，舱体本身希望高结构强度和刚度，同时为了保证燃料温度，燃料舱还必须防热隔热，而采用主动冷却结构能够很好解决以上三个问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种钛合金变壁厚空心主动冷却舱体制备方法，以解决如何制备空心封闭结构舱体的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种钛合金变壁厚空心主动冷却舱体制备方法，该制备方法包括如下步骤：

第一步、管坯制备：将变壁厚空心主动冷却舱体分为采用10根钛合金管坯进行制备；10根管坯分别为外层管坯、第一芯层管坯、第二芯层管坯、内层管坯、第一局部增强管坯、第二局部增强管坯、第三局部增强管坯、第四局部增强管坯、第一隔离管坯和第二隔离管坯；该步骤具体包括：

A1.1设计管坯成形模具，管坯成形采用内模具胀形成形，利用钛合金和模具钢材料的膨胀系数差异进行管坯制备；

A1.2：计算管坯展开料，根据最终管坯尺寸计算展开料，并适当考虑卷圆时两端直线段；

A1.3：下料，根据计算的坯料尺寸，通过剪板机或激光切割下料；坯料尺寸等于展开料尺寸加上工艺端，需要切割10块坯料；

A1.4：划线，在坯料上画出直线段切割线，在第一芯层管坯和第二芯层管坯的坯料上画出用于开进气槽的进气槽位置线；

A1.5：在第一芯层管坯和第二芯层管坯的坯料上，根据划线位置在平板状态下加工进气槽；

A1.6：进行管坯预成形，形成圆形管坯；

A1.7：将圆形管坯进行退火处理；

A1.8：切除圆形管坯直线端并修配对焊边；

A1.9：激光焊接纵向焊缝形成圆形管坯，

A1.10：退火校形，使用应力松弛模校形激光焊接后的圆形管坯；

第二步、芯层止焊剂图形制备：将芯层止焊剂图形制备在第二芯层管坯的外表面上；该步骤具体包括：

A2.1：对所有管坯进行表面酸洗处理；

A2.2：在第二芯层管坯的外表面涂覆可剥胶；