[发明专利]舰船用钛合金高压无缝气瓶的成形与加工方法

权利要求书

1.一种舰船用钛合金高压无缝气瓶的成形与加工方法，气瓶包括底部封头(1)、圆柱段(2)、头部封头(3)和瓶口(4)；其特征在于：成形与加工方法的具体过程如下：

1)锻件坯料锻造

将钛合金圆钢坯料锻造成锻件坯料，锻件坯料一端的圆周边留有供强力旋压的加工余量L1，且锻件坯料的锻造温度为800℃～960℃；钛合金为TC4钛合金；

2)强力旋压坯料加工

将锻件坯料数控加工成强力旋压坯料，并将锻件坯料的台阶面一端按照气瓶最终尺寸加工成底部封头；

3)强力旋压成形圆筒段

采用强力旋压机正向强力热旋压成形圆筒段，旋压后保证圆筒段长度L3有加工余量；强力旋压圆筒段加热温度为550℃～750℃；

4)无芯模热旋压成形头部封头

采用热旋压机无芯模正向热旋压成形头部封头，多道次逐步成形，封底后多道次逐渐加长成形瓶口，并保证圆筒段长度L3为正偏差；采用红外测温仪控制加热温度，控制温度为900℃～980℃；头部封头旋压道次为18～26；头部封头封底后3～5道次逐渐加长成形瓶口；

5)无缝气瓶固溶、时效热处理及瓶口加工

对钛合金无缝气瓶进行固溶、时效热处理；以瓶口外圆d3为基准加工瓶口。

2.根据权利要求1所述舰船用钛合金高压无缝气瓶的成形与加工方法，其特征在于：还包括无缝气瓶压力试验和内外表面喷丸处理。

3.根据权利要求1所述舰船用钛合金高压无缝气瓶的成形与加工方法，其特征在于：所述步骤1)中，锻件坯料外圆面的另一端为台阶面，对应地，锻件坯料内型面的另一端为圆台面，加工余量L1为2mm～5mm。

4.根据权利要求1所述舰船用钛合金高压无缝气瓶的成形与加工方法，其特征在于：所述步骤2)中，强力旋压坯料长度L2保证强力旋压后长度不小于L3+10mm～30mm，L3为圆筒段的长度。

5.根据权利要求1所述舰船用钛合金高压无缝气瓶的成形与加工方法，其特征在于：所述步骤2)中，强力旋压坯料内外型面的同轴度误差不大于0.1mm，端面与轴线的垂直度误差不大于0.1mm，表面粗糙度不大于Ra3.2。

6.根据权利要求1所述舰船用钛合金高压无缝气瓶的成形与加工方法，其特征在于：所述步骤2)中，强力旋压坯料厚度t2保证首道次30％减薄率，旋压力不大于旋压机的额定旋压力，并保证强力旋压拉力对底部封头产生的拉应力不大于材料屈服强度的80％。

7.根据权利要求1所述舰船用钛合金高压无缝气瓶的成形与加工方法，其特征在于：所述步骤3)中，圆筒段的长度L3＝L4+4×10⁶W/4.5π[(d1+2t1)²-d1²]+30mm～60mm，其中，L4为气瓶圆柱段长度mm，W为头部封头的重量kg，d1为气瓶圆柱段的内径mm，t1为气瓶圆柱段的壁厚mm；旋压芯模外径比强力旋压坯料内径d1小0.5mm～1.0mm。

8.根据权利要求1所述舰船用钛合金高压无缝气瓶的成形与加工方法，其特征在于：所述步骤4)中，瓶口成型后，瓶口外径为d2+3mm～6mm，瓶口内径为d3-3mm～6mm，瓶口长度为L5+4mm～10mm。

9.根据权利要求1所述舰船用钛合金高压无缝气瓶的成形与加工方法，其特征在于：所述步骤5)中，固溶制度为910℃～960℃保温1～2小时空冷，时效制度为500℃～560℃保温4～8小时空冷。