[发明专利]深海耐压钛合金半球型舱体的加工工艺

说明书

提供一种深海耐压钛合金半球型舱体的加工工艺，本发明制造方法能够制造出半球型的钛合金壳体，具有很好的耐腐蚀性和耐压性能。板坯在进行冲压时，上下面通过由钢板制成的上保温板和下保温板覆盖，在冲压过程中，能够对钛合金板坯进行保温，确保钛合金板坯在冲压过程中的均匀变形，减小应力集中，减少产品表面裂纹；热冲压过程采用先慢后快的冲压工艺，使板坯在成型过程中实现拉伸‑回弹‑热胀冷缩的变形过程，有利于材料变形中的应力释放，提高半球型钛合金壳体的形成质量。本发明生产工艺简单，结构可靠。

技术领域

本发明属于钛合金冲压成型技术领域，具体涉及一种深海耐压钛合金半球型舱体的加工工艺。

背景技术

深海潜水器是海洋技术开发的最前沿与制高点，利用它可取得海底世界的宝贵数据和资料，用于深海资源勘探、热液硫化物考察、深海生物基因、深海地质调查等领域。深海耐压舱是深海潜水器的关键装置，用于装载检测装置等重要部件。此类耐压舱，工作的环境为外界高压海水，需要所使用的零部件耐海水腐蚀，承受深海海水压力。以前所使用的多数耐压舱采用玻璃材料制成，但是其耐压耐腐蚀程度并不能达到理想的使用效果，在水中重量大、容量小，不便于内部清洁及搭载。后来，耐压舱结构也有采用钛合金材料制造，结构形状为管状，这种结构的钛合金耐压舱虽然具有很好的耐腐蚀性能，但是，处于深海中的物体，其结构形状会对其耐压程度造成很大影响，而钛合金管状结构的耐压舱并不能达到深海环境所要求的高耐压性能。因此有必要提出改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种深海耐压钛合金半球型舱体的加工工艺，本发明使用的耐压舱制造方法能够制造出半球型的钛合金壳体，耐腐蚀性强，耐压性能好，工艺过程能够确保钛合金板坯在冲压过程中的均匀变形，减小应力集中，有利于材料变形中的应力释放，减少产品表面裂纹的成型，生产工艺简单，结构可靠。

本发明采用的技术方案：深海耐压钛合金半球型舱体的加工工艺，包括以下步骤：

步骤1)：热冲压板坯的准备：按照坯料尺寸要求制备钛合金板坯；

步骤2)：半球壳体模具准备：根据耐压舱体半球壳体尺寸计算，准备好半球壳体的内模和外模，其中内模采用铸造成型，并机加工为半球面，所述外模为模锻成型的环状外模；

步骤3)：热冲压：

a、模具预热：在冲压前，先将内模和外模预热至200℃--300℃；

b、板坯加热：去除钛合金板坯外表面的油污毛刺后放入电加热炉中进行加热，所述钛合金板坯的加热温度控制在960±10℃并保温30分钟；

c、将加热过的钛合金板坯夹于上保温板和下保温板之间，然后整体根据板坯直径定位在外模上部，确保钛合金板坯与内模中心对正，对中好后再进行热冲压；

d、冲压成型：首先，内模以30～50mm/min的冲压速度慢速冲压钛合金板坯以及用于覆盖保温的上保温板和下保温板,当冲压高度超过总冲压高度的1/3时，停止冲压，保压1-2分钟，释放应力；接着，内模以80～100mm/min 的冲压速度快速冲压至钛合金板坯成型为钛合金半球型壳体；

步骤4)冷却：将成型的钛合金半球型壳体埋在石灰里面进行慢速降温至 200℃以下：

步骤5)外形检查：钛合金半球型壳体冷却至室温后，仔细检查表面并测量尺寸。

上述技术方案中，所述上保温板和下保温板采用钢板制成，所述钢板厚度控制在8～12mm。

上述技术方案中，所述内模和外模中心对正后，内模最大外径处与外模内表面之间留有一定的成型间隙，所述成型间隙的尺寸由钛合金半球型舱体厚度确定。

上述技术方案中，所述外模内腔上边沿为圆角过渡。

本发明与现有技术相比的优点：