[发明专利]一种深海载人潜水器压载水舱的制造方法

摘要

本发明提供了一种深海载人潜水器耐压水舱的制造方法，包括如下步骤：(1)母材冶炼：选择超高强度钢C350，并采用双真空工艺冶炼成钢锭；(2)锻造、轧制开坯：将钢锭采用液压机锻造为板坯，再经宽厚板轧机轧制成所需尺寸；(3)壳体热冲压：将板坯加热到1160±10℃，保温后热冲压成型；(4)热处理：对壳体进行细晶化处理、固溶处理、时效处理，得到所需的金相组织，以保证力学性能达到设计要求；(5)机加工：将壳体经初加工、精加工以满足图纸要求。通过该方法制造的压载水舱承受的压力达到113MPa以上，使用极限深度可达到11000米。

主权项

1.一种深海载人潜水器压载水舱的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)热冲压板坯制造：A、选材：选择超高强度钢C350；B、板坯制造：C350钢由真空感应炉(VIM)初次冶炼浇注钢锭，以之作为自耗电极进行真空电弧重熔(VAR)，获得自耗锭；自耗锭经均匀化处理后，锻造并轧制为板坯，钢锭到板坯总变形比要求≥5，锻轧后空冷至室温；(2)热冲压：A、半球壳体模具准备和试模：根据压载水舱半球壳体尺寸计算，准备好半球壳体的内模、外模，其中内模采用铸造成型，并机加工为半球面，外模为模锻成型的环状外模；采用一定厚度的碳素结构钢板进行试模：碳素结构钢板加热至1150℃保温后，热冲压为半球壳体，所得半球壳体进行机加工，根据加工情况，确定半球壳体所需板坯尺寸，并根据确定的尺寸对步骤1锻轧成的板坯采用水切割，切为需要的板坯；B、板坯加热：将板坯装炉，装炉温度≤650℃，加热温度：1160±10℃，总加热时间≥1.5h，进行不定时测温，板坯温度达到1140～1150℃保温1h；C、热冲压：根据板坯直径，预先在外模底座上用销钉进行定位，以确保板坯与内模中心对正，用叉车取出板坯迅速放置在外模上，对中良好再进行热冲压，要求半球壳体一次冲压成型；D、冷却：半球壳体开口向上，空冷至室温，冷却过程中禁止吹风，防止壳体变形过大；E、外形检查：半球壳体冷却至室温后，仔细检查表面并测量尺寸；(3)热处理：A、工装准备：为保证热处理后半球壳体的冷却效果，半球开口向上，安置在托盘上，对半球壳体进行支撑和固定，防止热处理过程中壳体变形过大，半球壳体开口部分采用17‑4PH钢Φ30～35mm棒材焊接成“*”型支架，焊接时要求尽量靠近开口边缘，与半球壳体连接牢固；半球壳体下部用碳素钢板支架焊接后放置在托盘上，焊点不能过大，以减少热影响区；B、细晶化处理：采用高温热处理炉，对两个半球壳体及平封盖进行循环细晶化处理；C、固溶处理；(4)机加工：A、粗加工：将支架和碳素钢板支架从半球壳上切割掉，两个半球壳体及平封盖均需按照图纸要求进行机加工；半球壳体在立式车床上完成，所有涂装面及螺纹均按尺寸公差及表面光洁度加工；非涂装面留2～3mm余量，待时效后精加工以确保压载水舱各部组装配合良好；B、进行时效处理；C、精加工：将非涂装面进行机加工，保证尺寸公差及表面光洁度达到要求；所述循环细晶化处理循环步骤如下：(1)先将半球壳体在高温热处理炉以940‑960℃的温度保温1h，然后进行水冷；(2)水冷后再次在高温热处理炉以890‑910℃的温度保温1h，然后进行水冷；(3)随后再将其投入到高温热处理炉以850‑870℃的温度保温1h，然后水冷；(4)最后再次在高温热处理炉以850‑870℃的温度保温1h，然后水冷；所述固溶处理是在810‑830℃下保温0.5h，然后水冷；所述时效处理是在500‑520℃下保温2h，然后空冷。