[发明专利]一种钛合金变壁厚空心主动冷却舱体制备方法

摘要

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。

主权项

1.一种钛合金变壁厚空心主动冷却舱体制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：/n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：/nA1.1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；/nA1.2：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；/nA1.3：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；/nA1.4：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；/nA1.5：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；/nA1.6：进行管坯预成形，形成圆形管坯；/nA1.7：将圆形管坯进行退火处理；/nA1.8：切除圆形管坯直线端并修配对焊边；/nA1.9：激光焊接纵向焊缝形成圆形管坯，/nA1.10：退火校形，使用应力松弛模校形激光焊接后的圆形管坯；/n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：/nA2.1：对所有管坯进行表面酸洗处理；/nA2.2：在第二芯层管坯的外表面涂覆可剥胶；/nA2.3：制备一块圆形划线管坯，该圆形划线管坯内径和第二芯层管坯的外径实现配合；/nA2.4：将圆形划线管坯套在第二芯层管坯上并同抱环压紧后划线，划线时第二芯层管坯采用内支撑环进行支撑；/nA2.5：撕掉需要涂覆止焊剂部位的可剥胶；/nA2.6：沿第二芯层管坯的外表面喷涂止焊剂图形；/nA2.7：撕掉剩余的可剥胶；/n第三步、10层管坯组装焊接；该步骤具体包括：/nA3.1：装配好10层管坯，装配顺序为内层管坯-第一局部增强管坯和第四局部增强管坯-第二芯层管坯-第一隔离管坯和第二隔离管坯-第一芯层管坯-第二局部增强管坯和第三局部增强管坯-外层管坯；/nA3.2：将所有的管坯在端面进行封口焊接；/nA3.3：检查外层管坯和第一芯层管坯之间形成的空腔，第一芯层管坯和内层管坯之间形成的空腔，以及第一芯层管坯和第二芯层管坯之间形成的空腔的气密性；/n第四步、超塑与扩散成形；该步骤具体包括：/nA4.1：将组焊后的管坯放入模具中一起加热至超塑成形温度；/nA4.2：外层进气：在外层管坯、第一芯层管坯和第二芯层管坯3以及内层管坯进气，使第一芯层管坯和第二芯层管坯发生扩散连接，外层管坯和内层管坯贴模；/nA4.3：内层进气：在第一芯层管坯和第二芯层管坯之间进气，使第一芯层管坯和第二芯层管坯之间未扩散区域超塑胀形，第一芯层管坯胀形部位和外层管坯贴合，第二芯层管坯胀形部位和内层管坯贴合，并发生扩散连接形成所需要的空心结构；/n第五步、加工去除工艺端：将预置结构从实心部位切除掉，得到变壁厚的空心舱体零件。/n