变壁厚超薄超高强度钢圆筒体制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113976787A(43)申请公布日2022.01.28(21)申请号202111173990.5(22)申请日2021.10.09(71)申请人湖北三江航天江北机械工程有限公司地址432000湖北省孝感市北京路特6号(72)发明人万德芬佘平江张军(74)专利代理机构武汉开元知识产权代理有限公司42104代理人胡镇西张继巍(51)Int.Cl.B21J5/00(2006.01)B21K21/04(2006.01)B21D22/16(2006.01)C21D8/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称变壁厚超薄超高强度钢圆筒体制备方法(57)摘要本发明公开了一种变壁厚超薄超高强度钢圆筒体制备方法，将超高强度钢圆棒锻压制成锻环，并进行去应力退火处理，并将锻环进行机械粗加工获得锻环半成品；将锻环半成品进行预先调质热处理后进行机械精加工获得旋压坯料；将旋压坯料安装于旋压芯模上，借助于三旋轮在数控强力旋压机上经多道次旋压加工获得变壁厚超薄圆筒体；将变壁厚超薄圆筒体低温退火处理。采用调质态旋压方法，利用金属冷作硬化的原理进行旋压加工，即先对旋压坯料进行热处理预强化调质处理，然后通过旋压的冷作硬化效果将圆筒旋压成型，以达到圆筒性能和结构强化的目的，与传统的厚壁球化退火态坯料旋压，最后退火、调质的工艺方法相比，壳体生产具有变形小，尺寸精度高的特点。CN113976787ACN113976787A权利要求书1/1页1.一种变壁厚超薄超高强度钢圆筒体制备方法，其特征在于：所述制备方法具体如下：1)将超高强度钢圆棒锻压制成锻环，并进行去应力退火处理，并将锻环进行机械粗加工获得锻环半成品；2)将步骤1)得到的锻环半成品进行预先调质热处理后进行机械精加工获得旋压坯料；3)将步骤2)的旋压坯料安装于旋压芯模上，借助于三旋轮在数控强力旋压机上经多道次旋压加工获得变壁厚超薄圆筒体；4)将变壁厚超薄圆筒体低温退火处理。2.根据权利要求1所述变壁厚超薄超高强度钢圆筒体制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，锻环晶粒度≥6级。3.根据权利要求1所述变壁厚超薄超高强度钢圆筒体制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，预先调质热处理具体为：入炉温度≤650℃，650±10℃保温30～50min，立即转入淬火炉，入炉≤930℃，930±10℃保温30～50min，出炉转入淬火油槽中冷却至40～50℃，硬度40～42HRC。4.根据权利要求1所述变壁厚超薄超高强度钢圆筒体制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，机械精加工后旋压坯料直径为180～600mm，单边壁厚为2.5～7mm。5.根据权利要求1所述变壁厚超薄超高强度钢圆筒体制备方法，其特征在于：所述步骤4)中，低温回火温度380～400℃，保温100～160min后空冷至室温。6.根据权利要求1所述变壁厚超薄超高强度钢圆筒体制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，芯模材料选用5CrNiMo、硬度HRC50～55，表面碎硬层深度大于15mm；芯模表面经过精密磨削抛光，芯模直线度≤0.02。7.根据权利要求1所述变壁厚超薄超高强度钢圆筒体制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，旋轮选用高碳高鉻型莱氏体钢，热处理后硬度为HRC55～58，工作面表面粗糙度Ra0.8μm，成形角α选20°～30°。2CN113976787A说明书1/4页变壁厚超薄超高强度钢圆筒体制备方法技术领域[0001]本发明属于超高强度钢旋压加工技术领域，具体涉及一种变壁厚超薄超高强度钢圆筒体制备方法。背景技术[0002]在固体火箭发动机中需要用到燃烧室壳体，燃烧室壳体内灌装动力药柱，为发动机的飞行提供动力。在固体火箭发动机燃烧室壳体制造领域，超高强度钢是我国目前发动机壳体制造领域的主导材料，为提高导弹武器的打击范围及突防能力，要求火箭发动机为导弹武器提供更大的射程和速度，要求壳体结构紧凑，以减小壳体比重，增加弹药比重，提高武器威力。超高强度钢在退火状态下具有较好的延伸率和断面收缩率，塑性加工效果好的优势，可以用于冷态旋压。但变壁厚超薄圆筒的旋压一直是旋压的技术难点。实际生产中一般通过精确计算和控制旋压过程中的金属流动，调整工艺参数和旋轮轨迹，实现对不同部分尺寸和位置度的控制，同时还必须考虑由于多种减薄率、旋轮轨迹等多种因素，防止在过渡区域出现各种缺陷。[0003]现有某型号小直径变壁厚超薄圆筒，圆筒变壁厚最薄只有0.8mm，而直径为180mm，是典型的超薄壁筒形零件，采用反向旋压方式成形，其工艺流程为：机加锻环→一旋→中间退火→二旋压→三旋→中间退火→四旋→五旋→检验→超声检测→热处理→切割→旋压圆筒。由此方法生产的旋压圆筒存在壁厚整体隆起、直线度、台阶长度尺寸、