深海耐压钛合金半球型舱体的加工工艺制造技术

提供一种深海耐压钛合金半球型舱体的加工工艺，本发明专利技术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。本发明专利技术生产工艺简单，结构可靠。

【技术实现步骤摘要】
深海耐压钛合金半球型舱体的加工工艺
本专利技术属于钛合金冲压成型
，具体涉及一种深海耐压钛合金半球型舱体的加工工艺。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题：提供一种深海耐压钛合金半球型舱体的加工工艺，本专利技术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。本专利技术采用的技术方案：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。本专利技术与现有技术相比的优点：1、本方案使用的耐压舱制造方法能够制造出半球型的钛合金壳体，半球型钛合金壳体具有更好的耐腐蚀性和耐压性能，而且本生产工艺简单，结构可靠；2、本方案中的钛合金板坯在进行冲压时，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；3、本方案中的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成型质量。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。请参阅图1，详述本专利技术的实施例。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3，厚度为10mm；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1和外模2，其中内模1采用铸造成型，并机加工为半球面，所述外模2为模锻成型的环状外模；所述内模1和外模2中心对正后，内模1最大外径处与外模2内表面之间留有一定的成型间隙6，所述成型间隙6的尺寸由钛合金半球型舱体厚度确定；所述外模2内腔上边沿为圆角过渡。本实施例中，针对要制造的钛合金半球型壳体，采用半径为280mm的内模1，成型间隙6与板坯厚度形同，相应的，外模2的内腔半径为290mm。步骤3)：热冲压：a、模具余热：在冲压前，先将内模1和外模2预热至200℃--300℃；b、板坯加热：去除钛合金板坯3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3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3夹于上保温板4和下保温板5之间，然后整体根据板坯直径定位在外模2上部，确保钛合金板坯3与内模1中心对正，对中好后再进行热冲压；其中，所述上保温板4和下保温板5采用钢板制成，所述钢板厚度控制在8～12mm，本实施例优选10mm，太薄钢板散热太快，太厚成本高，整体成型不好成型。本工艺步骤中的钛合金板坯3在进行冲压时，上下面通过由钢板制成的上保温板4和下保温板5覆盖，在冲压过程中，能够对钛合金板坯3进行保温，确保钛合金板坯3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；d、冲压成型：首先，内模1以30～50mm/min的冲压速度慢速冲压钛合金板坯3以及用于覆盖保温的上保温板4和下保温板5,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1以80v100mm/min的冲压速度快速冲压至钛合金板坯3成型为钛合金半球型壳体；本工艺步骤中的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。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。本专利技术使用的耐压舱制造方法能够制造本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.深海耐压钛合金半球型舱体的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：/n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(3)；/n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(1)和外模(2)，其中内模(1)采用铸造成型，并机加工为半球面，所述外模(2)为模锻成型的环状外模；/n步骤3)：热冲压：/na、模具余热：在冲压前，先将内模(1)和外模(2)预热至200℃--300℃；/nb、板坯加热：去除钛合金板坯(3)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(3)的加热温度控制在960±10℃并保温30分钟；/nc、将加热过的钛合金板坯(3)夹于上保温板(4)和下保温板(5)之间，然后整体根据板坯直径定位在外模(2)上部，确保钛合金板坯(3)与内模(1)中心对正，对中好后再进行热冲压；/nd、冲压成型：首先，内模(1)以30～50mm/min的冲压速度慢速冲压钛合金板坯(3)以及用于覆盖保温的上保温板(4)和下保温板(5),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(1)以80～100mm/min的冲压速度快速冲压至钛合金板坯(3)成型为钛合金半球型壳体；/n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：/n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。/n...

【技术特征摘要】
1.深海耐压钛合金半球型舱体的加工工艺，其特征在于：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(3)；
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(1)和外模(2)，其中内模(1)采用铸造成型，并机加工为半球面，所述外模(2)为模锻成型的环状外模；
步骤3)：热冲压：
a、模具余热：在冲压前，先将内模(1)和外模(2)预热至200℃--300℃；
b、板坯加热：去除钛合金板坯(3)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(3)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(3)夹于上保温板(4)和下保温板(5)之间，然后整体根据板坯直径定位在外模(2)上部，确保钛合金板坯(3)与内模(1)中心对正，对中好后再进行热冲压；
d、冲压成型：首先，内模(1)以30～50mm/min的冲压速度慢速冲压钛合金板坯(3)以及用于覆盖保温的上保温板(4)和下保温...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭峰波，
申请(专利权)人：宝鸡盛辉钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61