一种螺旋线结构高温合金微细管的成型方法技术

本发明专利技术属于精密加工技术领域，公开了一种螺旋线结构高温合金微细管的成型方法，包括以下步骤：计算管路的长度，然后将微细管线切割成所需的尺寸；在开设有螺旋线槽的热成型工装的槽底以及侧壁上均匀地涂刷阻钎剂并烘干，依次逐根将所述微细管装配至所述热成型工装的相应槽中，然后采用点焊处理进行定位及固定；将装配好的微细管以及热成型工装一并置于真空钎焊炉中进行热成型处理；热成型处理完成后，打磨掉焊点，然后将所述微细管从热成型工装上的槽中取出并置于丙酮溶液中以去除表面阻钎剂的残余物，则制得该微细管。本发明专利技术通过将微细管置于螺旋线槽后，再通过热成型定型，有效避免了常规弯折操作而产生微细管破裂、作废的问题。废的问题。废的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种螺旋线结构高温合金微细管的成型方法


[0001]本专利技术属于精密加工
，涉及一种螺旋线结构高温合金微细管的成型方法。

技术介绍

[0002]航空航天
中，高超声速飞行器（HPCCE）将强预冷技术引入到传统发动机中，被认为是目前实现单级入轨最有应用前景的动力推进方案。与涡轮基组合循环（TBCC）和火箭基组合循环（RBCC）等组合发动机相比，HPCCE 采用超临界闭式循环新型热力布局，不仅降低了发动机的进口气流温度，提高了飞行器的飞行马赫数，缓解了各工作部件的热环境，还提高了气体密度以增加流量，进而增加推力，有望成为未来最适用的高超声速推进技术。预冷器作为HPCCE 的关键与核心构件，其作用为在极短的时间内从来流空气中吸取足够的热量，达到深冷空气的目的。由于预冷器的复杂工况，其结构非常复杂，制备工艺相当困难，制备技术已成为制约HPCCE快速发展的重要因素。
[0003]预冷器是由12个膜片装配而成，而膜片是四排由多根微细管组成的管路同集气管钎焊而成，其中，微细管材料为GH4169，尺寸为直径1mm、壁厚0.05mm，集气管材料为06Cr19Ni10。为了提高换热效率，微细管之间结构紧凑，单根微细管呈螺旋线式。由于微细管壁厚仅为0.05mm，采用常规弯制方法极易损坏管路，所以提供一种微细管的成型方法是非常有必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术在于提供一种螺旋线结构高温合金微细管的成型方法，以解决因微细管壁厚极薄，使用常规弯制方法极易损坏管路的问题。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种螺旋线结构高温合金微细管的成型方法，包括以下步骤：1）计算各个管路的长度，并在头部和尾部预留装配量的前提下将微细管线切割成所需尺寸；2）在开设有螺旋线槽的热成型工装的槽底以及侧壁上均匀地涂刷阻钎剂并烘干，将同等长度的所述微细管分为多组，以均等的错开角、依次逐根地装配至所述热成型工装上位于同一周向上的槽中；并按照由小至大的长度顺序，将不同长度的所述微细管以由内至外的排布方式装配至所述热成型工装上沿径向设置的槽中，相邻两个不同长度的微细管之间的距离为1.25mm；其中，以所述装配量为界线对所述微细管的头部和尾部进行弯折，头部的弯折角度为向内30
°
、尾部的的弯折角度为向外20
°
；然后采用点焊处理进行定位及固定；3）将装配好的微细管以及热成型工装一并置于真空钎焊炉中进行热成型处理；
4）热成型处理完成后，打磨掉焊点，然后将所述微细管从热成型工装上的槽中取出并去除表面残存的阻钎剂，得到螺旋线结构高温合金微细管。
[0006]位于所述螺旋线结构高温合金微细管的头部与尾部之间的身部呈螺旋曲线状，其曲线方程为：ρ=110+9.56θ，0≤θ≤6.28；其中，ρ为极径，θ为极角。
[0007]在所述步骤1）之后，还对得到的微细管以及热成型工装进行了清洗处理，所述清洗处理使用的洗剂为煤油和/或酒精。
[0008]所述步骤2）中，将同等长度的所述微细管分为四组、以90
°
的错开角装配至所述热成型工装上的槽中。
[0009]所述步骤2）中涂刷的阻钎剂的厚度小于等于0.1mm。
[0010]所述阻钎剂为氧化铝。
[0011]所述步骤2）中的点焊处理，具体操作为：在380V、50HZ的工作电压下，利用储能焊机将若干个厚度为0.1mm的不锈钢箔均布式焊接在所述微细管的上方，以使所述微细管保持在与所述热成型工装上的螺旋线槽形状一致的状态，焊接额定容量为10KVA、焊接时间为0.01s
‑
10s。
[0012]所述步骤3）中的热成型处理，具体操作为：将装配好的微细管以及热成型工装置于真空钎焊炉有效均温区，随即关好炉门；冷态抽真空，使炉内真空度达到6
×
10
‑3Pa~8
×
10
‑3Pa，工作时的真空度为3
×
10
‑2Pa~5
×
10
‑2Pa；以240℃/h~300℃/h的速率加热到400℃~500℃，保温1h~2h；以300℃/h~360℃/h的速率加热到960℃~1000℃，保温0.5h~1h；加热结束后随炉真空冷却至400℃~500℃，向炉内填充高纯氩气使炉内压力达到6
×
104Pa~8
×
104Pa后启动风扇冷却至100℃以下出炉。
[0013]所述高纯氩气为99.999%纯度以上的氩气。
[0014]在所述步骤4）之后，对得到的螺旋线结构高温合金微细管进行轮廓度检测和压力试验。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：因为膜片是由四排管路集气管钎焊而成，而四排管路的长度尺寸由内至外逐渐增加，组成管路的微细管的材料GH4169为沉淀强化合金，屈服强度高、弹性模量较高、不易变形和定型；再加上其结构形式为螺旋线，且直径小、壁厚薄，加工难度极高。所以本专利技术先通过线切割将微细管制成各个管路所需尺寸。然后将微细管装配至具有热成型工装的螺旋线槽内以使微细管呈螺旋线状态，为了尽可能地提高热成型工作效率，将相同长度的微细管分为多组、错开装配在热成型工装上沿周向分布的槽中；将不同长度的微细管按照由内至外的排布方式装配在热成型工装上沿径向相邻的槽中。因为成型后的微细管需要与集气管进行装配，所以对留有装配量的微细管头部和尾部还需要进行弯折。上述操作完成后，再通过点焊处理定位及固定，并将装配好的微细管以及热成型工装一并进行热成型处理，最后打磨掉焊点并去除表面残存的阻钎剂，就得到了螺旋线结构高温合金微细管，通过在真空状态下进行操作，并且辅以相应形状的工装来定型，克服了现有技术中加工的技术难题，使得到的螺旋线结构高温合金微细管轮廓度在0.2mm以内，满足设计要求，并且在20MPa压力试验中管路没有泄漏、变形，可以进行后续工序。有效避免了常规弯折操作而产生微细管破
裂、作废的问题。
附图说明
[0016]图1为预冷器膜片的结构示意图；图2为图1中A处的结构放大图；图3为本专利技术在热成型工装中装配微细管的示意图；图4为图3中B处的结构放大图；图5为本专利技术得到的单根螺旋线结构高温合金微细管的结构示意图。
[0017]图中，1
‑
集气管、2
‑
第一管路、21
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第一微细管、3
‑
第二管路、4
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第三管路、41
‑
第三微细管、5
‑
第四管路、6
‑
热成型工装、61
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第一螺旋线槽、62
‑
第二螺旋线槽、7
‑
不锈钢箔、71
‑
焊点。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术进行详细的说明。
[0019]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螺旋线结构高温合金微细管的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：1）计算各个管路的长度，并在头部和尾部预留装配量的前提下将微细管线切割成所需尺寸；2）在开设有螺旋线槽的热成型工装的槽底以及侧壁上均匀地涂刷阻钎剂并烘干，将同等长度的所述微细管分为多组，以均等的错开角、依次逐根地装配至所述热成型工装上位于同一周向上的槽中；并按照由小至大的长度顺序，将不同长度的所述微细管以由内至外的排布方式装配至所述热成型工装上沿径向设置的槽中，相邻两个不同长度的微细管之间的距离为1.25mm；其中，以所述装配量为界线对所述微细管的头部和尾部进行弯折，头部的弯折角度为向内30
°
、尾部的的弯折角度为向外20
°
；然后采用点焊处理进行定位及固定；3）将装配好的微细管以及热成型工装一并置于真空钎焊炉中进行热成型处理；4）热成型处理完成后，打磨掉焊点，然后将所述微细管从热成型工装上的槽中取出并去除表面残存的阻钎剂，得到螺旋线结构高温合金微细管。2.根据权利要求1所述的螺旋线结构高温合金微细管的成型方法，其特征在于，位于所述螺旋线结构高温合金微细管的头部与尾部之间的身部呈螺旋曲线状，其曲线方程为：ρ=110+9.56θ，0≤θ≤6.28；其中，ρ为极径，θ为极角。3.根据权利要求1所述的螺旋线结构高温合金微细管的成型方法，其特征在于，在所述步骤1）之后，还对得到的微细管以及热成型工装进行了清洗处理，所述清洗处理使用的洗剂为煤油和/或酒精。4.根据权利要求1所述的螺旋线结构高温合金微细管的成型方法，其特征在于，所述步骤2）中，将同等长度的所述微细管分为四组、以90
°
的错开角装配至所述热成型工装上的槽中。5.根据权利要求1所述的螺旋线结构高温合金微细管的成型方法，其特征在于，所述步骤2）中涂刷的阻钎剂的厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：任耀文，刘洋，康路路，琚明，
申请(专利权)人：西安远航真空钎焊技术有限公司，
类型：发明
国别省市：