一种网格壁板等温局部加载成形方法技术

本发明专利技术提供了一种网格壁板等温局部加载成形方法，涉及塑性成形技术领域，该网格壁板等温局部加载成形方法包括：坯料制备；等温局部加载成形；精整；脱模；热处理；无损检测

【技术实现步骤摘要】
一种网格壁板等温局部加载成形方法


[0001]本专利技术涉及塑性成形
，尤其是涉及一种网格壁板等温局部加载成形方法
。

技术介绍

[0002]贮箱作为运载火箭总装的核心部件之一，不仅为动力装置贮存输送火箭发射升空所需推进剂燃料，还作为主承力结构参与箭体传力；贮箱主要由箱底
、
短壳
、
叉形环以及若干筒段焊接而成；其中筒段一般由网格壁板组成，网格壁板形式既能减重，又能保证强度；贮箱用网格壁板的成形技术，包括传统的化铣
、
机加，以及挤压
、
框桁等新工艺，以上网格壁板成形工艺很难适应我国新一代大型运载火箭研制，商业航天的高速发展，以及常态化
、
高密度火箭发射的需求
。
[0003]目前贮箱用网格壁板所用材料多为
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高强铝合金，
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高强铝合金是轧制后经热处理获得，因而沿板材的轧制方向为长条形晶粒形态，其晶粒形态保证其高强度和低延展性的特点
。
塑性成形因其高效
、
节能的特点，应用十分广泛
。
但如果采用传统模锻等工艺直接整体成形“薄腹
、
高筋”的网格壁板，不仅载荷高，对设备要求苛刻
、
模具寿命低，而且在成形过程中，横纵筋交错的位置容易产生折叠，腹板和筋肋底部圆角易充填不满，仅增加压力，对提高充填能力的作用也十分有限
。
大型宽幅网格壁板的加工方法主要以数控加工和精密铸造为主，两种方法各有一定的使用缺陷，数控加工方法破坏了金属的流线分布，导致零件的机械性能大幅度下降，而精密铸造的方法可获得较好的成形效果，但铸造过程中容易产生气孔
、
夹杂
、
强度低
、
硬度低等问题，以及因铸造工艺不当而造成的诸如晶粒尺寸不均
、
晶粒粗大
、
树枝晶
、
组织不致密等，而且生产效率不高，对铸造模具要求高，成本高
。
[0004]目前，国内推进剂贮箱网格壁板的成形方式主要为化学铣削和机械铣削，其中化铣存在加工精度差
、
设计要求无法保证
、
环境污染严重等问题；机械铣削加工虽具有精度高
、
网格剩余壁厚精度易于保证等优点，但现有设备能力和工艺水平效率低，材料利用率低，铣断
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高强铝合金的板条状晶粒形态，降低强度，对设备
、
工装要求高等问题
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种网格壁板等温局部加载成形方法，以解决现有技术中采用化学铣削存在加工精度差
、
设计要求无法保证
、
环境污染严重等问题，采用机械铣削加工铣断
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高强铝合金的板条状晶粒形态，存在降低强度，对设备
、
工装要求高等问题
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种网格壁板等温局部加载成形方法，包括以下步骤：
[0007]步骤
S1
：坯料制备；
[0008]步骤
S2
：等温局部加载成形；
[0009]步骤
S3
：精整；
[0010]步骤
S4
：脱模；
[0011]步骤
S5
：热处理；
[0012]步骤
S6
：无损检测
。
[0013]根据一种可选实施方式，所述步骤
S1
中坯料制备包括采用自由锻与胎膜锻相结合的方法制备预制坯
。
[0014]根据一种可选实施方式，所述步骤
S2
中采用网格壁板局部成形方法，将模具加热到
470℃、
预成形毛坯加热到
380
～
470℃
进行等温局部加载锻造
。
[0015]根据一种可选实施方式，所述步骤
S2
具体包括：
[0016]步骤
S21
：第一步加载工步：通过内模成形零件的中间部分，压下速度为1～
10mm/s
，变形量为总变形量的
30
％～
100
％；
[0017]步骤
S22
：第二加载工步：通过外模成形零件的两边部分，压下速度为1～
10mm/s
，变形量为总变形量的
30
％～
100
％
。
[0018]根据一种可选实施方式，所述步骤
S2
还包括：
[0019]步骤
S23
：完成所述步骤
S21
和所述步骤
S22
后，若此时坯料的变形量没有达到要求，可循环所述步骤
S21
和所述步骤
S22
，进入下一加载道次，直到实现最终成形
。
[0020]根据一种可选实施方式，所述步骤
S3
包括在完成局部加载成形的最后一个火次后，同步进行精整成形
。
[0021]根据一种可选实施方式，所述精整成形是通过控制内膜和外模同时下压实现
。
[0022]根据一种可选实施方式，所述精整成形的精整变形量控制在5～
10
％
。
[0023]根据一种可选实施方式，所述步骤
S4
包括成形结束后，通过顶出装置实现锻件的脱模
。
[0024]根据一种可选实施方式，所述步骤
S5
包括根据合金的种类和构件形状进行风冷或喷水冷却，进行热处理
。
[0025]本专利技术提供的网格壁板等温局部加载成形方法，具有以下技术效果：
[0026]该种网格壁板等温局部加载成形方法，采用局部加载和等温成形相结合的方法，实现高强铝合金网格壁板的整体成形，提高了构件的可靠性；采用等温锻造使金属变形抗力小，金属充填性能好，特别是有利于筋的充满
。
[0027]优选的技术方案采用自由锻和胎模锻，提高材料利用率，解决大型构件预制坯时预锻模成本高
、
设备吨位不能满足的困难；采用闭式模锻，上模为组合模块，提高了筋的充填性，避免了大型高温合金模具无法一次浇铸和质量不能保证的难题，局部加载的各分模块在筋上分开，减少了变形过渡区的缺陷，将毛刺留在筋上，便于后续清理
。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种网格壁板等温局部加载成形方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
S1
：坯料制备；步骤
S2
：等温局部加载成形；步骤
S3
：精整；步骤
S4
：脱模；步骤
S5
：热处理；步骤
S6
：无损检测
。2.
根据权利要求1所述的网格壁板等温局部加载成形方法，其特征在于，所述步骤
S1
中坯料制备包括采用自由锻与胎膜锻相结合的方法制备预制坯
。3.
根据权利要求1所述的网格壁板等温局部加载成形方法，其特征在于，所述步骤
S2
中采用网格壁板局部成形方法，将模具加热到
470℃、
预成形毛坯加热到
380
～
470℃
进行等温局部加载锻造
。4.
根据权利要求3所述的网格壁板等温局部加载成形方法，其特征在于，所述步骤
S2
具体包括：步骤
S21
：第一步加载工步：通过内模成形零件的中间部分，压下速度为1～
10mm/s
，变形量为总变形量的
30
％～
100
％；步骤
S22
：第二加载工步：通过外模成形零件的两边部分，压下速度为1～
10mm/s
，变形量为总变形量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏健，张应宏，王志峰，韩鸿华，李新友，李兴宝，丁军，陈乃玉，刘炳申，张帅，
申请(专利权)人：北京九天行歌航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：