專利名稱：一種航天燃料用tb8鈦合金氣瓶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于航天器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鈦合金氣瓶，尤其是一種航天燃料用TB8鈦合金氣瓶。
背景技術(shù)：
近年來隨著材料科學(xué)的發(fā)展以及能源危機(jī)的沖擊，航空航天工業(yè)對(duì)高強(qiáng)度、高彈性模量、低密度、耐高溫的新型結(jié)構(gòu)材料的需要越來越迫切。鈦合金由于密度小、強(qiáng)度高、耐高溫和抗腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。航天飛行器在飛行過程中需要攜帶大量液態(tài)燃料(如液氫)及其液態(tài)助燃劑(如液氧、液N2O2),這些液態(tài)燃料及助燃劑都是在存儲(chǔ)在高壓氣瓶中，先期用于制造高壓氣瓶的材料有30CrMnSiA等高強(qiáng)的結(jié)構(gòu)鋼等，近年來為了降低航天飛行器重量、增加其有效載荷，大量采用TC4鈦合金制造燃料存儲(chǔ)氣瓶。目前TC4鈦合金氣瓶都是采用熱加工成型+機(jī)械精加工+電子束焊接的方法制備，一般采用的工藝是將TC4鈦棒坯下料后熱模鍛造成型半球形氣瓶坯料(及熱軋成型TC4環(huán)坯)進(jìn)行精加工后，在采用真空電子束焊接為一體的氣瓶。這種工藝方法的缺點(diǎn)是:模鍛(及環(huán)軋)對(duì)設(shè)備要求高、設(shè)備投資大，機(jī)械加工難度相對(duì)較大，坯料利用率低(最終零件重量只占坯料投料重量的10% 20%，大部分坯料最終變?yōu)檐囆级速M(fèi))，最終產(chǎn)品焊縫相對(duì)較多，生產(chǎn)制造周期長(zhǎng)，制造成本、質(zhì)量控制成本相對(duì)較高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種航天燃料用TB8鈦合金氣瓶，該種氣瓶采用半球體和筒體成一體式結(jié)構(gòu)，其制備簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，使用安全。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的:這種航天燃料用TB8鈦合金氣瓶，該氣瓶的瓶體由上端部和下端部通過對(duì)焊組成，所述上端部和下端部均是TB8鈦合金半球體和TB8鈦合金筒體成一體式結(jié)構(gòu)。上述上端部的頂端設(shè)有瓶口。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:本實(shí)用新型采用TB8鈦合金半球體和TB8鈦合金筒體成一體式結(jié)構(gòu)的上端部和下端部組成瓶體，該種結(jié)構(gòu)的TB8鈦合金氣瓶較傳統(tǒng)TC4鈦合金氣瓶其加工制造難度大幅度降低(不需要熱鍛)、材料利用率大幅度增加(不需要機(jī)械加工)、氣瓶強(qiáng)度及塑性增加、焊縫減少、生產(chǎn)周期大幅度縮短、制造及質(zhì)量控制成本大幅度降低，同時(shí)TB8鈦合金較TC4鈦合金具有相對(duì)優(yōu)異的高低溫性能、耐腐蝕性能、疲勞性能等。

圖1為本實(shí)用新型TB8鈦合金球狀氣瓶的軸截面結(jié)構(gòu)示意圖。其中:1為上端部；2為下端部；3為焊縫。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述:如圖1所示，本實(shí)用新型提出一種航天燃料用TB8鈦合金氣瓶，該氣瓶的瓶體由上端部I和下端部2通過對(duì)焊組成，所述上端部I和下端部2均是TB8鈦合金半球體和TB8鈦合金筒體成一體式結(jié)構(gòu)。即瓶體的上下球體的下端分別帶有一半的筒體，其在制備時(shí)是通過一體旋壓成型得到的。因此，不需要將球頭與筒體進(jìn)行焊接拼接，在上下端部不會(huì)有任何焊縫。僅在瓶體的中部有一道橫向的焊縫3。另外在所述上端部I的頂端設(shè)有瓶口。以下給出一種本實(shí)用新型航天燃料用TB8鈦合金氣瓶的制備過程:I)按照計(jì)算好的尺寸將TB8板材裁剪為圓形板坯；2)將裁剪好的TB8鈦合金圓形板坯置于真空熱處理爐中進(jìn)行固溶處理:加熱溫度800°C 850°C，保溫0.5 1.5小時(shí)，通氬氣冷卻或油淬；3)將固溶處理后的TB8鈦合金板坯在旋壓機(jī)上冷旋壓為半球體或半球筒體(TC4鈦合金由于室溫塑性差，不能進(jìn)行冷壓力成型加工；而TB8鈦合金固溶處理后在保證強(qiáng)度與TC4相當(dāng)?shù)乃较驴色@得極好的室溫塑性，能夠方便的進(jìn)行冷壓力成型加工)；4)將旋壓獲得的TB8鈦合金半球體或半球筒體精整裁邊；5)將精整裁邊后的TB8鈦合金半球體或TB8鈦合金半球筒體置于真空電子束焊機(jī)中進(jìn)行對(duì)焊成型；6)成品試驗(yàn):對(duì)焊接成型的鈦合金氣瓶進(jìn)行外觀、尺寸檢查，對(duì)焊縫2進(jìn)行X射線檢測(cè)、并進(jìn)行打壓實(shí)驗(yàn)，使其滿足設(shè)計(jì)要求。
權(quán)利要求1.一種航天燃料用TB8鈦合金氣瓶，其特征在于，該氣瓶的瓶體由上端部(I)和下端部(2)通過對(duì)焊組成，所述上端部(I)和下端部(2)均是TB8鈦合金半球體和TB8鈦合金筒體成一體式結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航天燃料用TB8鈦合金氣瓶，其特征在于，所述上端部(I)的頂端設(shè)有瓶口。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種航天燃料用TB8鈦合金氣瓶，該氣瓶的瓶體由上端部和下端部通過對(duì)焊組成，所述上端部和下端部均是TB8鈦合金半球體和TB8鈦合金筒體成一體式結(jié)構(gòu)。該種結(jié)構(gòu)的TB8鈦合金氣瓶較傳統(tǒng)TC4鈦合金氣瓶其加工制造難度大幅度降低(不需要熱鍛)、材料利用率大幅度增加(不需要機(jī)械加工)、氣瓶強(qiáng)度及塑性增加、焊縫減少、生產(chǎn)周期大幅度縮短、制造及質(zhì)量控制成本大幅度降低，同時(shí)TB8鈦合金較TC4鈦合金具有相對(duì)優(yōu)異的高低溫性能、耐腐蝕性能、疲勞性能等。
文檔編號(hào)F17C13/00GK203162525SQ20122068949
公開日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者張利軍, 常輝, 薛祥義, 周中波, 王幸運(yùn), 白鈺, 郭凱, 劉娣 申請(qǐng)人:西安西工大超晶科技發(fā)展有限責(zé)任公司