1.本发明属于同位素热源、电源及贵金属加工技术领域，具体涉及一种铱合金密封包壳的成型方法。
背景技术：
2.铱合金其具有高熔点、耐高温氧化及优异的高温力学性能等特点，是目前唯一适用于百瓦级
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puo2同位素热源的包壳材料。但铱在加工过程中容易出现脆性断裂，多晶铱在塑性变形过程中沿晶界开裂，对应变速率敏感，加工硬化块，脆韧转变温度高，无法在室温下进行塑性加工。为提高铱合金的加工塑性，往往采用高温轧制的方式，降低铱合金加工硬化和变形抗力。目前铱的高温轧制主要采用钼片包覆的方式，由于钼在高温下挥发严重，轧制温度低，合金变形抗力大，道次变形量仅有10％左右，需要多道次加工才能制备合金片材。铱合金包壳的成型技术主要采用冲压，存在包壳底部转角处应力集中形成褶皱，旋压件内部易产生微裂纹，导致成品率较低的缺点。因此改进铱合金的板材及包壳的成型工艺，提高铱合金包壳的成品率，对
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puo2同位素热源的研制具有重要的意义。
技术实现要素：
3.本发明旨在提供一种铱合金密封包壳的成型方法。
4.本发明的技术方案如下：
5.一种铱合金密封包壳的成型方法，其特征是：采用热、冷轧制备铱合金板材，热轧过程中，在包覆钼片的基础上再包覆不锈钢片；包壳采用热旋压成型，热旋压过程提高旋压温度，控制道次变形量。该方法包括如下步骤：
6.(1)轧制铱合金板材：依次采用热轧法、冷轧法制备一定厚度的铱合金板材；
7.(2)制备铱合金圆片切：铱合金板材采用线切割加工成铱合金圆片，对所得圆片进行退火、酸洗、研磨及抛光处理；
8.(3)旋压成型铱合金包壳：将步骤(2)处理后的铱合金圆片采用热旋压的方式成型，成型后进行精密加工即得铱合金密封包壳。
9.其中，热轧前在铱合金铸锭表面依次包覆钼片和不锈钢片。
10.其中，热轧温度为900℃～1300℃，轧制道次变形量15％～30％，热轧至铱合金的厚度约为1.5mm。
11.其中，轧制道次变形量3％～5％，冷轧至铱合金的厚度为1mm。
12.其中，退火温度为900℃，时间10min，气氛为真空。
13.其中，酸洗溶液为90℃的氢氟酸和硝酸的混合溶液，时间为10min～15min。
14.其中，热旋压温度为1100℃～1200℃，转速为400～600mm/min，进给比为0.1～0.3mm/r。
15.其中，热旋压过程中在圆片表面涂抹二硫化钼作为润滑剂。
16.本发明方法制备铱合金包壳优点：
17.采用本发明的方法制备铱合金包壳，方法简便，成品率高。本发明在包覆钼片的基础上再包覆不锈钢片，抑制钼片挥发，提高合金坯料保温效果，防止板坯表面裂纹产生和扩展，提高铱合金板材的成品率，并可减少轧制次数。针对当前铱合金包壳的成型主要采用冲压工艺，其存在包壳底部转角处应力集中形成褶皱，旋压件内部易产生微裂纹，导致成品率较低的缺点。本发明采用直接热旋压方式制备铱合金包壳体，通过提高旋压温度，控制道次变形量，提高了铱合金包壳成型的成品率。
具体实施方式
18.下面结合实施例对本发明作进一步说明。
19.实施例1
20.本实施例通过如下步骤制得直径30mm，高15mm的铱合金密封包壳：
21.步骤(1)铱合金板材轧制
22.取铱合金铸锭，将铱合金铸锭依次包覆钼和不锈钢，热轧。该热轧过程具体包括如下步骤：
23.(1.1)轧制温度为1300℃，道次变形量30％，轧至厚度9mm；
24.(1.2)温度为1200℃，道次变形量为20％，轧至厚度为4mm；
25.(1.3)温度1050℃，道次变形量为15％，轧至厚度约2mm；
26.(1.4)腐蚀掉钼和不锈钢；
27.(1.5)温度900℃，道次变形量为15％，轧厚度约1.5mm；
28.(1.6)在精密冷轧机上轧制出1.0mm片材，道次变形量为5％。
29.步骤(2)铱合金圆片切割
30.采用慢走丝线切割机床对1.0mm的铱合金板材进行切割，加工出尺寸约φ55mm的铱合金圆片；将铱合金圆片放入90℃的氢氟酸和硝酸溶液(比例为3∶7)中酸洗15min，随后浸泡在90℃浓硝酸溶液中处理5min，然后在去离子水和酒精中反复除酸。
31.步骤(3)铱合金包壳旋压成型
32.采用高速型数控金属旋压机进行旋压。铱圆片在1100℃加热15min后进行旋压，旋压分多道次进行。旋压靠模转速400mm/min，进给为0.1mm/r。旋压过程中在圆片表面涂抹二硫化钼作为润滑剂，旋压结束后在普通车床上用立方氮化硼车刀进行精密加工，最终制备出铱合金包壳。
33.在铱合金板材热轧过程中，在传统包覆钼片的工艺基础上再包覆了不锈钢片，可抑制钼片挥发，提高合金坯料保温效果，防止板坯表面裂纹产生和扩展，提高铱合金板材的成品率。包壳成型采用热旋压的方法，并通过提高旋压温度，控制道次变形量，解决了冲压工艺中包壳底部转角处应力集中易产生微裂纹的问题，提高了铱合金包壳成型的成品率。本方法解决了铱合金板材及包壳成型的成品率低的问题，可有效推动
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pu同位素热源的研制进程。
34.本发明不局限于上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种铱合金密封包壳的成型方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)轧制铱合金板材：依次采用热轧法、冷轧法制备一定厚度的铱合金板材；(2)制备铱合金圆片：铱合金板材采用线切割加工成铱合金圆片，对所得圆片进行退火、酸洗、研磨及抛光处理；(3)旋压成型铱合金包壳：将步骤(2)处理后的铱合金圆片采用热旋压的方式成型，成型后进行精密加工即得铱合金密封包壳。2.根据权利要求1所述的铱合金密封包壳的成型方法，其特征在于，步骤(1)中，热轧前在铱合金铸锭表面依次包覆钼片和不锈钢片。3.根据权利要求1所述的铱合金密封包壳的成型方法，其特征在于，步骤(1)热轧法中，热轧温度为900℃～1300℃，轧制道次变形量15％～30％，热轧至铱合金的厚度约为1.5mm。4.根据权利要求1所述的铱合金密封包壳的成型方法，其特征在于，步骤(1)冷轧法中，轧制道次变形量3％～5％，冷轧至铱合金的厚度为1mm。5.根据权利1要求所述的铱合金密封包壳的成型方法，其特征在于，步骤(2)中，退火温度为900℃，时间10min，气氛为真空。6.根据权利要求1所述的铱合金密封包壳的成型方法，其特征在于，步骤(2)中，酸洗溶液为90℃的氢氟酸和硝酸的混合溶液，时间为10min～15min。7.根据权利1要求所述的铱合金密封包壳的成型方法，其特征在于，步骤(3)中，热旋压温度为1100℃～1200℃，转速为400～600mm/min，进给比为0.1～0.3mm/r。8.根据权利要求1所述的铱合金密封包壳的成型方法，其特征在于，步骤(3)中，热旋压过程中在圆片表面涂抹二硫化钼作为润滑剂。
技术总结
本发明公开了一种铱合金密封包壳的成型方法，包括步骤：(1)轧制铱合金板材；(2)制备铱合金圆片；(3)旋压成型铱合金包壳：采用热旋压的方式成型，成型后进行精密加工即得铱合金密封包壳。本发明在铱合金板材热轧过程中，在传统包覆钼片的工艺基础上再包覆了不锈钢片，可抑制钼片挥发，提高合金坯料保温效果，防止板坯表面裂纹产生和扩展，提高铱合金板材的成品率。包壳成型采用热旋压的方法，并通过提高旋压温度，控制道次变形量，解决了冲压工艺中包壳底部转角处应力集中易产生微裂纹的问题，提高了铱合金包壳成型的成品率。本方法解决了铱合金板材及包壳成型的成品率低的问题，可有效推动
技术研发人员：王宁 韩军 姜涛 向清沛 吴奉承 刘毅 张健康 向永春
受保护的技术使用者：中国工程物理研究院核物理与化学研究所
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/2/11