模转速：20~50r/ min;强旋时旋轮进给比：f= 1~2mm/r。
[0053] 步骤（六）、终成形的工件6安装在时效工装上，放入热处理炉中进行时效处理，在 165±5°C保温18h，空冷。时效结束后，再按照要求将工件机械加工成薄壁贮箱半球壳体。 时效处理为进行终成形的工件6开口端圆度的校准，将得到的终成形旋压件固定圆盘形时 效工装上校准大端圆形开口圆度。
[0054] 本实施例中贮箱半球壳体抗拉强度在430~470MPa，屈服强度在310~360MPa， 较原工艺方法的T62态提高10~20%。
[0055] 本实施例中由于2219铝合金几乎没有自然时效效应，所以淬火和时效之间的旋 压终成形时间对2219铝合金的力学性能几乎没有影响，因此可成批量生产。
[0056] 本方法工艺简单，只需要两套不同直径的模具，旋压后的工件贴模良好，成形后的 半球内型面与样板单边间隙小于0. 2mm，壁厚尺寸易于控制，壁厚差小于0. 1mm。成形后的 半球壳体强度高，壳体的屈服强度和抗拉强度较原工艺方法的T62态能提高10~20%，发 挥了 2219等可热处理强化铝合金的最佳性能状态，充分体现出可热处理强化铝合金比一 般的不可热处理强化铝合金强度高的优势，壳体的屈服强度和抗拉强度较旋压成形的不可 热处理强化铝合金贮箱壳体分别高出15%和10%以上，可为贮箱壳体进一步减重提供有 力支持。
[0057] 以上所述，仅为本发明最佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。
[0058] 本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
【主权项】
1. 一种提高力学性能的贮箱半球壳体成形方法，其特征在于：包括如下步骤： 1) 加热预成形旋压芯模（1)，将所述预成形旋压芯模（1)加热至温度100~20(TC;将 铝合金圆板（2)固定在预成形旋压芯模（1)上，铝合金圆板（2)中心与预成形旋压芯模（1) 半球体的平顶端端面中心对齐； 所述预成形旋压芯模（1)包括具有平顶的半球体及与半球体同轴连接的圆柱体，半 球体具有平顶端和连接端，所述平顶端的端面与连接端的端面平行，两个端面的半径比为： 0. 3~0. 5 ;半球体的直径比箱半球壳体内径小1~2mm;圆柱体的一端与所述连接端端 面相接，二者端面半径相同； 2) 加热旋压铝合金圆板（2)至与预成形旋压芯模（1)的外形匹配，得到预成形工件 ⑷； 3) 将预成形工件（4)进行淬火处理； 4) 将步骤3)得到的预成形工件（4)固定在终成形旋压芯模（5)上，预成形工件（4)中 心与终成形旋压芯模（5)半球体的小端端面中心对齐； 终成形旋压芯模（5)包括具有平顶的半球体及与半球体同轴连接的圆柱体，半球体具 有平顶端和连接端，所述平顶端的端面与连接端的端面平行；终成形旋压芯模（5)平顶端 的端面的半径与预成形旋压芯模（1)平顶端的端面的半径相同；终成形旋压芯模（5)半球 体的直径比预成形旋压芯模（1)半球体直径小2~4mm;终成形旋压芯模（5)圆柱体的一 端与所述连接端端面相接，二者端面半径相同； 5) 在室温下旋压预成形工件（4)至与终成形旋压芯模（5)匹配，获得终成形旋压件 (6)； 6) 将步骤5)得到的终成形旋压件（6)进行时效热处理，然后机械加工成贮箱半球壳 体。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：预成形旋压芯模（1)及终成形旋压芯模 (5)的圆柱体高度大于200_，半球壳体的半球段连接柱面段，该柱面段的高度小于100mm。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：预成形旋压芯模（1)及终成形旋压芯模 (5)半球体平顶端端面中心设有10~20mm的孔，错合金圆板（2)厚度为8~20mm，圆板中 心设有10~20mm的孔。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于：预成形工件（4)固定在预成形旋压芯模 (1)上的方式为：将铝合金圆板（2)用钢销（7)固定在预成形旋压芯模（1)半球体平顶端 端面中心，用尾顶（3)将铝合金圆板（2)的中心及预成形旋压芯模（1)的半球体平顶端端 面中心顶紧；预成形工件（4)固定在终成形旋压芯模（5)上的方式为：将预成形工件（4)固 定在终成形旋压芯模（5)的半球体平顶端端面中心上，用尾顶（3)将预成形工件（4)的中 心及终成形旋压芯模（5)的半球体平顶端端面中心顶紧；所述钢销的直径比预成形旋压芯 模（1)及终成形旋压芯模（5)中心孔和圆板中心孔的孔径小0. 10~0. 20mm。5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)中加热旋压过程中旋轮Rp= 12 ~20mm。6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)中加热旋压的加热温度为280~ 350。。。7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：终成形旋压芯模（5)半球体的直径要比 贝士箱壳体零件直径小4~6mm。8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)中加热旋压时，加热旋压后的壁 厚t1=tpina，其中t。为铝合金圆板（2)壁厚，a为预成形芯模（1)半锥角；加热旋压 时的旋压间隙在壁厚^的基础上负偏离10~20%设置，以应对旋压设备、预成形旋压芯模 (1)与铝合金圆板（2)的弹性变形。9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤5)中室温下旋压时，旋压后的壁厚其中h为预成形工件（4)壁厚，a:为预成形工件（4)半锥 角，a2为终成形旋压芯模（5)半锥角。10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于：室温下旋压时，半锥角a在90~30° 范围内时，旋压间隙在壁厚丨2的基础上负偏离10~20%设置；半锥角a在30~0°范围 内时，旋压间隙在壁厚t2负偏尚5~10%设置。11. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：室温下旋压时，旋轮工作圆角半径RP =9 ~16mm〇12. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：室温下旋压时，旋压经过1~3道次强 旋至毛坯完全贴模，总减薄率：5~10%，芯模转速：20~50r/min;强旋时旋轮进给比：f= 1 ~2mm/r〇13. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将得到的终成形旋压件（6)进行时效热 处理具体为：将得到的终成形旋压件（6)的开口端固定圆盘形时效工装上进行时效。14. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：预成形旋压芯模（1)为中空结构，一体 成型；终成形旋压芯模（5)为中空结构，一体成型。
【专利摘要】本发明涉及一种贮箱半球壳体成形方法。针对可热处理强化的铝合金半球壳体的成形制造，采用铝合金平板直接整体热旋压成预成形毛坯，再进行淬火处理，然后在室温下进行旋压终成形，终成形芯模比预成形芯模直径小2～4mm，通过设置合理的旋压间隙值，变形量约5％～10％，旋压后进行时效处理，最终状态可达到T87态，壳体的屈服强度和抗拉强度较原工艺方法(旋压后直接淬火时效)的T62态提高10～20％。只需要两套不同直径的模具，旋压后的工件贴模良好，成形后的半球壳体强度高，发挥了2219等可热处理强化铝合金的最佳性能状态，充分体现出可热处理强化铝合金比一般的不可热处理强化铝合金强度高的优势。
【IPC分类】B21D22/16, C22F1/04, B21D37/10, B21D37/16
【公开号】CN105107917
【申请号】CN201510472551
【发明人】张行健, 阴中炜, 张绪虎, 王冰, 纪玮, 丁俊峰
【申请人】航天材料及工艺研究所, 中国运载火箭技术研究院
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月4日