一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法与流程

本发明涉及储氢瓶，具体为一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法。

背景技术：

1、氢气是氢元素形成的一种单质，化学式h2，分子量为2.01588。常温常压下氢气是一种无色无味极易燃烧且难溶于水的气体。而储氢瓶是用于储存氢气的一种容器。

2、目前储氢瓶在使用时，要承受交变载荷，例如经常装载、卸载引起压力波动、温度变化等，使得储氢瓶中应力随时间呈周期性或者无规则变化，即所谓交变应力。生产规模的大型化和高参数(高压、高温、低温)也使得高强度材料广泛应用于储氢瓶。这些因数的组合造成了储氢瓶发生疲劳失效的事故增加。储氢瓶发生疲劳失效时一般都没有明显的塑性变形，它总是起源于局部高应力区。因为当局部高应力区中的应力超过材料的屈服点时，在载荷反复作用下，微裂纹于滑移带或晶界处形成，这种微裂纹不断扩展，形成宏观疲劳裂纹，从而导致储氢瓶发生疲劳失效，进而会影响其储氢瓶的使用寿命。因此，发明一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法。

技术实现思路

1、鉴于上述和/或现有一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法中存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明的目的是提供一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法，能够解决上述提出现有的问题。

3、为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

4、一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法，其包括具体步骤如下：

5、步骤一：将钢材料置于冶炼炉中，以使钢材料熔化，成为钢水；

6、步骤二：将钢水置于模具中，以得到钢坯料；

7、步骤三：使钢坯料依次经过热轧-冷轧，循环4-6次；

8、步骤四：对钢坯料进行加热，加热后，将其置于冷水中进行冷却，反复4-6次；

9、步骤五：对钢坯料进行加热，加热后，进而空冷，直至达到常温状态，依次循环3-5次；

10、步骤六：将钢坯料制成钢条；

11、步骤七：将铝材料、锰钢材料、不锈钢材料置于冶炼炉中，以使铝材料、锰钢材料、不锈钢材料熔化，成为铝合金水；

12、步骤八：将铝合金水置于模具中，以得到铝合金坯料；

13、步骤九：使铝合金坯料依次经过热轧-冷轧，循环4-6次；

14、步骤十：对铝合金坯料进行加热，加热后，将其置于冷水中进行冷却，反复3-5次；

15、步骤十一：对铝合金坯料进行加热，加热后，进而空冷，直至达到常温状态，依次循环3-5次；

16、步骤十二：将铝合金坯料制成铝合金条；

17、步骤十三：通过热熔将若干钢条和若干铝合金条呈交错式连接在一起，以得到方板；

18、步骤十四：通过热熔将两组方板呈交错式连接在一起，以得到方块；

19、步骤十五：通过热熔将若干方块呈交错式连接在一起，以得到坯板；

20、步骤十六：对坯板的外表面进行打磨；

21、步骤十七：将打磨完成的坯板放入数控车床进行加工，去除表面的毛刺，且将坯板表面进行整平；

22、步骤十八：将整平完成的坯板置于温度为500-600℃的环境中，并向坯板表面喷洒氢氧化钙饱和溶液，恒温处理50-60min；

23、步骤十九：对处理后的坯板通过高压水枪进行表面冲洗降温，使表面的氢氧化钙饱和溶液完全被冲洗干净；

24、步骤二十：将冲洗完成的坯板置于干燥箱内，静置干燥12-14h后，得到最终成品；

25、步骤二十一：通过冲压的方式将坯板冲压成储氢瓶。

26、作为本发明所述的一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法的一种优选方案，其中：所述步骤一中钢材料的熔化温度为1550-1650℃。

27、作为本发明所述的一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法的一种优选方案，其中：所述步骤四中每次循环的温度比上一次的温度高出30-50℃。

28、作为本发明所述的一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法的一种优选方案，其中：所述步骤七中铝材料、锰钢材料和不锈钢材料的熔化温度为1600-1650℃。

29、作为本发明所述的一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法的一种优选方案，其中：所述步骤五中每次循环的温度比上一次的温度高出30-40℃。

30、作为本发明所述的一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法的一种优选方案，其中：所述步骤十中每次循环的温度比上一次的温度高出20-40℃。

31、作为本发明所述的一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法的一种优选方案，其中：所述步骤十一中每次循环的温度比上一次的温度高出30-40℃。

32、作为本发明所述的一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法的一种优选方案，其中：所述步骤十六中打磨厚度为0.03-0.05mm。

33、作为本发明所述的一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法的一种优选方案，其中：所述步骤二十中干燥箱的温度为30-35℃。

34、作为本发明所述的一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法的一种优选方案，其中：还包括：

35、由坯板制成的储氢瓶；

36、所述坯板是由若干方块呈交错排列组成；

37、所述方块是由若干方板呈交错排列组成；

38、所述方板是由若干钢条和若干铝合金条呈交错排列组成。

39、与现有技术相比：

40、通过热熔将若干钢条和若干铝合金条呈交错式连接在一起，以得到方板，通过热熔将两组方板呈交错式连接在一起，以得到方块，通过热熔将若干方块呈交错式连接在一起，以得到坯板，并再通过冲压的方式将坯板冲压成储氢瓶，具有能够实现通过拼接式的方式得到储氢瓶，不仅能够提高储氢瓶的抗疲劳性能，还能够在一定程度上避免裂纹扩大，延长储氢瓶的使用寿命。

技术特征：

1.一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法，其特征在于，包括具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法，其特征在于，所述步骤一中钢材料的熔化温度为1550-1650℃。

3.根据权利要求1所述的一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法，其特征在于，所述步骤四中每次循环的温度比上一次的温度高出30-50℃。

4.根据权利要求1所述的一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法，其特征在于，所述步骤七中铝材料、锰钢材料和不锈钢材料的熔化温度为1600-1650℃。

5.根据权利要求1所述的一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法，其特征在于，所述步骤五中每次循环的温度比上一次的温度高出30-40℃。

6.根据权利要求1所述的一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法，其特征在于，所述步骤十中每次循环的温度比上一次的温度高出20-40℃。

7.根据权利要求1所述的一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法，其特征在于，所述步骤十一中每次循环的温度比上一次的温度高出30-40℃。

8.根据权利要求1所述的一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法，其特征在于，所述步骤十六中打磨厚度为0.03-0.05mm。

9.根据权利要求1所述的一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法，其特征在于，所述步骤二十中干燥箱的温度为30-35℃。

10.根据权利要求1所述的一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明公开的属于储氢瓶技术领域，具体为一种提高复合材料高压储氢瓶抗疲劳性能的方法，包括具体步骤如下：将钢材料置于冶炼炉中，以使钢材料熔化，成为钢水，将钢水置于模具中，以得到钢坯料，使钢坯料依次经过热轧‑冷轧，循环4‑6次，本发明通过热熔将若干钢条和若干铝合金条呈交错式连接在一起，以得到方板，通过热熔将两组方板呈交错式连接在一起，以得到方块，通过热熔将若干方块呈交错式连接在一起，以得到坯板，并再通过冲压的方式将坯板冲压成储氢瓶，具有能够实现通过拼接式的方式得到储氢瓶，不仅能够提高储氢瓶的抗疲劳性能，还能够在一定程度上避免裂纹扩大，延长储氢瓶的使用寿命。

技术研发人员：徐凯,朱明国,陈凯,徐谷,尤子扬
受保护的技术使用者：江阴市富仁高科股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15