专利名称：一种航天燃料用tb8钛合金气瓶的制作方法
技术领域：
本实用新型属于航天器技术领域，涉及一种钛合金气瓶，尤其是一种航天燃料用TB8钛合金气瓶。
背景技术：
近年来随着材料科学的发展以及能源危机的冲击，航空航天工业对高强度、高弹性模量、低密度、耐高温的新型结构材料的需要越来越迫切。钛合金由于密度小、强度高、耐高温和抗腐蚀性好等优点，在航空航天领域中获得了广泛的应用。航天飞行器在飞行过程中需要携带大量液态燃料(如液氢)及其液态助燃剂(如液氧、液N2O2),这些液态燃料及助燃剂都是在存储在高压气瓶中，先期用于制造高压气瓶的材料有30CrMnSiA等高强的结构钢等，近年来为了降低航天飞行器重量、增加其有效载荷，大量采用TC4钛合金制造燃料存储气瓶。目前TC4钛合金气瓶都是采用热加工成型+机械精加工+电子束焊接的方法制备，一般采用的工艺是将TC4钛棒坯下料后热模锻造成型半球形气瓶坯料(及热轧成型TC4环坯)进行精加工后，在采用真空电子束焊接为一体的气瓶。这种工艺方法的缺点是:模锻(及环轧)对设备要求高、设备投资大，机械加工难度相对较大，坯料利用率低(最终零件重量只占坯料投料重量的10% 20%，大部分坯料最终变为车屑而浪费)，最终产品焊缝相对较多，生产制造周期长，制造成本、质量控制成本相对较高。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种航天燃料用TB8钛合金气瓶，该种气瓶采用半球体和筒体成一体式结构，其制备简单，结构强度高，使用安全。本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的:这种航天燃料用TB8钛合金气瓶，该气瓶的瓶体由上端部和下端部通过对焊组成，所述上端部和下端部均是TB8钛合金半球体和TB8钛合金筒体成一体式结构。上述上端部的顶端设有瓶口。本实用新型与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:本实用新型采用TB8钛合金半球体和TB8钛合金筒体成一体式结构的上端部和下端部组成瓶体，该种结构的TB8钛合金气瓶较传统TC4钛合金气瓶其加工制造难度大幅度降低(不需要热锻)、材料利用率大幅度增加(不需要机械加工)、气瓶强度及塑性增加、焊缝减少、生产周期大幅度缩短、制造及质量控制成本大幅度降低，同时TB8钛合金较TC4钛合金具有相对优异的高低温性能、耐腐蚀性能、疲劳性能等。
图1为本实用新型TB8钛合金球状气瓶的轴截面结构示意图。其中:1为上端部；2为下端部；3为焊缝。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述:如图1所示，本实用新型提出一种航天燃料用TB8钛合金气瓶，该气瓶的瓶体由上端部I和下端部2通过对焊组成，所述上端部I和下端部2均是TB8钛合金半球体和TB8钛合金筒体成一体式结构。即瓶体的上下球体的下端分别带有一半的筒体，其在制备时是通过一体旋压成型得到的。因此，不需要将球头与筒体进行焊接拼接，在上下端部不会有任何焊缝。仅在瓶体的中部有一道横向的焊缝3。另外在所述上端部I的顶端设有瓶口。以下给出一种本实用新型航天燃料用TB8钛合金气瓶的制备过程:I)按照计算好的尺寸将TB8板材裁剪为圆形板坯；2)将裁剪好的TB8钛合金圆形板坯置于真空热处理炉中进行固溶处理:加热温度800°C 850°C，保温0.5 1.5小时，通氩气冷却或油淬；3)将固溶处理后的TB8钛合金板坯在旋压机上冷旋压为半球体或半球筒体(TC4钛合金由于室温塑性差，不能进行冷压力成型加工；而TB8钛合金固溶处理后在保证强度与TC4相当的水平下可获得极好的室温塑性，能够方便的进行冷压力成型加工)；4)将旋压获得的TB8钛合金半球体或半球筒体精整裁边；5)将精整裁边后的TB8钛合金半球体或TB8钛合金半球筒体置于真空电子束焊机中进行对焊成型；6)成品试验:对焊接成型的钛合金气瓶进行外观、尺寸检查，对焊缝2进行X射线检测、并进行打压实验，使其满足设计要求。
权利要求1.一种航天燃料用TB8钛合金气瓶，其特征在于，该气瓶的瓶体由上端部(I)和下端部(2)通过对焊组成，所述上端部(I)和下端部(2)均是TB8钛合金半球体和TB8钛合金筒体成一体式结构。
2.根据权利要求1所述的航天燃料用TB8钛合金气瓶，其特征在于，所述上端部(I)的顶端设有瓶口。
专利摘要本实用新型公开了一种航天燃料用TB8钛合金气瓶，该气瓶的瓶体由上端部和下端部通过对焊组成，所述上端部和下端部均是TB8钛合金半球体和TB8钛合金筒体成一体式结构。该种结构的TB8钛合金气瓶较传统TC4钛合金气瓶其加工制造难度大幅度降低(不需要热锻)、材料利用率大幅度增加(不需要机械加工)、气瓶强度及塑性增加、焊缝减少、生产周期大幅度缩短、制造及质量控制成本大幅度降低，同时TB8钛合金较TC4钛合金具有相对优异的高低温性能、耐腐蚀性能、疲劳性能等。
文档编号F17C13/00GK203162525SQ20122068949
公开日2013年8月28日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者张利军, 常辉, 薛祥义, 周中波, 王幸运, 白钰, 郭凯, 刘娣 申请人:西安西工大超晶科技发展有限责任公司