熱旋壓
關注創建者：匿名 創建時間：2019-04-25
熱旋壓的實例教程
NASA和ESA在制造燃料貯箱整體箱底的時候都采用對厚板（50mm以上）先熱旋壓再數控銑的工藝路線，這一路線工藝復雜，成本高昂，制造周期長達半年左右，且數控銑工序會切掉約90%的材料，浪費十分嚴重。
而且更大的問題是，歐美的大型熱旋壓設備長期以來都對我國實行嚴格的禁運，因此我國現役火箭大都采用結構笨重、精度差、廢品率高且可靠性低的分塊成型焊接燃料貯箱箱底。
苑世劍教授的團隊針對此種情況，提出了“雙向可控加壓流體成型”這一顛覆性創新的技術路線，用多路增壓器并聯控制的液壓系統攻克了大體積液體介質的增壓與坯料局部液壓載荷和成型力的精準調控問題，成功的避免了深腔曲面零部件破裂和起皺的“老大難”問題，突破了傳統流體高壓成型技術的尺寸極限，在全球第一次實現了火箭燃料貯箱整體式薄壁箱底的流體高壓成型，徹底打破了歐美在該領域的技術封鎖和壟斷，而且生產成本降低了一半，生產周期更是降低了三分之二。
而為此配套研制的超大尺寸板材流體高壓成型設備則是當之無愧的世界第一，其成型力高達150MN，是此前全球最大該類設備的1.5倍；高壓液體介質體積高達5000L，是后者的10倍之多。這標志著我國在流體高壓成型技術領域無論是基礎研究還是技術能力都已經達到了國際先進水平，在板材成型方面已經達到了國際領先水平。
實現流體高壓成型技術的顛覆性創新，是我國在制造業基礎技術和基礎工藝方面自主創新的重大勝利，是我國在高端制造領域趕超世界先進水平進程的一個縮影。這些新成果也必將更多的推動我國航空航天、核電、船舶甚至透平式動力機械等高端裝備制造領域的工藝進步，最終推動我國整個經濟結構的轉型升級和高質量發展，提升我國的綜合實力，為全面實現社會主義現代化添磚加瓦，為廣大人民群眾的美好生活保駕護航。
來源：科工力量
展開 單獨的熱源加熱過程，原本用來模擬熱旋壓過程的熱過程，也可用來模擬筒體的極帶電弧熔覆（堆焊）焊接（筒體堆焊不銹鋼帶）
非焊接瓶式筒體主要有兩種制造方法：一種是由優質無縫鋼管通過兩端熱旋壓收口制成；另一種是鋼錠沖壓后再經過熱旋壓收口。通常，整體鍛造式和鍛焊式筒體主要用于高壓和超高壓容器中，而非焊接瓶式筒體常用于制造非焊接大容積瓶式壓力容器。
圖1-1壓力容器的總體結構
整體鍛造式筒體的材料金相組織致密，強度高，因而質量較好，特別適合于焊接性能較差的高強度鋼所制造的超高壓容器。但制造時需要非常大的冶煉、鍛壓和機加工設備，材料消耗量大，鋼材利用率低(僅為26%~29%)，機械加工量大，故一般只用于內徑?300~ 800mm、長度不超過12m 的小型超高壓容器,如聚乙烯反應釜、人造水晶釜等。
2、組合式筒體
筒體的器壁在厚度方向是由兩層或兩層以上互不連續的材料構成。組合式筒體按結構和制造方式又可分為多層式和纏繞式兩大類。
封頭
根據幾何形狀的不同，封頭可以分為球形、橢圓形、碟形、球冠形、錐殼和平蓋等幾種，其中球形、橢圓形、碟形和球冠形封頭又統稱為凸形封頭。
當容器組裝后不需要開啟時 (一般是容器中無內件或雖有內件但無需更換、檢修的情況)，封頭可直接與筒體焊在一起，從而有效地保證密封、節省材料和減少加工制造的工作量。對于因檢修或更換內件的原因而需要多次開啟的容器，封頭和筒體的連接應采用可拆式的，此時在封頭和筒體之間就必須要有一個密封裝置。
展開 美國NASA、歐空局采用“厚板（50mm以上）+熱旋壓制坯+數控銑削”的技術路線來制造整體結構箱底，但是這一辦法工藝復雜、制造周期長（約6個月）、材料浪費嚴重（90%材料被銑掉），且當前美歐等國家大型旋壓設備對我國實行禁運。
因此我國現役火箭貯箱箱底普遍采用“分塊成形+焊接”結構，但這一結構尺寸精度差、廢品率高和可靠性低，成為制約運載火箭發展的一個瓶頸難題。
哈爾濱工業大學苑世劍教授團隊提出的“雙向可控加壓流體高壓成形新技術”通過控制正向與反向液壓載荷，調控壓力比，使得坯料變形區處于合理的應力狀態，解決了深腔曲面件起皺與破裂并存的難題，突破現有技術的成形極限。
該技術顛覆了美國NASA、歐空局幾十年沿用的技術路線，打破了發達國家對我國火箭箱底整體制造技術的封鎖和設備禁運。
“我們采用與構件等厚的薄板直接成形出運載火箭直徑3m級燃料貯箱薄壁整體箱底，這在國際上也屬首次。”哈爾濱工業大學副教授劉偉介紹說，這一技術替代傳統的多塊焊接結構，完全消除焊縫，綜合力學性能優于傳統焊接結構，可大幅提高運載火箭的可靠性，讓生產成本降低50%、生產周期縮短2/3，可正式用于火箭型號產品。
為實現該技術在工業上的應用，哈爾濱工業大學流體高壓成形技術研究所聯合上海航天設備制造總廠、合肥合鍛智能制造有限公司等單位，自主研制出超大型板材流體高壓成形機，其核心參數為成形力150MN、高壓液體體積5m3。
該板材流體高壓成形機是目前世界上最大的薄板液壓成形機，成形力是此前最大設備（德國Schuler公司）的1.5倍、高壓液體體積是10倍。研制該超大型設備最大難題是如何建立5m3高壓液體體積。該團隊采用多路增壓器并聯同步控制技術，解決了超大體積高壓液體增壓與調控難題。
展開 由于初生件中存在大量粗大且轉變不充分的B2相，導致Ti2AlNb合金在高溫(>900℃)下的熱加工性能較差，難以實現不經道次間熱處理的連續多道次剪切旋壓工藝。為了提高Ti2AlNb合金多道次旋壓工藝的可旋性，在多道次剪切旋壓過程中，應采用960℃/2h+850℃/12h的H3方案作為道次間熱處理工藝
。本文為Ti2AlNb合金軸對稱空心件的熱成形和應用提供了有效指導。（文：破風）
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非焊接瓶式筒體主要有兩種制造方法：一種是由優質無縫鋼管通過兩端熱旋壓收口制成；另一種是鋼錠沖壓后再經過熱旋壓收口。通常，整體鍛造式和鍛焊式筒體主要用于高壓和超高壓容器中，而非焊接瓶式筒體常用于制造非焊接大容積瓶式壓力容器。
圖1-1壓力容器的總體結構
整體鍛造式筒體的材料金相組織致密，強度高，因而質量較好，特別適合于焊接性能較差的高強度鋼所制造的超高壓容器。
對于難變形材料軸對稱空心件，熱旋壓是提高其成形性能和力學性能的有效成形工藝，而Ti2AlNb合金的自旋成形迄今尚無文獻報道。
哈爾濱工業大學的研究人員
探討了Ti2AlNb合金的多道次剪切旋壓工藝，并設計了三種熱處理方案調節組織和力學性能。
分析了Ti2AlNb基合金在剪切旋壓和熱處理過程中的組織演變及其對力學性能的影響。
總部位于土耳其的Repkon在金屬制造技術方面擁有近四年的經驗，例如熱旋壓、流動成型和剪切成型，用于生產彈頭、q管、彈殼和導彈體，以及其他設備。
△國防工業依賴高效、完美校準的圓柱形金屬部件，無論是q管還是子 彈殼。圖片由Repkon提供。
Titomic總部位于澳大利亞，以冷噴涂增材制造工藝聞名。
單獨的熱源加熱過程，原本用來模擬熱旋壓過程的熱過程，也可用來模擬筒體的極帶電弧熔覆（堆焊）焊接（筒體堆焊不銹鋼帶）
NASA和ESA在制造燃料貯箱整體箱底的時候都采用對厚板（50mm以上）先熱旋壓再數控銑的工藝路線，這一路線工藝復雜，成本高昂，制造周期長達半年左右，且數控銑工序會切掉約90%的材料，浪費十分嚴重。
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美國NASA、歐空局采用“厚板（50mm以上）+熱旋壓制坯+數控銑削”的技術路線來制造整體結構箱底，但是這一辦法工藝復雜、制造周期長（約6個月）、材料浪費嚴重（90%材料被銑掉），且當前美歐等國家大型旋壓設備對我國實行禁運。
因此我國現役火箭貯箱箱底普遍采用“分塊成形+焊接”結構，但這一結構尺寸精度差、廢品率高和可靠性低，成為制約運載火箭發展的一個瓶頸難題。
