潜艇环肋圆柱壳的对轮旋压应变诱发法的半固态制造工艺

摘要

潜艇环肋圆柱壳的对轮旋压应变诱发法的半固态制造工艺，首先在熔炼合金的基础上，采用离心铸造工艺制备潜艇环肋圆柱壳铸态壳体；其次采用对轮旋压变形工艺对该铸态壳体进行大变形量的塑性变形和整形处理；接着对得到的潜艇环肋圆柱壳畸变态坯料进行二次重熔，以获得具有细小、均匀、球状微观组织的潜艇环肋圆柱壳半固态坯料；然后对该半固态坯料进行半固态整体模锻成形；最后进行锻后热处理完成潜艇环肋圆柱壳的制造，通过本发明能够制备出具有非枝晶细小均匀球状微观组织的潜艇环肋圆柱壳，具有工艺过程简单，材料利用率高以及产品力学性能好的特点。

主权项

潜艇环肋圆柱壳的对轮旋压应变诱发法的半固态制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)离心铸造制坯：首先，将准备好的45#钢材料放入中频感应熔炼炉进行熔炼，其熔炼温度为1600℃以上，且保温10～20min；接着将得到的钢液温度稳定控制在1500～1550℃浇入离心铸造设备，采用离心铸造工艺制备出潜艇环肋圆柱壳铸态壳体；2)利用离心铸造余热进行对轮旋压塑性变形：2‑1)待步骤1)中制备的潜艇环肋圆柱壳铸态壳体的温度降低到始旋温度时，采用对轮旋压工艺对潜艇环肋圆柱壳余热态壳体(1‑3)进行对轮旋压塑性变形，在进行对轮旋压塑性变形时，先控制潜艇环肋圆柱壳余热态壳体(1‑3)作旋转运动，内旋轮(1‑1)和外旋轮(1‑2)作轴向和径向进给运动，从而使该潜艇环肋圆柱壳余热态壳体(1‑3)产生壁厚减小、内外径扩大、轴向长度伸长的大塑性变形，得到潜艇环肋圆柱壳扩径态壳体(1‑4)且该扩径态壳体(1‑4)的壁厚缩减率达到40％以上，随后控制潜艇环肋圆柱壳扩径态壳体(1‑4)作旋转运动，外旋轮(1‑2)仅作轴向进给运动，内旋轮(1‑1)作轴向和径向进给运动，则在内旋轮(1‑1)作轴向进给时，通过控制内旋轮(1‑1)的径向进给量的不同，在潜艇环肋圆柱壳扩径态壳体(1‑4)的内孔壁上形成环肋，即成形出潜艇环肋圆柱壳扩径环肋态壳体(1‑5)，其中，始旋温度为1100～1150℃，终旋温度为800～850℃；2‑2)对经步骤2‑1)对轮旋压工艺处理得到的潜艇环肋圆柱壳扩径环肋态壳体(1‑5)进行整形处理：待步骤2‑1)完成后，先控制潜艇环肋圆柱壳扩径环肋态壳体(1‑5)作旋转运动，外旋轮(1‑2)作轴向进给运动，内旋轮(1‑1)作轴向和微量径向进给运动，从而完成对潜艇环肋圆柱壳扩径环肋态壳体(1‑5)的圆整处理，进而得到潜艇环肋圆柱壳扩径环肋圆整态壳体(1‑6)；接着，切除潜艇环肋圆柱壳扩径环肋圆整态壳体(1‑6)不平整的轴向端面，待切除不平整轴向端面的潜艇环肋圆柱壳扩径环肋圆整态壳体(1‑6)冷却后即得到潜艇环肋圆柱壳畸变态坯料(1‑7)；3)二次重熔：先将步骤2‑2)中得到的产生大塑性变形的潜艇环肋圆柱壳畸变态坯料(1‑7)放入电炉或者中频感应加热炉中进行加热及保温处理，且控制加热温度为1350～1495℃，保温时间选为5～30min，从而获得具有细小、均匀、球状微观组织的潜艇环肋圆柱壳半固态坯料；4)半固态整体模锻成形：将步骤3)中完成二次重熔得到的潜艇环肋圆柱壳半固态坯料快速取出并放入用于成形潜艇环肋圆柱壳的模锻机的模锻型腔，通过模锻机对该潜艇环肋圆柱壳半固态坯料进行半固态整体模锻；5)锻后热处理：首先，当完成步骤4)半固态整体模锻成形的潜艇环肋圆柱壳温度降到860～900℃时，对其进行淬火处理，接着将淬火后的潜艇环肋圆柱壳再加热到180～220℃进行回火处理，从而完成潜艇环肋圆柱壳的制造。