【技术实现步骤摘要】
本申请涉及金属轧制，尤其涉及一种大型应变强化型合金弧段形性协同制造方法。
技术介绍
1、运载火箭在执行多样化的深空探测任务中起着至关重要的作用，是支撑我国载人航天和深空探索计划的基石。其中，贮箱作为火箭的关键组成部分，占火箭总质量的60%，不仅用于存储推进剂，还承担了关键的结构负载，对提升火箭的整体性能具有决定性影响。随着对运载火箭承载能力要求的不断提升，为了维持合理的长细比，我国重型运载火箭的直径预计将扩展至10米级别。在商用航空领域，火箭直径通常在3-5米级别，通过提高材料强度实现轻量化已成为降低成本的重要途径，高强度材料的应用可以减少结构重量，从而提升有效载荷比例，降低燃料消耗和发射成本。结构尺寸和性能需求的改变对未来大型运载火箭贮箱弧形筒段的制造工艺提出了新的挑战。
2、不锈钢和5系铝合金因其卓越的机械特性和耐腐蚀性能，在航空航天等多个领域得到了广泛应用。采用不锈钢制作火箭贮箱不仅可以显著降低材料成本，还能提高产品的整体性能。然而，常规状态下的304l不锈钢和5a06等铝合金因其较低的强度难以满足运载火箭等高性能要求应用场景的需求。通过冷轧变形获得的半硬化态不锈钢和铝合金虽然能够显著提升材料屈服强度，但其生产成本高、工艺复杂，并伴随诸多问题。如：对半硬化态不锈钢进行小曲率半径打卷操作难度大，可能损坏设备或引发安全风险；半硬化态不锈钢屈服强度高、延伸率低，成形时易开裂或应力集中；滚弯过程中回弹效应显著，曲率控制困难，需多次试制或复杂算法补偿；残余应力可能导致后续加工中不可预测的变形或失效。为了满足弧段的性能和精
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种大型应变强化型合金弧段形性协同制造方法，用于解决现有技术中半硬化态不锈钢/应变硬化铝合金弧段无法实现形性协同制造的问题。
2、为实现上述目的，本申请提供一种大型应变强化型合金弧段形性协同制造方法，包括以下步骤：
3、卷材开平：将卷材开卷后送入开平机进行开平，开平后的板材厚度为2mm-6mm，宽度为0.5mm-3m；
4、深冷处理：将开平后的板材输送至深冷处理箱，在深冷处理箱内采用液氮对板材进行降温，直到板材表面温度达到-196℃；
5、轧弯成形：将经过深冷处理的板材送入等径双辊轧机，轧辊的直径为600mm-1500mm，通过调节上下轧辊间距控制轧制变形量，轧制变形量为5%-30%，弧段成形时，通过力学性能需求确定下压量，随后在相同的下压量条件下通过有限元仿真模拟确定不同异速比对成形板材曲率的影响关系，轧辊的轧制速度为0.1m/s-1.5m/s，异速比大于1且小于1.5，板材离开等径双辊轧机后，使用激光测距在线监测弧段的弧长与曲率半径，当达到目标弧长时，在等径双辊轧机的出口处切割板材，成形弧段的曲率半径为1m-8m，成形弧段的弧长为弧段曲率等效圆周长的1/8-1/2。
6、优选地，所述深冷处理具体包括：将开平后的板材通过传送带输送至深冷处理箱，深冷处理箱的工作长度范围为0.5m-3m，在深冷处理箱内采用液氮喷淋的方式对板材进行降温，通过测温仪监测板材表面温度，直到板材表面温度达到-196℃。
7、优选地，所述板材厚度4.7mm，宽度为1.5m；所述深冷处理箱的工作长度为2m。
8、优选地，在所述轧弯成形中，轧辊直径为900mm，轧制变形量为15%，上轧辊的轧制速度为0.3m/s，异速比为1.04，成形后弧段直径为10.6m。
9、优选地，在所述轧弯成形中，基于材料塑性变形理论，通过有限元仿真量化下压量和异速比引起的剪切应变差异，揭示其与曲率半径的定量关系；针对单道次工艺，仿真直接预测异速比和轧制变形量对曲率的调控效果；当因轧制变形量过大需多道次成形时，仿真通过分步加载变形量的方式，模拟多道次累积塑性应变对曲率的渐进影响。
10、优选地，在所述轧弯成形中，通过液压伺服系统实时调控上下轧辊间距，下压量误差为±0.2mm；上下辊转速分别由变频电机独立驱动，异速比控制精度为±0.01。
11、优选地，在所述轧弯成形中，所述板材离开等径双辊轧机后，使用天车吊挂两套机械夹具夹持弧段的两侧。
12、优选地，在所述轧弯成形之后，还包括：
13、吊装转移：使用直径为1mm-13m的圆形吊具固定弧段的5-10个点位，将弧段沿轴向翻转后进行转移，翻转后的弧段轴向垂直于地面，点位沿周向均匀分布，确保弧段在整个转移过程中保持稳定，避免局部受力不均导致变形。
14、本申请提供的大型应变强化型合金弧段形性协同制造方法的有益效果在于：
15、使用“深冷+异步轧制”制备的应变强化型合金（如半硬化态不锈钢、应变硬化铝合金）的弧段曲率受轧制下压量及轧辊异速比影响显著。本申请使用深冷预处理结合异步轧制直接制备半硬化态的大尺寸不锈钢弧段，在轧弯成形过程中，利用速度差诱导非对称塑性变形实现曲率定向调控，基于标定的下压量-异速比-曲率曲线，配合激光测距在线监测弧长与曲率半径，最终实现曲率半径1m-8m的精准控制。同时兼顾力学性能提升效果，实现了弧段性能与形状的协同制造。整个工艺流程短且高效，相比传统方法减少了多个中间步骤，提高了生产效率并降低了生产成本；在轧制前引入深冷预处理，可以使材料在相同的下压量时获得更高的屈服强度，从而避免了为达到目标屈服强度而需要较大室温轧制下压量所导致的难以成形的问题。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种大型应变强化型合金弧段形性协同制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的大型应变强化型合金弧段形性协同制造方法，其特征在于，所述深冷处理具体包括：将开平后的板材通过传送带输送至深冷处理箱，深冷处理箱的工作长度范围为0.5m-3m，在深冷处理箱内采用液氮喷淋的方式对板材进行降温，通过测温仪监测板材表面温度，直到板材表面温度达到-196℃。
3.根据权利要求2所述的大型应变强化型合金弧段形性协同制造方法，其特征在于，所述板材厚度4.7mm，宽度为1.5m；所述深冷处理箱的工作长度为2m。
4.根据权利要求1所述的大型应变强化型合金弧段形性协同制造方法，其特征在于，在所述轧弯成形中，轧辊直径为900mm，轧制变形量为15%，上轧辊的轧制速度为0.3m/s，异速比为1.04，成形后弧段直径为10.6m。
5.根据权利要求1所述的大型应变强化型合金弧段形性协同制造方法，其特征在于，在所述轧弯成形中，基于材料塑性变形理论，通过有限元仿真量化下压量和异速比引起的剪切应变差异，揭示其与曲率半径的定量关系；针对单道次工艺，
6.根据权利要求1所述的大型应变强化型合金弧段形性协同制造方法，其特征在于，在所述轧弯成形中，通过液压伺服系统实时调控上下轧辊间距，下压量误差为±0.2mm；上下辊转速分别由变频电机独立驱动，异速比控制精度为±0.01。
7.根据权利要求1所述的大型应变强化型合金弧段形性协同制造方法，其特征在于，在所述轧弯成形中，所述板材离开等径双辊轧机后，使用天车吊挂两套机械夹具夹持弧段的两侧。
8.根据权利要求1-7任一项所述的大型应变强化型合金弧段形性协同制造方法，其特征在于，在所述轧弯成形之后，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种大型应变强化型合金弧段形性协同制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的大型应变强化型合金弧段形性协同制造方法，其特征在于，所述深冷处理具体包括：将开平后的板材通过传送带输送至深冷处理箱，深冷处理箱的工作长度范围为0.5m-3m，在深冷处理箱内采用液氮喷淋的方式对板材进行降温，通过测温仪监测板材表面温度，直到板材表面温度达到-196℃。
3.根据权利要求2所述的大型应变强化型合金弧段形性协同制造方法，其特征在于，所述板材厚度4.7mm，宽度为1.5m；所述深冷处理箱的工作长度为2m。
4.根据权利要求1所述的大型应变强化型合金弧段形性协同制造方法，其特征在于，在所述轧弯成形中，轧辊直径为900mm，轧制变形量为15%，上轧辊的轧制速度为0.3m/s，异速比为1.04，成形后弧段直径为10.6m。
5.根据权利要求1所述的大型应变强化型合金弧段形性协同制造方...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。