專利名稱：一種航天燃料用tb8鈦合金氣瓶的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于航天器技術領域，涉及一種鈦合金氣瓶，尤其是一種航天燃料用TB8鈦合金氣瓶。
背景技術：
近年來隨著材料科學的發展以及能源危機的沖擊，航空航天工業對高強度、高彈性模量、低密度、耐高溫的新型結構材料的需要越來越迫切。鈦合金由于密度小、強度高、耐高溫和抗腐蝕性好等優點，在航空航天領域中獲得了廣泛的應用。航天飛行器在飛行過程中需要攜帶大量液態燃料(如液氫)及其液態助燃劑(如液氧、液N2O2),這些液態燃料及助燃劑都是在存儲在高壓氣瓶中，先期用于制造高壓氣瓶的材料有30CrMnSiA等高強的結構鋼等，近年來為了降低航天飛行器重量、增加其有效載荷，大量采用TC4鈦合金制造燃料存儲氣瓶。目前TC4鈦合金氣瓶都是采用熱加工成型+機械精加工+電子束焊接的方法制備，一般采用的工藝是將TC4鈦棒坯下料后熱模鍛造成型半球形氣瓶坯料(及熱軋成型TC4環坯)進行精加工后，在采用真空電子束焊接為一體的氣瓶。這種工藝方法的缺點是:模鍛(及環軋)對設備要求高、設備投資大，機械加工難度相對較大，坯料利用率低(最終零件重量只占坯料投料重量的10% 20%，大部分坯料最終變為車屑而浪費)，最終產品焊縫相對較多，生產制造周期長，制造成本、質量控制成本相對較高。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種航天燃料用TB8鈦合金氣瓶，該種氣瓶采用半球體和筒體成一體式結構，其制備簡單，結構強度高，使用安全。本實用新型的目的是通過以下技術方案來解決的:這種航天燃料用TB8鈦合金氣瓶，該氣瓶的瓶體由上端部和下端部通過對焊組成，所述上端部和下端部均是TB8鈦合金半球體和TB8鈦合金筒體成一體式結構。上述上端部的頂端設有瓶口。本實用新型與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:本實用新型采用TB8鈦合金半球體和TB8鈦合金筒體成一體式結構的上端部和下端部組成瓶體，該種結構的TB8鈦合金氣瓶較傳統TC4鈦合金氣瓶其加工制造難度大幅度降低(不需要熱鍛)、材料利用率大幅度增加(不需要機械加工)、氣瓶強度及塑性增加、焊縫減少、生產周期大幅度縮短、制造及質量控制成本大幅度降低，同時TB8鈦合金較TC4鈦合金具有相對優異的高低溫性能、耐腐蝕性能、疲勞性能等。
圖1為本實用新型TB8鈦合金球狀氣瓶的軸截面結構示意圖。其中:1為上端部；2為下端部；3為焊縫。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述:如圖1所示，本實用新型提出一種航天燃料用TB8鈦合金氣瓶，該氣瓶的瓶體由上端部I和下端部2通過對焊組成，所述上端部I和下端部2均是TB8鈦合金半球體和TB8鈦合金筒體成一體式結構。即瓶體的上下球體的下端分別帶有一半的筒體，其在制備時是通過一體旋壓成型得到的。因此，不需要將球頭與筒體進行焊接拼接，在上下端部不會有任何焊縫。僅在瓶體的中部有一道橫向的焊縫3。另外在所述上端部I的頂端設有瓶口。以下給出一種本實用新型航天燃料用TB8鈦合金氣瓶的制備過程:I)按照計算好的尺寸將TB8板材裁剪為圓形板坯；2)將裁剪好的TB8鈦合金圓形板坯置于真空熱處理爐中進行固溶處理:加熱溫度800°C 850°C，保溫0.5 1.5小時，通氬氣冷卻或油淬；3)將固溶處理后的TB8鈦合金板坯在旋壓機上冷旋壓為半球體或半球筒體(TC4鈦合金由于室溫塑性差，不能進行冷壓力成型加工；而TB8鈦合金固溶處理后在保證強度與TC4相當的水平下可獲得極好的室溫塑性，能夠方便的進行冷壓力成型加工)；4)將旋壓獲得的TB8鈦合金半球體或半球筒體精整裁邊；5)將精整裁邊后的TB8鈦合金半球體或TB8鈦合金半球筒體置于真空電子束焊機中進行對焊成型；6)成品試驗:對焊接成型的鈦合金氣瓶進行外觀、尺寸檢查，對焊縫2進行X射線檢測、并進行打壓實驗，使其滿足設計要求。
權利要求1.一種航天燃料用TB8鈦合金氣瓶，其特征在于，該氣瓶的瓶體由上端部(I)和下端部(2)通過對焊組成，所述上端部(I)和下端部(2)均是TB8鈦合金半球體和TB8鈦合金筒體成一體式結構。
2.根據權利要求1所述的航天燃料用TB8鈦合金氣瓶，其特征在于，所述上端部(I)的頂端設有瓶口。
專利摘要本實用新型公開了一種航天燃料用TB8鈦合金氣瓶，該氣瓶的瓶體由上端部和下端部通過對焊組成，所述上端部和下端部均是TB8鈦合金半球體和TB8鈦合金筒體成一體式結構。該種結構的TB8鈦合金氣瓶較傳統TC4鈦合金氣瓶其加工制造難度大幅度降低(不需要熱鍛)、材料利用率大幅度增加(不需要機械加工)、氣瓶強度及塑性增加、焊縫減少、生產周期大幅度縮短、制造及質量控制成本大幅度降低，同時TB8鈦合金較TC4鈦合金具有相對優異的高低溫性能、耐腐蝕性能、疲勞性能等。
文檔編號F17C13/00GK203162525SQ20122068949
公開日2013年8月28日 申請日期2012年12月13日 優先權日2012年12月13日
發明者張利軍, 常輝, 薛祥義, 周中波, 王幸運, 白鈺, 郭凱, 劉娣 申請人:西安西工大超晶科技發展有限責任公司