【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及有色金屬材料制造，具體涉及一種高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁的制造方法。
技術(shù)介紹
1、燃燒室作為液體火箭發(fā)動機(jī)最核心部件，對材料及加工具有非常苛刻的要求。銅合金之所以能夠吸引火箭發(fā)動機(jī)部件用它做內(nèi)襯材料，是因?yàn)樗哂斜绕渌こ滩牧细叩臒釋?dǎo)率。燃燒室內(nèi)側(cè)暴漏在燃?xì)庵?，溫度高達(dá)數(shù)千度，巨大的熱流要通過燃燒室內(nèi)壁傳導(dǎo)出去。因此采用高導(dǎo)熱材料是顯著降低內(nèi)壁溫度及其梯度，提高材料壽命的有效途徑。
2、傳統(tǒng)銅合金（如cucrzr、cucr）的提高強(qiáng)度的方法有形變強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化及沉淀強(qiáng)化，然而在高溫時(shí)金屬會發(fā)生再結(jié)晶、第二相粗化和溶解或金屬間化合物長大，因此以上強(qiáng)化辦法在高溫下會失效，經(jīng)歷高溫后極易軟化變形，難以滿足要求。
3、傳統(tǒng)燃燒室內(nèi)壁制造采用鍛造-機(jī)加工工藝，該工藝存在材料利用率低、交付周期長，生產(chǎn)成本高等問題，因此極大限制了我國液體火箭發(fā)動機(jī)的發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決上述問題，本專利技術(shù)提供了一種高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁的制造方法，解決當(dāng)前燃燒室制造面臨的材料與加工問題，同時(shí)提高了材料利用率、降低了制造成本。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請的實(shí)施例采用的技術(shù)方案如下：
3、一種高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁的制造方法，包括以下步驟：
4、采用cucrnb通粉進(jìn)行包套擠壓后，獲得坯料；將所述坯料進(jìn)行打磨，打磨完成后進(jìn)入軋機(jī)進(jìn)行軋制處理，軋制處理后去除剩余銅邊，獲得板材；
5、基于預(yù)設(shè)產(chǎn)品毛坯尺寸對所述板材進(jìn)行裁剪，再
6、將所述兩塊半圓柱薄壁管進(jìn)行拼接后，再進(jìn)行攪拌摩擦焊處理，獲得焊接后薄壁銅；
7、將所述焊接后薄壁銅進(jìn)行裁剪處理和旋壓處理，獲得燃燒室內(nèi)壁毛坯；
8、將所述燃燒室內(nèi)壁毛坯進(jìn)行時(shí)效處理后，按照預(yù)設(shè)圖紙進(jìn)行粗車處理和精加工銑槽，獲得高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁。
9、作為本申請一些可選實(shí)施方式，所述cucrnb通粉包括以下重量百分比組分：cr≤6.5wt%，nb≤5.8wt%，余量銅。
10、作為本申請一些可選實(shí)施方式，所述包套擠壓所采用包套為純銅材料，擠壓溫度為850℃-950℃。
11、作為本申請一些可選實(shí)施方式，所述坯料厚度為15mm-20mm。
12、作為本申請一些可選實(shí)施方式，所述軋制處理包括多道次軋制，每次軋制的變形量為8%-12%。
13、作為本申請一些可選實(shí)施方式，在所述多道次軋制后的板材厚度為10mm-15mm。
14、作為本申請一些可選實(shí)施方式，在所述多道次軋制后，進(jìn)行退火處理，所述退火處理是指在600℃下退火處理2h。
15、作為本申請一些可選實(shí)施方式，所述攪拌摩擦焊處理時(shí)的焊接的下壓量控制在1.5mm-2.5mm，傾角2°-2.5o，攪拌摩擦頭的轉(zhuǎn)速為600rpm-1000rpm，攪拌摩擦頭的移動速度為100mm/min-200?mm/min。
16、作為本申請一些可選實(shí)施方式，所述旋壓處理的參數(shù)為：加熱溫度為600℃-700℃，分兩次旋壓，下壓量每道次3mm-6mm。
17、作為本申請一些可選實(shí)施方式，所述時(shí)效處理的參數(shù)為：處理溫度為550℃-650℃，處理時(shí)間為4h。
18、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)所具有的技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：
19、本專利技術(shù)所涉及的制造工藝包括：采用cucrnb合金粉末進(jìn)行包套擠壓，隨后進(jìn)行表面打磨。打磨工序完成后，將材料送入軋機(jī)進(jìn)行軋制處理，軋制后去除多余的銅邊，從而獲得板材?；陬A(yù)先設(shè)定的產(chǎn)品毛坯尺寸，對板材進(jìn)行精確裁剪，然后利用模具將板材彎曲成形，形成兩片半圓柱形薄壁管。將這兩片半圓柱薄壁管拼接后，執(zhí)行攪拌摩擦焊工藝，以獲得焊接后的薄壁銅材料。對焊接后的薄壁銅進(jìn)行裁剪和旋壓處理，進(jìn)而得到燃燒室內(nèi)壁的毛坯。最后，對燃燒室內(nèi)壁毛坯進(jìn)行時(shí)效處理，并依照預(yù)定圖紙執(zhí)行粗車和精加工銑槽工序，最終制得高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁。
20、根據(jù)本專利技術(shù)的技術(shù)方案，所述工藝在初始投料重量上顯著減少。以傳統(tǒng)工藝制備燃燒室為例，成品重量約為十幾公斤，但初始投料可能超過一噸，導(dǎo)致材料利用率極低；而采用本申請所述旋壓技術(shù)僅需約300公斤的投料，材料利用率顯著提高；即傳統(tǒng)鍛造工藝投料一般是鑄造而成的圓錠，通過鍛造改變成接近產(chǎn)品外形面的實(shí)心毛坯，因此投料較重；而旋壓技術(shù)所需的坯料為薄壁筒料，因此投料重量可大幅下降。此外，性能差異主要體現(xiàn)在與外壁焊接后的性能對比上，傳統(tǒng)cucrzr燃燒室與外壁焊接后，其強(qiáng)度大幅降低，屈服強(qiáng)度不足100mpa，而本申請cucrnb燃燒室焊接后的性能下降幅度不超過10%，因此適用于大推力火箭發(fā)動機(jī)。
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1.一種高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁的制造方法，其特征在于，所述CuCrNb通粉包括以下重量百分比組分：Cr≤6.5wt%，Nb≤5.8wt%，余量銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁的制造方法，其特征在于，所述包套擠壓所采用包套為純銅材料，擠壓溫度為850℃-950℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁的制造方法，其特征在于，所述坯料厚度為15mm-20mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁的制造方法，其特征在于，所述軋制處理包括多道次軋制，每次軋制的變形量為8%-12%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁的制造方法，其特征在于，在所述多道次軋制后的板材厚度為10mm-15mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁的制造方法，其特征在于，在所述多道次軋制后，進(jìn)行退火處理，所述退火處理是指在600℃下退火處理2h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁的制造方法，其特征在于，所述旋壓處理的參數(shù)為：加熱溫度為600℃-700℃，分兩次旋壓，下壓量每道次3mm-6mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁的制造方法，其特征在于，所述時(shí)效處理的參數(shù)為：處理溫度為550℃-650℃，處理時(shí)間為4h。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁的制造方法，其特征在于，所述cucrnb通粉包括以下重量百分比組分：cr≤6.5wt%，nb≤5.8wt%，余量銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁的制造方法，其特征在于，所述包套擠壓所采用包套為純銅材料，擠壓溫度為850℃-950℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁的制造方法，其特征在于，所述坯料厚度為15mm-20mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁的制造方法，其特征在于，所述軋制處理包括多道次軋制，每次軋制的變形量為8%-12%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述高性能銅合金燃燒室內(nèi)壁的制造方法，其特征在于，在所述多道次軋制后的板材厚度為10mm-1...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：薛雨杰，張航，庾高峰，馬明月，湯瑩瑩，王聰利，
申請(專利權(quán))人：陜西斯瑞新材料股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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