薄壁大尺寸鈮鎢合金噴管精密旋壓成形工藝研究

雒亞濤，翟寶力

（西安航天發(fā)動機(jī)廠，陜西西安710100）

薄壁大尺寸鈮鎢合金噴管精密旋壓成形工藝研究

雒亞濤，翟寶力

（西安航天發(fā)動機(jī)廠，陜西西安710100）

通過對鈮鎢合金性能的研究，得到了鈮鎢合金一次旋壓最大減薄率，采用變厚度平板旋壓毛坯，合理分布兩次剪切旋壓變形量和各點(diǎn)壁厚變薄率，控制旋壓過程，應(yīng)用仿真軟件對翻邊成形進(jìn)行仿真，掌握了薄壁大尺寸鈮鎢合金噴管精密旋壓及翻邊成形技術(shù)。

薄壁大尺寸；鈮鎢合金；精密旋壓成形

0 引言

鈮鎢合金作為新型耐高溫材料具有比較好的耐高溫性能和加工性能，在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。在液體火箭發(fā)動機(jī)制造過程中選用鈮鎢合金作為噴管基體材料，可大幅度提高輻射冷卻噴管的耐溫耐壓水平，從而提高發(fā)動機(jī)的性能。本研究中某液體火箭發(fā)動機(jī)噴管結(jié)構(gòu)（見圖1）即采用鈮鎢合金Nb521。材料性能見表1。

噴管給定了沿軸向56個(gè)控制截面，每個(gè)截面壁厚給定理論值，壁厚從2 mm到0.5 mm變化，輪廓度、壁厚公差為0.1 mm。噴管出口處為厚度0.5 mm，寬度6.0 mm的翻邊。

圖1 噴管延伸段圖Fig.1 Structure of nozzle extension section

表1 Nb521合金力學(xué)性能Tab.1 Mechanical properties of Nb521 alloy

1 鈮鎢合金極限減薄率的研究

從表1中可以看出，該材料屈強(qiáng)比Rp0.2/Rm= 300/455=0.659，斷后伸長率A≥30%。該材料塑性良好，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)可以進(jìn)行旋壓加工。

強(qiáng)力剪切旋壓成形的一次旋壓極限減薄率與材料的性能及旋壓變形時(shí)的應(yīng)力變形狀態(tài)有關(guān)。當(dāng)旋壓變形出現(xiàn)嚴(yán)重的起皺、隆起或產(chǎn)生裂紋時(shí)，說明旋壓變形已超出材料允許的極限減薄率。……