Способ изготовления корпуса порохового ракетного двигателя

 

Способ изготовления корпуса порохового ракетного двигателя заключается в том, что формируют цилиндрическую деталь путем многократной вытяжки из круглой заготовки. Перед вытяжкой осуществляют маркировку в местах будущих отверстий, осуществляют нормализацию структуры заготовки из стали класса мартенситно-стареющих сталей путем ее отжига в заневоленном состоянии совместно с по меньшей мере одним образцом-свидетелем, определяют механические свойства заготовки путем механического повреждения образца-свидетеля и при получении удовлетворительного результата смазывают заготовку. После каждой очередной вытяжки полируют наружную сторону заготовки, осуществляют подрезку торца и переносят маркировку в место, не подвергаемое вытяжке. После выполнения многократной вытяжки осуществляют раскатку полученной детали до достижения требуемых толщины стенок корпуса и его длины и осуществляют старение детали путем ее термической обработки. Изобретение позволит изготовлять тонкостенные корпуса малой массы с высокими механическими свойствами. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к ракетным двигателям и может быть использовано при изготовлении пороховых ракетных двигателей.

Известен способ изготовления цилиндрических деталей, которыми являются корпуса пороховых ракетных двигателей, путем многократной вытяжки из круглой заготовки (см. кн. Малов А.Н. Технология холодной штамповки. - М.: Машиностроение, 1969, с. 194-196, рис. 112).

Известный способ позволяет изготовить корпус порохового ракетного двигателя, представляющего собой цилиндрическую полую деталь.

Недостатком известного способа являются низкие эксплуатационные свойства изготовленного этим способом корпуса. Так при изготовлении корпуса известным способом из заготовки обычной стали, например ВП-30, невозможно получить тонкостенный корпус, удовлетворяющий одновременно двум условиям: способность работать при высоком рабочем давлении и приемлемо малая масса. Недостаточная твердость стали приводит к неприемлемому утяжелению корпуса. Изготовление корпуса из стали класса мартенситно-стареющих сталей известным способом не дает возможности реализовать высокие механические свойства стали из-за отсутствия надежной гарантии прочности корпуса, вызванного неравномерностью структуры металла после операции вытяжки, а тем более многократной вытяжки.

Задачей изобретения является повышение эксплуатационных свойств изготавливаемого корпуса.

Техническим результатом является обеспечение возможности изготовления тонкостенного корпуса малой массы с высокими механическими свойствами.

Для решения задачи изобретения в способе изготовления корпуса ракетного двигателя, заключающемся в том, что формируют цилиндрическую деталь путем многократной вытяжки из круглой заготовки перед вытяжкой осуществляют маркировку заготовки в местах будущих отверстий, затем осуществляют нормализацию структуры металла заготовки из стали класса мартенситно-стареющих сталей путем отжига в заневоленном состоянии совместно с по меньшей мере одним образцом-свидетелем, определяют механические свойства заготовки путем механического повреждения образца-свидетеля, при получении удовлетворительного результата смазывают заготовку, а после каждой операции вытяжки полируют наружную сторону заготовки, осуществляют подрезку торца и переносят маркировку в место, не подвергаемое последующей вытяжке, затем после выполнения многократной вытяжки осуществляют раскатку детали до получения требуемой толщины корпуса и его длины, затем осуществляют старение детали путем термической обработки.

Кроме того, осуществляют нормализацию структуры стали заготовки путем ее отжига перед каждой очередной вытяжкой, смазывают заготовку перед каждой очередной вытяжкой.

Способ изготовления корпуса порохового ракетного двигателя заключается в том, что круглую заготовку из стали класса мартенситно-стареющих сталей маркируют в местах будущих отверстий, осуществляют нормализацию структуры металла заготовки путем ее отжига в заневоленном состоянии с по меньшей мере одним образцом-свидетелем, определяют механические свойства заготовки путем механических повреждений образца-свидетеля, при получении удовлетворительного результата заготовку смазывают и осуществляют многократную вытяжку, причем после каждой очередной вытяжки полируют наружную сторону заготовки, осуществляют подрезку торца и переносят маркировку в место, не подвергаемое последующей вытяжке, затем после многократной вытяжки осуществляют раскатку детали до получения требуемой толщины корпуса и его длины, затем осуществляют старение детали путем термической обработки.

Перед очередной операцией вытяжки осуществляют нормализацию структуры стали заготовки путем ее отжига.

Пример.

Для получения корпуса порохового ракетного двигателя вырезают две круговые заготовки требуемого диаметра из листа мартенситно-стареющей стали ЧС5У-ИД. При этом одна из заготовок является образцом-свидетелем при последующих операциях.

Маркируют заготовки в месте будущего технологического отверстия по центру круга.

Укладывают заготовку с образцом-свидетелем в жесткую форму и осуществляют их нагрев до температуры 920^oС с последующим плавным охлаждением. При таком отжиге осуществляется нормализация структуры металла и заготовка приобретает свойства пластичности. Жесткая форма ограничивает деформацию заготовок.

После отжига осуществляют разрушающее механическое воздействие на образец-свидетель, определяя твердость заготовки. При удовлетворительном результате проверки механических свойств образца-свидетеля считают, что заготовка обладает необходимыми механическими свойствами и продолжают технологический процесс изготовления корпуса. Использование образцов-свидетелей способствует повышению процента выхода годных деталей, снижая процент брака.

Сверлят технологическое отверстие по центру заготовки для выхода воздуха и смазывают ее перед вытяжкой. Устанавливают заготовку в первую матрицу и осуществляют первую вытяжку с помощью пуансона на гидравлическом прессе.

После первой вытяжки заготовку полируют с внешней стороны, что позволяет уменьшить отрицательное влияние микротрещин, образовавшихся после вытяжки, и устранить вдавливание образовавшихся твердых частиц и кусочков окалины в поверхность детали при последующих операциях.

Заготовку опять маркируют в месте, которое не будет подвергаться механическому воздействию при следующей вытяжке.

Осуществляют подрезку торца детали, делая торец ровным перед вытяжкой.

Перед следующей вытяжкой устанавливают заготовку на термокалибровочной оправке и осуществляют ее отжиг в печи до температуры примерно 920^oС с последующим плавным охлаждением, обеспечивая повышение пластичных свойств перед вытяжкой.

Операции маркировки, подрезки торца и полировки повторяются после каждой очередной вытяжки, количество которых достигает 6-8.

Смазку детали осуществляют перед каждой очередной вытяжкой в процессе многократной вытяжки.

Операция отжига может осуществляться после каждой второй или третьей очередной вытяжки.

После операции последней вытяжки раскатывают деталь на раскатном стане, например, типа СРГ-06 до получения требуемого значения толщины стенок корпуса и его длины. Предыдущие операции полировки наружной поверхности детали обеспечивают удаление твердых частиц с поверхности детали и устранение их вдавливания в стенки корпуса. Операция раскатки кроме прочего способствует повышению прочности стенок, будущего корпуса.

На изготовленной цилиндрической полой детали будущем корпусе двигателя осуществляют расточку отверстий, нарезку резьбы, установку штуцеров и другие технологические операции, необходимые для дальнейшей сборки конкретного ракетного двигателя.

После раскатки, когда деталь приобрела требуемые размеры, ее подвергают старению нагреву до температуры 500^oС с последующим плавным охлаждением. Последняя операция обеспечивает необратимое приобретение заданных механических свойств (временное сопротивление σ_в≥195 кг/мм, предел текучести σ_o=180 кг/мм, твердость более 50 единиц, что на 30-40% выше по сравнению с использованием обычной стали) детали из стали класса мартенситно-стареющих сталей, обеспечивая требуемую прочность корпуса двигателя.

Предлагаемое изобретение обеспечивает повышение эксплуатационных свойств изготавливаемого корпуса порохового ракетного двигателя за счет обеспечения возможности изготовления тонкостенного корпуса малой массы с высокими механическими свойствами, снизив при этом процент брака.

Формула изобретения

1. Способ изготовления корпуса порохового ракетного двигателя, заключающийся в том, что формируют цилиндрическую деталь путем многократной вытяжки из круглой заготовки, отличающийся тем, что перед вытяжкой осуществляют маркировку в местах будущих отверстий, осуществляют нормализацию структуры заготовки из стали класса мартенситно-стареющих сталей путем ее отжига в заневоленном состоянии совместно с по меньшей мере одним образцом-свидетелем, определяют механические свойства заготовки путем механического повреждения образца-свидетеля, при получении удовлетворительного результата смазывают заготовку, а после каждой очередной вытяжки полируют наружную сторону заготовки, осуществляют подрезку торца и переносят маркировку в место, не подвергаемое вытяжке, после выполнения многократной вытяжки осуществляют раскатку полученной детали до достижения требуемых толщины стенок корпуса и его длины, затем осуществляют старение детали путем ее термической обработки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют нормализацию структуры стали заготовки путем ее отжига перед каждой очередной вытяжкой.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что смазывают заготовку перед каждой очередной вытяжкой.