[发明专利]一种轻量化高压复合管及其加工方法

说明书

一种轻量化高压复合管及其加工方法，本复合管包括相固定的外层管和碳化硼内层管，通过高温加热使外层管内径膨胀变大，再将碳化硼内层管外层管中进行冷却固定。本申请的一种轻量化高压复合管及其加工方法，通过碳化硼内层管和外层管相结合固定的方式，代替一体成型的铸造管，在提高高压管使用效果和使用寿命的基础上，还能够通过碳化硼内层管使整个复合管轻量化，降低整体质量，方便高压管的使用和运输；同时还能够在减少使用或不使用镍元素、钒元素或稀土，降低成本。碳化硼内层的密度更低，硬度更大、耐腐蚀性好、耐热性好、熔点高、膨胀系数低、具有良好的氧气吸收能力等优点，使得高压管的性能更佳。

技术领域

本发明涉及高压管及高压管加工方法领域，尤其涉及一种轻量化高压复合管及其加工方法。

背景技术

现有技术中的高压管，尤其是炮管，都采用直接铸造的方式铸造成一体成型的管状，然后再通过挤压工具对炮管进行扩孔，使之达到相应的尺寸。以达到高强度的目的。

现代火炮身管材料都采用合金钢或钛合金，常以中碳镍铬铂系合金钢为主，也有增加少量的钒做改性钢。由于炮管在火炮射击时承受的瞬间压力极大，温度极高，所以对炮管的材料要求很高，只有高强度的添加碳镍铬铂等微量元素的合金钢才能满足要求。

但是，由于镍是炮管中一种不可缺少的元素，可以极大改善炮管的韧性。但从资源上将，中国有是一个严重缺镍的国家，所以对炮管的研发和生产产生很大的限制。就算后期我国成功研制了一些列用稀土或钒元素代替镍元素的炮管，但稀土或钒元素也是相对紧缺的，对高压管及炮管的生产起到限制的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种轻量化高压复合管，能够减少使用或不使用镍元素、钒元素或稀土的情况下，提高高压管的质量。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种轻量化高压复合管，所述复合管包括相固定的外层管和碳化硼内层管。

优选地，所述外层管的材质为碳纤维或铝合金或钛合金或合金钢。

优选地，所述碳化硼内层管的材质为碳化硼。碳化硼具有高熔点、高硬度、低密度等优良性能，并具有良好的中子吸收能力和抗化学侵蚀能力。

优选地，拆分状态下的所述外层管的内径小于或等于所述碳化硼内层管的外径。

优选地，所述碳化硼内层管的壁厚为2mm-3mm。

优选地，所述复合管还包括用于对所述碳化硼内层管和所述外层管进行限位的限位结构。

进一步地，所述限位结构包括：所述外层管包括相连通且中心轴位于同一条直线上的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔的内径大于所述第二通孔的内径，所述第一通孔与第二通孔连通处形成第一台阶面，所述碳化硼内层管包括与所述第一通孔相配合的第一内层管部、与所述第二通孔相配合的第二内层管部，所述第一内层管部与第二内层管部相连接处形成第二台阶面，所述外层管与碳化硼内层管组装结合时，所述第一台阶面与第二台阶面相抵触。

本发明的另一目的是提供上述轻量化高压复合管的加工方法，使得碳化硼内层管和外层管相固定，保证使用效果。

为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案是：包括如下步骤：

S1：将所述碳化硼内层管的外壁打磨光滑；

S2：将所述外层管的内壁打磨光滑，使所述外层管的内径小于或等于所述碳化硼内层管的外径；

S3：对所述外层管进行加热，使其受热膨胀，使膨胀状态下的所述外层管的内径大于所述碳化硼内层管的外径；

S4：将所述外层管套设在所述碳化硼内层管外形成所述复合管，对所述复合管进行冷却处理，使冷却后的所述外层管紧缩固定在所述碳化硼内层管上。