[發明專利]鈦合金制舵、翼構件機械加工筋條/擴散連接工藝

無效

• 申請號: 201010228976.6
• 申請日: 2010-07-16
• 公開（公告）號: CN101920392A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 張恩輝;張曉崴
• 申請（專利權）人: 沈陽飛機工業(集團)有限公司
• 主分類號: B23K20/00
• 分類號: B23K20/00;B23K20/24
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 竇久鵬

技術領域：

本發明是加工鈦合金制舵、翼構件機械加工筋條/擴散連接工藝。

背景技術：

在航空、航天器中舵、翼構件常采用四層鈦合金板料經超塑成形/擴散連接工藝加工，鈦合金四層超塑成形/擴散連接工藝是：成形溫度是指將成形模具升溫至910℃～950℃，在兩路成形氣路輸入氬氣，同時中間兩層抽真空，使這兩層未涂隔離劑位置擴散到一起，在成形設備中保持一定的壓力和一定的時間之后，向中間層輸入氬氣，外面兩層的氣壓逐漸減小，這個過程實現了中間兩層的起塑成形及與外面的擴散連接。

起塑成形/擴散連接工藝流程：(1)下料：按圖紙尺寸下料，下四張鈦合金板材，單邊放量50mm，要求周邊對齊，否則在焊接時各層板之間難以密土封封，公差±0.25mm；(2)定位、劃線：按定位耳片、樣板劃線；(3)銑通氣槽：銑切氣孔槽，寬度為3mm～4mm，深度約為板料厚度的40％～50％，銑切后打磨支除毛刺；(4)酸洗：將板料放在酸洗槽中，表面酸洗除油，以保證板料表面潔凈，無雜質及氧化皮；酸洗配方：每升水含硝酸500毫升～550毫升和氫氟酸200毫升～300毫升；(5)涂隔離劑：按照所劃輪廓線在板料上的非擴散連接區域涂覆隔離劑，并在氣孔槽與氣路通道處涂覆隔離劑；隔離劑主要成分為：氧化釔或氮化硼；(6)通氣管路制備：參照設備平臺尺寸制備零件通氣管路，管路長度以零件放置在平臺中央為宜，管路折彎位置不能有裂紋、斷裂等缺陷；(7)焊接：采用氬弧焊接方式進行焊接板料周圈及管路，焊接完成后檢查管路及口袋氣密性；(8)裝模：清理模具表面，保證型面部分無雜質，在毛坯外表面和模具表面涂隔離劑便于起模，將模具擺放于超塑成形設備(Loire?FSP400T鈦合金熱成形機)爐腔中央位置，模具上下墊保溫石棉氈，連接管路和測溫熱電偶，關閉爐門，進行升溫；(9)升溫：升溫至成形所需溫度(鈦合金成形溫度為910℃～950℃)，期間零件要充高純度氬氣進行保護；(10)：成形：在超塑成形設備上按設備控制程序進行成形。其不足是：1、超塑成形/擴散焊接四層結構在內層超塑外層擴散工序時，容易出現三角區缺陷，使零件外表容易溝槽，造成零件報廢。2、超塑成形/擴散焊接立筋時，局部有間隙，沒有擴散焊上，使立筋的承載能力降低。3、成形零件厚度越薄、零件的成形面積越大時鈦合金超塑成形/擴散焊接四層結構零件成形性越差。4、超塑成形的筋條易偏離，使內部結構的位置不精確，易影響結構的強度，對結構的重心影響較大。5、整個制造同期較長，熱成形時間長，需要6～9個小時。。為避免以上不足在鈦合金四層超塑成形/擴散連接工藝基礎上，針對制造鈦合金舵、翼結構的工藝進行改進開發出鈦合金制舵、翼構件機械加工筋條/擴散連接工藝。

發明內容：

本發明創造的目的是提供一種鈦合金制舵、翼構件成形成功率高，成形質量穩定的鈦合金制舵、翼構件機械加工筋條/擴散連接工藝；本發明創造的目的是通過下述的技術方案實現的：鈦合金制舵、翼構件機械加工筋條/擴散連接工藝，其步驟如下：

1)、機械加工舵、翼構件及筋條：接圖紙加工；

2)、酸洗：將機械加工完的舵、翼構件及筋條進行酸洗；

3)、將兩半機械加工完的舵、翼構件及筋條對合焊接周邊及通氣管路；

4)、裝模：裝模之前在焊接后的舵、翼構件外表面和模具表面涂隔離劑，將涂隔離劑的舵、翼構件裝在超塑成形設備內腔中央位置，在模具上下墊保溫石棉氈；

5)、升溫及輸入保護氣體；

6)、成形：順序如下：

(1)當模具溫度升到指定溫度溫度時，向零件內腔輸入1～3個大氣壓、體積為1升的氣體，持續時間5分鐘；

(2)向零件內腔輸入3個大氣壓，體積為1升的氣體，續時間60分鐘；

(3)向零件內腔輸入1.2個大氣壓、體積為1升的氣體，持續時間5分鐘；

7)、降溫起模：模具溫度降至500℃以下起模；

8)、銑切舵、翼構件外形。

本發明創造的優點：零件成形成功率高，零件質量穩定，不會出現溝槽，筋條位置準確，重心位置穩定。

附圖說明：

圖1是鈦合金制舵、翼構件內表面結構示意圖；

圖2是在鈦合金板料上加工出舵、翼構件內表面上的筋條和通氣槽的結構示意圖。

具體實施方式：依某翼構件為例如圖1所示，翼構件總厚度為10mm，長度尺寸為200mm，寬度尺寸為900mm，詳述鈦合金制舵、翼構件機械加工筋條/擴散連接工藝，其步驟如下：