[發(fā)明專利]一種TiAl基合金蜂窩結(jié)構(gòu)的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610227495.0
• 申請日: 2016-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN105666038B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張凱鋒;史程程;盧振;蔣少松
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23P13/00
• 分類號(hào): B23P13/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所23109
• 代理人: 侯靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬蜂窩結(jié)構(gòu)的制備方法。

背景技術(shù)

TiAl基合金具有密度小、高溫比強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，作為一種新型輕質(zhì)高強(qiáng)材料在航空航天領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用潛力。蜂窩結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、密度小、隔音隔熱等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。TiAl基合金蜂窩結(jié)構(gòu)對提高飛行器的推重比具有重大意義。現(xiàn)有制備蜂窩結(jié)構(gòu)的工藝主要包括精鑄法和芯板彎折/焊接組合工藝。精鑄法制備TiAl基合金蜂窩結(jié)構(gòu)存在大量的縮松等缺陷，大大降低了其使用性能；芯板彎折/焊接組合工藝多需要薄板的制備、彎折、焊接等復(fù)合工藝，工序長、能耗高，大大提高了其成本，且蜂窩壁存在大量焊縫，工藝穩(wěn)定性差。目前由于TiAl基合金高溫變形抗力大，薄板制備技術(shù)難以突破，利用傳統(tǒng)的制備工藝難以制備出合格的TiAl基合金蜂窩結(jié)構(gòu)。因此開發(fā)一種兼顧高性能、低成本的TiAl基蜂窩結(jié)構(gòu)制備工藝，推動(dòng)TiAl基合金在飛行器上的應(yīng)用，是目前的研究重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決目前制備的蜂窩結(jié)構(gòu)存在大量的縮松等缺陷、工序長、能耗高，成本高，且蜂窩壁存在大量焊縫，工藝穩(wěn)定性差，而且目前TiAl基合金高溫變形抗力大，薄板制備技術(shù)難以突破的技術(shù)問題，而提供一種TiAl基合金蜂窩結(jié)構(gòu)的制備方法。

本發(fā)明的一種TiAl基合金蜂窩結(jié)構(gòu)的制備方法是按以下步驟進(jìn)行：

一、鍛造：將TiAl基合金坯料電火花切割成圓柱體棒材，放置在真空多功能熱壓爐中，在真空度為10^-3Pa和升溫速度為5℃/min～15℃/min的條件下從室溫升溫至1150℃～1300℃，在真空度為10^-3Pa和溫度為1150℃～1300℃的條件下保溫10min～60min，然后在真空度為10^-3Pa、溫度為1150℃～1300℃和應(yīng)變速率為10^-1s^-1～10^-4s^-1的條件下進(jìn)行開坯鍛造至總變形量為30％～80％，然后在真空度為10^-3Pa的條件下隨爐冷卻至950℃～1100℃，在真空度為10^-3Pa和溫度為950℃～1100℃的條件下保溫2h～6h，在真空度為10^-3Pa的條件下隨爐冷卻至室溫，得到鍛造完的TiAl基合金；所述的圓柱體棒材的高和直徑比為1:(0.67～1)；

二、擠壓：將步驟一得到的鍛造完的TiAl基合金電火花切割成塊體，放置在真空多功能熱壓爐中，在真空度為10^-3Pa和升溫速度為10℃/min～15℃/min的條件下從室溫升溫 至1200℃～1350℃，在真空度為10^-3Pa和溫度為1200℃～1350℃的條件下保溫10min～60min，然后在擠壓溫度為1200℃～1350℃、擠壓速率為5mm/min～10mm/min、擠壓比為(2～8):1和擠壓道次為1～4的條件下進(jìn)行擠壓，擠壓完成后在真空度為10^-3Pa的條件下隨爐冷卻至900℃～1150℃，在真空度為10^-3Pa和溫度為900℃～1150℃的條件下退火2h～6h，在真空度為10^-3Pa的條件下隨爐冷卻至室溫，精密拋光得到厚度為5mm～20mm的TiAl基合金板材；

三、水切割：將步驟二得到的厚度為5mm～20mm的TiAl基合金板材進(jìn)行水切割，水切割縫寬度為1mm～2mm，切縫長度為5mm～15mm，切縫兩端為180°且半徑為0.5mm的圓角，然后進(jìn)行清洗，將清洗完的TiAl基合金板材放在真空烘箱中，在真空度為1Pa～10Pa和溫度為60℃的條件下烘干10h，得到水切割完后的TiAl基合金板材；

四、拉制：將步驟三得到的水切割完后的TiAl基合金板材放入真空高溫多功能熱壓爐中，在真空度為10^-3Pa、拉制溫度為950℃～1200℃和拉制速度為0.1mm/min～10mm/min的條件下拉制至總變形量為100％～1000％，得到TiAl基合金蜂窩芯，拉制完成后在真空度為10^-3Pa和退火溫度為1000℃～1300℃的條件下退火2h～4h，然后在真空度為10^-3Pa的條件下隨爐冷卻至室溫，得到TiAl基合金蜂窩芯；