[發明專利]一種鋁合金表面氧化膜的破碎方法

有效

• 申請號: 201611191897.6
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN108372356B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 牛濤;侯紅亮;王耀奇;張艷苓;韓玉杰
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: B23K20/02
• 分類號: B23K20/02;B21D26/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種鋁合金表面氧化膜的破碎方法，包括表面處理、涂覆止焊劑、抽真空封焊、升溫加熱、磁體放電、磁體沿預定路線逐點移動走完整個所選區域等步驟。本技術方案本發明利用脈沖強磁場產生的巨大脈沖電磁力，作用于鋁合金表面，使鋁合金發生一定變形，從而使鋁合金表面致密的氧化膜破碎，并基于此實現了鋁合金的擴散連接；另外，由于鋁合金試樣置于可空間移動的平臺，利用磁體逐點移動方法，實現可選擇區域處理，為解決鋁合金高質量連接和加工提供了新的技術途徑。

技術領域

本發明涉及電磁成形技術，具體地說是一種鋁合金表面氧化膜的破碎方法。

背景技術

鋁合金具有密度低、比強度高、比剛度高、耐腐蝕性能好、抗疲勞性能較高等優點，是航空航天領域廣泛應用的輕合金材料之一。

但鋁合金表面極易形成致密氧化膜，即使通過機械、化學等方式去除后，如果暴漏在空氣中就會再次氧化繼續形成氧化膜。該氧化膜的存在，對鋁合金的擴散連接、釬焊、熔焊等都會產生巨大影響，降低焊接質量，甚至無法連接。

比如，利用超塑成形/擴散連接技術（SPF/DB）制備的多層空心結構具有整體性好，減少連接件數量，減輕整體重量的特點，在航空航天領域得到廣泛應用，尤其適用于鈦合金。但是鋁合金的多層空心結構并未得到廣泛應用，原因是鋁合金的擴散連接技術至今仍未得到很好的解決，主要原因就是鋁合金表面在室溫下極易形成一層致密穩定的氧化膜，該氧化膜在擴散連接過程中既不分解也不溶解于基體，嚴重阻礙鋁原子的相互擴散，導致無法形成擴散連接界面。

電磁成形（Electro Magnetic Forming，EMF）是利用電流通過線圈所產生的磁場力使金屬坯料產生塑性變成的一種高能率、高速率特種加工方法，又稱為磁脈沖成形。電磁成形具有生產效率高、成形性能好、設備簡單、易于操作、無機械接觸等優點，適于管材的脹形、縮徑、沖孔、翻邊、連接和板材的成形、沖孔、壓印或壓花、彎曲等。電磁成形廣泛應用于汽車工業、機械、電子、儀器儀表、航空航天、兵器工業等領域。

發明內容

本發明目的是為了克服現有技術的不足，提供一種破壞鋁合金表面氧化膜的方法，為實現鋁合金材料的高質量連接和加工提供一種途徑。

為解決上述技術問題，本發明一種鋁合金表面氧化膜的破碎方法，其特征在于包括以下步驟：

將鋁合金試樣進行表面處理；

采用冷裱覆膜機和激光刻形機將試樣表面需要處理的區域包覆一層塑料薄膜保護起來，采用刷涂的方法將試樣表面不需要處理的區域和抽真空氣道區域涂覆一層止焊劑，待止焊劑晾干后撕掉需要處理區域的塑料薄膜；

將兩塊處理好的試樣相對疊放在一起，用氬弧焊將四周封焊，并在氣道位置焊接抽真空管路；

將試樣安裝在壓力機上的電加熱平臺，采用真空泵通過氣道管路對試樣抽真空，然后打開電加熱電源將試樣加熱到400℃~600℃；

控制磁體移動平臺將磁體移動到焊縫位置，控制壓力機上平臺下降，使磁體移動到試樣待處理位置上方，磁體距離試樣表面1~5mm；

控制磁脈沖電源充電到3~15KV，然后對線圈放電，連續充放電3~10次；

控制壓力機上平臺上升，控制磁體移動平臺將磁體沿設定軌跡移動到下一位置，再控制壓力機上平臺下降，再控制磁脈沖電源對磁體放電，如此循環直到把整個所選擇區域處理完成。

優選地，所述磁體是螺線管線圈或勻壓力線圈。

優選地，所述鋁合金試樣表面處理步驟包括打磨、拋光、丙酮清洗。

優選地，鋁合金試樣表面放電完成后，需關閉電源，將鋁合金冷卻至室溫。

優選地，在對線圈放電前，使所述磁體距離試樣表面2 mm。