[發明專利]采用金屬箔帶鋪放制坯的耐高溫薄壁構件一體化制造方法

有效

• 申請號: 202010031405.7
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111168407B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 何祝斌;梁江凱;徐怡;杜巍;林艷麗;鄭凱倫;林鵬;劉鋼;苑世劍
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B23P23/06
• 分類號: B23P23/06;B21D26/027;B21D26/041;B21D26/053;B21D37/16;B22F7/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張天一

1.一種采用金屬箔帶鋪放制坯的耐高溫薄壁構件一體化制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：設計預制坯料；對復雜薄壁構件進行特征分析，通過理論計算或仿真方法，確定所需要的薄壁預制坯料的形狀；

步驟二、制備支撐模具；以預制坯料內壁為特征面制備支撐模具；

步驟三、確定箔帶的厚度；根據由金屬A、金屬B構成的金屬間化合物中A原子和B原子的原子個數比，計算金屬A構成的A箔帶、金屬B構成的B箔帶的總厚度比并確定單層箔帶的厚度；

步驟四、確定箔帶的寬度；對預制坯料的各特征區域進行分析，確定各特征區域內適用的單層A箔帶、單層B箔帶的寬度，將需要的單層A箔帶、單層B箔帶進行預處理；

步驟五、制定鋪放工藝；根據步驟三和步驟四確定的單層A箔帶、單層B箔帶的厚度，以及各區域A箔帶和B箔帶的寬度，制定每一層箔材的鋪放順序和路徑；

步驟六、鋪放A箔帶與B箔帶；按步驟五制定的鋪放工藝，在支撐模具表面鋪放多層由A箔帶構成的A箔帶層和由B箔帶構成的B箔帶層，且A箔帶層與B箔帶層交替鋪放，在每層的A箔帶層的豎向相鄰的A箔帶之間的縫隙處用由金屬A制成的A水或A粉填滿；在每層的B箔帶層的豎向相鄰的B箔帶之間的縫隙處用由金屬B制成的B水或B粉填滿；

步驟七、制備AB疊層預制坯料；將步驟六得到的AB疊層預制坯料與支撐模具分離，得到AB疊層預制坯料；

步驟八、預制坯料的脹形成形；將AB疊層預制坯料置于脹形成形模具中進行脹形變形，使AB疊層預制坯料充分貼合模具得到需要的構件外形；

步驟九、脹形后構件的反應合成及致密化處理；在脹形成形模具中，在高溫高壓條件下使AB疊層構件進行擴散合成反應和致密化處理，得到合金復雜薄壁構件；

步驟十、薄壁構件的后續處理；對成形后的合金復雜薄壁構件的端部和表面進行切割或拋光處理。

2.根據權利要求1所述的采用金屬箔帶鋪放制坯的耐高溫薄壁構件一體化制造方法，其特征在于：步驟二中，以泡沫塑料材料為原料，以預制坯料內壁的壁面為特征面，采用3D打印技術制備支撐模具。

3.根據權利要求1所述的采用金屬箔帶鋪放制坯的耐高溫薄壁構件一體化制造方法，其特征在于：步驟六中，用兩個箔帶噴嘴逐層交替鋪放A箔帶與B箔帶，采用一個粉末噴嘴噴灑A水或A粉來將A箔帶層相鄰A箔帶之間的縫隙填滿，采用另一個粉末噴嘴噴灑B水或B粉來將B箔帶層相鄰B箔帶之間的縫隙填滿，支撐模具靠回轉平臺轉動，箔帶噴嘴和粉末噴嘴由多自由度機械臂帶動實現空間移動和擺動。

4.根據權利要求1所述的采用金屬箔帶鋪放制坯的耐高溫薄壁構件一體化制造方法，其特征在于：在步驟八中，將AB疊層預制坯料置于預先加熱到500～800℃的脹形成形模具中進行脹形以使其貼合成形模具。