[發(fā)明專利]一種金屬銥透氣窗組件一體化精密成型方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202011366389.3 | 申請(qǐng)日： | 2020-11-29 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN112605387B | 公開(kāi)（公告）日： | 2022-08-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 胡銳;李勁光;周咪;張健康;劉毅;付全 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 西北工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B22F5/10 | 分類號(hào)： | B22F5/10;B22F7/08;B22F3/14;B22F3/24;B23K20/02;B23K20/26 |
| 代理公司： | 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204 | 代理人： | 慕安榮 |
| 地址： | 710072 *** | 國(guó)省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 金屬 透氣 組件 一體化 精密 成型 方法 | ||
1.一種金屬銥透氣窗組件一體化精密成型方法，其特征在于，具體過(guò)程是：
步驟1：確定石墨模具填料區(qū)尺寸與銥粉裝填量；
根據(jù)金屬銥透氣窗組件結(jié)構(gòu)的容積與重量的換算關(guān)系，確定金屬銥透氣窗組件所需銥粉的用量和精密石墨模具各部分的形狀尺寸；
步驟2：粉體處理與裝模；
步驟3，銥透氣片真空熱壓成型與金屬銥透氣窗組件的初步擴(kuò)散焊接：
對(duì)靜置后的裝有銥粉的精密石墨模具進(jìn)行真空熱壓；真空熱壓爐的升溫過(guò)程采用三段升溫方式至1600℃并保溫10min后；繼續(xù)在1600℃保溫30min，同時(shí)對(duì)置于所述真空熱壓爐內(nèi)的精密石墨模具加壓至35Mpa；保壓30min；得到了精密石墨模具填料區(qū)內(nèi)成型的銥透氣片；
使壓力降至25MPa并保持該壓力，在1600℃下繼續(xù)保溫20min；完成金屬銥透氣窗組件中的銥透氣片和銥窗體底盤的初步擴(kuò)散焊接；
步驟4：金屬銥透氣窗組件的低溫?cái)U(kuò)散焊接；
通過(guò)隨爐降溫的方式使該精密石墨模具的溫度降至1300～1400℃，并保溫2～3h；完成金屬銥透氣窗組件中銥透氣片與銥窗體底盤的低溫?cái)U(kuò)散焊接。
2.如權(quán)利要求1所述金屬銥透氣窗組件一體化精密成型方法，其特征在于，步驟1中計(jì)算精密石墨模具填料區(qū)尺寸與銥粉裝填量的具體過(guò)程是：
設(shè)金屬銥透氣窗組件中的銥透氣片為理論圓柱；通過(guò)式(1)確定該理論圓柱的高度hc，
其中：ε為孔隙率，ε＝26％；Fs為粉末的形狀因子，為0.71；dm為粉體平均粒徑，單位為μm，滿足透氣窗組件要求的銥粉的平均粒徑為40μm；A為粉末顆粒投影面的面積；C為粉末顆粒投影面的周長(zhǎng)，C≈0.2；γ為氦氣的絕對(duì)粘滯系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為1.89×10-5Pa·s；Q為服役環(huán)境下銥透氣片的氣流量，為0.07～0.12cm3/s；P為銥透氣片上下表面壓力差，為7kPa；σ為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取值為0.025；
根據(jù)式(1)得到銥透氣片的理論圓柱高度為hc＝0.3mm；
將金屬銥透氣窗組件中的銥透氣片的實(shí)際形狀的圓臺(tái)的實(shí)際高度h*通過(guò)式(2)換算成對(duì)應(yīng)圓柱的當(dāng)量高度h1，
其中：d2為圓臺(tái)上底面直徑；d1為圓臺(tái)下底面直徑；h*為圓臺(tái)高度；
通過(guò)式(3)得到填料區(qū)圓柱部分的實(shí)際高度h；
h＝hc-h1 (3)
通過(guò)式(4)確定應(yīng)填入的銥粉的質(zhì)量m；
其中：ρ為銥的密度，ρ＝22.56g/cm3。
3.如權(quán)利要求1所述金屬銥透氣窗組件一體化精密成型方法，其特征在于，步驟3中銥透氣片真空熱壓成型與金屬銥透氣窗組件初步擴(kuò)散焊接時(shí)，所述三段升溫的具體過(guò)程為：
第一段升溫：以20℃/min的升溫速率使真空熱壓爐從室溫升溫至600℃；在600℃保溫30min；
第二段升溫：以10℃/min的升溫速率使真空熱壓爐從600℃升溫至1100℃；在1100℃保溫20min；
第三段升溫：以10℃/min的升溫速率使真空熱壓爐從1100℃升溫至1600℃；在1600℃保溫10min。
4.如權(quán)利要求1所述金屬銥透氣窗組件一體化精密成型方法，其特征在于，步驟3中在熱壓成型銥透氣片時(shí)，在加壓過(guò)程和保壓過(guò)程中均保持爐溫在1600℃；
在銥透氣片的熱壓成型和金屬銥透氣窗組件的初步擴(kuò)散焊接過(guò)程中，真空熱壓爐爐腔內(nèi)真空度始終保持在5×10-3Pa～6×10-3Pa。
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