[發明專利]一種電流輔助SPF/DB一體化成形工藝

有效

• 申請號: 202011569968.8
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112719081B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 杜志豪;魏欣;裴璽;韓建超;馬世榜
• 申請（專利權）人: 南陽師范學院
• 主分類號: B21D37/10
• 分類號: B21D37/10;B21D37/16
• 代理公司: 鄭州銘晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 41134
• 代理人: 張萬利

1.一種電流輔助SPF/DB一體化成形工藝，其特征在于，通過采用電流輔助SPF/DB一體化成形模具實現板材的一體化成形，所述模具包括絕緣模具主體，所述絕緣模具主體上設有凹腔和裝配孔，所述裝配孔貫穿所述凹腔設置，所述裝配孔處裝配有垂直電極，所述垂直電極裝配于所述裝配孔后將所述凹腔分隔成至少1個用于板材成型的型腔，所述垂直電極上靠近所述凹腔的開口端的一端的端面用于與板材貼合、對板材的待擴散連接區域進行電加熱；所述板材表面設置有水平電極；其成形工藝具體包括以下步驟：（1）在相鄰兩層板材的非擴散連接區域涂覆阻焊劑；（2）將經步驟（1）處理得到的板材置于所述模具之間，使型腔的開口端朝向板材并使所述垂直電極與板材的待擴散連接區域接觸；（3）對所述模具施加壓力，維持所述模具整體的固定；（4）使所述垂直電極通電，對所述板材上與所述垂直電極接觸的區域進行加熱，實現板材的擴散連接；（5）擴散連接完成后，使所述垂直電極斷電；（6）使所述水平電極通電，對所述板材進行水平整體加熱；（7）待所述板材的溫度達到設定溫度后，在兩層板材之間通入氣體，使所述板材與所述型腔貼合，即可得到成形構件。

2.根據權利要求1所述的電流輔助SPF/DB一體化成形工藝，其特征在于，所述垂直電極上構成所述型腔的邊界的部分為絕緣面，所述絕緣面通過在所述垂直電極表面涂覆絕緣材料制成；所述絕緣模具主體采用陶瓷制成；所述垂直電極上用于與板材貼合、對板材的待擴散連接區域進行電加熱的一面為加熱面，所述絕緣面設有2個并分別設置在所述加熱面的兩側；所述絕緣面關于所述加熱面對稱設置；所述垂直電極安裝于所述裝配孔后凸出于所述絕緣模具主體上遠離所述凹腔的開口端的一端；所述絕緣模具主體上還設有測溫孔，所述測溫孔與所述凹腔相連通。

3.根據權利要求2所述的電流輔助SPF/DB一體化成形工藝，其特征在于，所述垂直電極與所述裝配孔的大小相適應，所述垂直電極裝配于所述裝配孔后與所述絕緣模具主體貼合；所述測溫孔與所述凹腔之間還設有透明材料；所述透明材料為透明陶瓷。

4.根據權利要求1所述的電流輔助SPF/DB一體化成形工藝，其特征在于，在對板材進行一體化成形加工時，將板材置于兩個所述模具之間，并使兩個所述模具的開口端相對設置；所述開口端相對設置的模具分別為第一模具和第二模具，所述第一模具中的垂直電極為第一垂直電極，所述第二模具中的垂直電極為第二垂直電極；所述第一垂直電極與電源的正極/負極相連，所述第二垂直電極與電源的負極/正極相連，所述第一垂直電極與第二垂直電極之間電流的方向為從第一垂直電極流向第二垂直電極或從第二垂直電極流向第一垂直電極。

5.根據權利要求1所述的電流輔助SPF/DB一體化成形工藝，其特征在于，所述水平電極設置在板材表面、所述絕緣模具主體以外的位置處；所述水平電極包括第一水平電極和第二水平電極，所述第一水平電極和第二水平電極沿板材延伸方向設置，所述第一水平電極與電源的正極/負極相連，所述第二水平電極與電源的負極/正極相連，所述第一水平電極與第二水平電極之間電流的方向為從第一水平電極流向第二水平電極或從第二水平電極流向第一水平電極。

6.根據權利要求1-5中任意一項所述的電流輔助SPF/DB一體化成形工藝，其特征在于，所述一體化成形工藝中用到的裝置還包括加載壓力缸、電源、紅外測溫儀、控制所述垂直電極通斷電的第一開關、控制所述水平電極通斷電的第二開關和導線中的任意一種或幾種的組合；所述加載壓力缸作用于所述模具遠離板材的一端以維持模具的固定；所述加載壓力缸作用于所述垂直電極，所述加載壓力缸與所述垂直電極之間設有絕緣介質；所述紅外測溫儀設置在測溫孔處。

7.根據權利要求1所述的電流輔助SPF/DB一體化成形工藝，其特征在于，所述板材的材質為鈦合金，所述鈦合金包括鈦鋁鈮合金和/或鈦鋁合金；所述阻焊劑為絕緣阻焊劑。

8.根據權利要求7所述的電流輔助SPF/DB一體化成形工藝，其特征在于，所述板材為相互貼合的鈦鋁鈮合金板材和鈦鋁合金板材，所述鈦鋁鈮合金板材和鈦鋁合金板材超塑成形的溫度為970-1000℃。

9.一種中空夾層結構構件，其特征在于，所述中空夾層結構構件采用如權利要求1-8中任意一項所述的一體化成形工藝加工得到。