[發(fā)明專(zhuān)利]一種筋條鈦合金空心結(jié)構(gòu)件制備方法及結(jié)構(gòu)件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110660064.4
• 申請(qǐng)日: 2021-06-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113275845B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李志強(qiáng);趙冰;陳福龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)航空制造技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): B23P15/00
• 分類(lèi)號(hào): B23P15/00;F16S1/10
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種筋條鈦合金空心結(jié)構(gòu)件制備方法，該方法設(shè)計(jì)了上芯板、下芯板、筋條以及在其中的空間內(nèi)填充BaCl₂，組合焊接后，放入到上面板和下面板的空間中，其中下面板和下芯板基本貼合，在進(jìn)行芯板與筋條之間的擴(kuò)散連接時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致上芯板塌陷、筋條彎曲。進(jìn)一步的，上芯板的超塑成形過(guò)程中，變形較小，可以通過(guò)調(diào)整筋條的高度，方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)上芯板超塑變形量的控制，不會(huì)出現(xiàn)超過(guò)成形極限而導(dǎo)致芯板破裂，因此，可以成形各種高度的鈦合金空心結(jié)構(gòu)，只要模具和設(shè)備條件允許。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬塑性成形技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種筋條鈦合金空心結(jié)構(gòu)件制備方法及結(jié)構(gòu)件。

背景技術(shù)

采用超塑成形/擴(kuò)散連接工藝制備四層鈦合金空心夾層結(jié)構(gòu)時(shí)，當(dāng)筋條的高度較高時(shí)，很容易由于芯板局部變形很大，導(dǎo)致芯板在成形過(guò)程中破裂，無(wú)法成形出高筋條的結(jié)構(gòu)件，而且筋條越高，成形的技術(shù)難度越大，有的甚至根本無(wú)法成形出來(lái)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，目前只能通過(guò)對(duì)成形工藝進(jìn)行優(yōu)化，但是改進(jìn)程度有限。因此在超塑成形/擴(kuò)散連接工藝制備高筋條結(jié)構(gòu)件時(shí)受到限制，一般無(wú)法成形出超過(guò)成形極限的結(jié)構(gòu)件，這成為超塑成形/擴(kuò)散連接制備四層結(jié)構(gòu)的一個(gè)限制，目前尚未有很好的方法解決這個(gè)問(wèn)題。

現(xiàn)有采用超塑成形/擴(kuò)散連接四層鈦合金空心結(jié)構(gòu)的制備方法存在以下不足：

1.當(dāng)筋條高度較高時(shí)，芯板在成形過(guò)程中很容易破裂，很難成形出來(lái)，成為超塑成形四層結(jié)構(gòu)的一個(gè)限制；

2.當(dāng)采用高溫鈦合金和鈦鋁金屬間化合物時(shí)，成形空心結(jié)構(gòu)筋條高度受到進(jìn)一步限制；

3.當(dāng)成形十字筋條的鈦合金空心結(jié)構(gòu)時(shí)，成形空心結(jié)構(gòu)筋條高度受到進(jìn)一步限制。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有鈦合金高筋條空心夾層結(jié)構(gòu)的超塑成形/擴(kuò)散連接制備方法制造存在的問(wèn)題。提出一種筋條鈦合金空心結(jié)構(gòu)件制備方法及結(jié)構(gòu)件。其具體技術(shù)方案如下：

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種筋條鈦合金空心結(jié)構(gòu)件制備方法，包括步驟：

采用超塑成型方法預(yù)成形上面板、下面板，上芯板和下芯板，采用數(shù)控加工方法，加工筋條；

對(duì)所述上面板、下面板，上芯板和下芯板、筋條進(jìn)行酸洗，去除表面的污垢和氧化皮，進(jìn)行組合焊接得到預(yù)制胚；

在上芯板和下芯板組成的空間中填充BaCl₂塊，并將填充了BaCl₂塊的預(yù)制胚放入超塑成型設(shè)備，在預(yù)設(shè)第一條件下實(shí)現(xiàn)筋條與上芯板、下芯板之間的擴(kuò)散連接，在預(yù)設(shè)第二條件下實(shí)現(xiàn)上芯板超塑成形，并與上面板的內(nèi)表面完成擴(kuò)散連接；

將成型后的預(yù)制胚進(jìn)行后處理，得到最終形狀的結(jié)構(gòu)件。

進(jìn)一步的，所述進(jìn)行組合焊接得到預(yù)制胚，包括步驟：

所述上面板和所述下面板均是中間隆起的拱形結(jié)構(gòu)，所述上面板、所述下面板的兩側(cè)除拱形結(jié)構(gòu)外的部分進(jìn)行焊接；

所述上芯板和所述下芯板的兩端對(duì)應(yīng)焊接、并置于所述上面板和下面板形成的空間內(nèi)，所述下芯板貼合置于所述下面板上，所述筋條間隔設(shè)置在所述上芯板、下芯板形成的空間內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述預(yù)設(shè)第一條件包括：在上面板和上芯板之間的空間中通入氬氣，氣體壓力為1.5MPa～3MPa，溫度為900℃～960℃,保溫保壓1.5h～3h；

所述預(yù)設(shè)第二條件包括：在上芯板、下芯板之間的空腔中通入氬氣，上面板和上芯板之間的空間放氣，其中內(nèi)層超塑成形的氣體壓力為1.5MPa～3MPa，成形溫度為900℃～960℃，保溫保壓時(shí)間為1.5h～3h。

進(jìn)一步的，所述將成型后的預(yù)制胚進(jìn)行后處理，包括步驟：

降溫至設(shè)定溫度，出爐、取出預(yù)制胚；