一种钛合金筒形四层结构的超塑成形/扩散连接成形方法

摘要

本发明属于钣金成形技术，涉及一种钛合金筒形四层结构的超塑成形/扩散连接成形方法。本发明通过采用新型毛坯结构形式和制坯方法，可靠实现了四层结构止焊剂涂敷、筒体定位等要求，降低了工艺工装的难度和复杂性，稳定可靠实现了钛合金筒形四层结构SPF／DB成形，提高了成形质量和工艺稳定性。将SPF/DB工艺方法从成形平板夹层结构拓展到了成形筒形回转夹层结构，扩大了该工艺的应用领域，可以实现了较好经济和技术效益。

主权项

一种钛合金筒形四层结构的超塑成形/扩散连接成形方法，其特征是：(1)单筒制备(1.1)制备外筒(8)根据最终成形零件的外形尺寸计算外筒(8)下料尺寸，按该下料尺寸切割钛合金板材，将此板材料滚弯成筒形，采用激光焊或氩弧焊对对接缝进行焊接；(1.2)制备第一个芯筒(9)按照外层筒内径与第一个芯筒(9)外径之间间隙为0.5mm‑1mm的要求，计算第一个芯筒(9)下料尺寸，按该下料尺寸切割钛合金板材，将此板材料滚弯成筒形，采用激光焊或氩弧焊对对接缝进行焊接；(1.3)制备第二个芯筒(10)按照第一个芯筒(9)内径与第二个芯筒(10)外径之间间隙为0.5mm‑1mm的要求，计算第二个芯筒(10)下料尺寸，按该下料尺寸切割钛合金板材，将此板材料滚弯成筒形，采用激光焊或氩弧焊对对接缝进行焊接；(1.4)制备内筒(11)按照第二个芯筒(10)内径与内筒(11)外径之间间隙为0.5mm‑1mm的要求，计算内筒(11)下料尺寸，按该下料尺寸切割钛合金板材，将此板材料滚弯成筒形，采用激光焊或氩弧焊对对接缝进行焊接；将焊接好的四个单筒分别装入相应的热胀形模具进行热校形，将各个单筒校形到相应尺寸；(2)筒体止焊剂图形制备对各个单筒进行表面酸洗处理，将酸洗后的第二个芯筒(10)固定在分度头工装上，根据所需立筋数量在第二个芯筒(10)的外壁上进行分度划线，根据划线留好立筋扩散区；在第二个芯筒(10)的外壁上手工覆膜，并按照分度划线刻形，然后去除非扩散区的覆膜并在该区涂敷止焊剂；(3)筒体装配按照外筒(8)‑第一个芯筒(9)‑第二个芯筒(10)‑内筒(11)的顺序将四个单筒依次套装，套好后先采用氩弧焊点焊的方式将四个单筒进行固定，然后对装配好的四层结构筒两端面进行封焊，并留好内外层进排气道，在进排气道口上焊接气管；(4)筒体超塑成形/扩散连接将封焊完成的四层结构筒毛坯装入超塑成形模具，放入超塑成形设备进行超塑成形/扩散连接，成形工艺条件为温度910‑920℃，成形压力1.5Mpa；(5)炉冷取件关闭加热炉和机床液压泵，加热炉自然冷却，取出零件竖直放入保温箱内缓冷，成形完毕；所述超塑成形模具的结构是，模具包括5个部分，分别是胀芯(3)、胀瓣(4)、外模(5)、套环(6)和托盘(7)，其中胀芯(3)为带圆盘的锥体，胀瓣(4)由中心带锥孔的圆柱体沿对称轴切割为4瓣或6瓣形成，胀芯(3)的锥角与胀瓣(4)中心锥孔的锥角相同，外模(5)为带内部型腔的圆环，外模(5)沿对称轴切割为4瓣，采用上下两个套环(6)固定，托盘(7)为一个圆盘，置于胀芯(3)、胀瓣(4)、外模(5)、套环(6)和筒体毛坯的下方。