一種蜂窩形鈦合金材料的擴(kuò)散焊接方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蜂窩形鈦合金材料的擴(kuò)散焊接方法及其裝置，其方法為：首先利用模具將鈦合金板料預(yù)成型，使其形成具有凹凸的波浪形預(yù)成型板料，然后將兩塊預(yù)成型板料鏡面對稱堆疊形成正六邊形的預(yù)成型板料組，再將多個所述預(yù)成型板料組堆疊形成蜂窩形預(yù)成型板料堆，將所述預(yù)成型板料堆放入適宜此蜂窩形輪廓的模具中，蜂窩的每個封閉六邊形中放置一根芯棒，芯棒表面涂有阻焊劑，最后將裝有預(yù)成型板料堆、芯棒的模具置于擴(kuò)散焊接設(shè)備中，升溫加壓進(jìn)行擴(kuò)散連接焊成一體，焊接完成后，打開模具取出芯棒，得到截面形狀為蜂窩形的一體的鈦合金材料。本發(fā)明提供的一種蜂窩形鈦合金材料的擴(kuò)散焊接方法及其裝置較為完善的解決了蜂窩形鈦合金材料的制造問題。
【專利說明】一種蜂窩形鈦合金材料的擴(kuò)散焊接方法及其裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬新型多功能復(fù)合材料的制造領(lǐng)域，尤其涉及一種蜂窩形鈦合金材料的擴(kuò)散焊接方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬蜂窩材料是一種新型多功能復(fù)合材料，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)中含有大量線性直通孔，孔的截面形狀有多種，其中以正六邊形(如蜜蜂蜂窩的形狀)為最優(yōu)，金屬蜂窩材料是一種集材料特性和宏觀結(jié)構(gòu)特性為一體的新型多功能金屬材料，其具有高比表面積、超輕質(zhì)高比剛度、散熱性好，滲透通流等結(jié)構(gòu)特性。鈦合金由于其獨特的性能已經(jīng)越來越多的被應(yīng)用，尤其是在航空航天領(lǐng)域，鈦合金制件逐漸增多，航空航天領(lǐng)域要求零件有高的剛度、強(qiáng)度又要零件重量輕，蜂窩形鈦合金材料能夠很好的滿足這種要求。然而由于鈦合金加工困難，到目前為止，還沒有較為可行的蜂窩形鈦合金材料制備方法和工藝?，F(xiàn)在通常研究的鈦合金3層板或4層板的SPF/DB工藝成型，所得到的結(jié)構(gòu)存在很多問題:如材料的均勻性差、蜂窩孔洞的截面形狀不易控制、比剛度值較小等。本發(fā)明提供的一種蜂窩形鈦合金材料的擴(kuò)散焊接方法及其裝置較為完善的解決了蜂窩形鈦合金材料的制造問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是解決蜂窩形鈦合金材料的制造問題。
[0004]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0005]一種蜂窩形鈦合金材料的擴(kuò)散焊接裝置，其特征在于，包括模具和多個芯棒，所述多個芯棒均為橫截面正六邊形的柱體，多個芯棒可互相堆疊橫截面形成蜂窩形，所述模具是六面可拆分的長方體，其內(nèi)部中空形成蜂窩形外輪廓的腔體。
[0006]一種蜂窩形鈦合金材料的擴(kuò)散焊接方法，其特征在于包括以下步驟:
[0007]第一步，利用所述模具將鈦合金板料預(yù)成型，使其形成具有凹凸的波浪形預(yù)成型板料，所述預(yù)成型板料的凹陷部分和凸起部分的形狀均為半個正六邊形，
[0008]第二步，將上述預(yù)成型板料的表面做好清潔處理，然后將兩塊預(yù)成型板料鏡面對稱堆疊形成正六邊形的預(yù)成型板料組，再將多個所述預(yù)成型板料組堆疊形成蜂窩形預(yù)成型板料堆，
[0009]第三步，將上述預(yù)成型板料堆放入適宜此蜂窩形輪廓的模具中，蜂窩形預(yù)成型板料堆的每個封閉六邊形中放置一根芯棒，芯棒大小與封閉六邊形吻合，芯棒表面涂有阻焊劑，
[0010]第四步，將上述裝有預(yù)成型板料堆、芯棒的模具置于擴(kuò)散焊接設(shè)備中，升溫加壓進(jìn)行擴(kuò)散連接，焊成一體，焊接完成后，將模具打開，取出芯棒，就得到截面形狀為蜂窩形的一體的鈦合金材料。
【專利附圖】

【附圖說明】[0011]圖1為本發(fā)明一實施方式的模具上下結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明一實施方式的芯棒的示意圖。
[0013]圖3為本發(fā)明一實施方式的預(yù)成型板料示意圖。
[0014]圖4為本發(fā)明一實施方式的模具、芯棒、預(yù)成型板料堆組合的截面示意圖。
[0015]圖5為本發(fā)明一實施方式的蜂窩形鈦合金材料的示意圖。
[0016]圖6為本發(fā)明一實施方式的封邊蜂窩形鈦合金材料的不意圖
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0018]一種蜂窩形鈦合金材料的擴(kuò)散焊接裝置，如圖4所示，包括模具2和多個芯棒3。如圖1、圖4所示，模具是六面可拆分的長方體，其內(nèi)部中空形成蜂窩形外輪廓的腔體，由于鈦合金超塑性成型和擴(kuò)散焊接需要在900°C左右高溫環(huán)境下進(jìn)行，故對模具材料要求較高，綜合考慮性能、價格、加工等因素選用lCrl8Ni9Ti高溫模具鋼制造出所述模具。如圖2、圖4所示，芯棒3為橫截面為正六邊形的柱體，多個芯棒可互相堆疊橫截面形成蜂窩形，同樣采用高溫模具鋼材料制造芯棒，同時應(yīng)考慮板料的厚度影響按尺寸制造出所述芯棒。
[0019]一種蜂窩形鈦合金材料的擴(kuò)散焊接方法，包括以下步驟:
[0020]第一步，選用1mm厚的TC4鈦合金板料，然后利用模具對TC4鈦合金板料在超塑性成型機(jī)上在925°C時超塑性成型，使其形成具有凹凸的波浪形預(yù)成型板料，如圖3所示，預(yù)成型板料的凹陷部分和凸起部分的形狀均為半個正六邊形，可按照生產(chǎn)量確定預(yù)成型板料的數(shù)量。
[0021]第二步，將上述預(yù)成型板料的表面做好清潔處理，然后將兩塊預(yù)成型板料鏡面對稱堆疊形成正六邊形的預(yù)成型板料組，再將多個所述預(yù)成型板料組堆疊形成蜂窩形預(yù)成型板料堆，根據(jù)蜂窩形鈦合金材料的層數(shù)堆疊，如圖4所示，本例為5塊預(yù)成型板料1堆疊形成。
[0022]第三步，如圖4所示，將上述預(yù)成型板料堆放入適宜此蜂窩形輪廓的模具中，相互貼合的表面預(yù)先做好除油、除雜質(zhì)等清潔處理，蜂窩形預(yù)成型板料堆的每個封閉六邊形中放置一根芯棒，芯棒大小與封閉六邊形吻合，芯棒表面涂有阻焊劑。
[0023]第四步，將上述裝有預(yù)成型板料堆、芯棒的模具(圖4所示)放置在超塑性成型機(jī)(為現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備)中，加壓后在925°C的溫度下進(jìn)行擴(kuò)散連接，焊成一體，焊接完成后，將模具打開，取出芯棒，就得到截面形狀為蜂窩形的一體的鈦合金材料(如圖5所示)。
[0024]在實際生產(chǎn)中，蜂窩形結(jié)構(gòu)的尺寸和層數(shù)可以根據(jù)需要調(diào)整，如在其上下和兩側(cè)增加鈦合金平板，即可直接制造出一體式封閉的蜂窩形鈦合金材料，其截面如圖6所示。
[0025]使用以上所述方法制造的鈦合金蜂窩材料，互相貼合的板料邊融合連接為一體，材料的性能大為提高，可以應(yīng)用在航空航天相應(yīng)零件的制造中，也可以應(yīng)用到其他諸如:汽車制造，船舶制造，建筑，體育器材等行業(yè)。
[0026]以上步驟和敘述內(nèi)容是對本發(fā)明的實施方式的進(jìn)一步說明，并不意味著本發(fā)明只有這些內(nèi)容，對于應(yīng)用本發(fā)明所提供的解決問題的方法和隨之形成的工藝變化，應(yīng)視為本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種蜂窩形鈦合金材料的擴(kuò)散焊接裝置，其特征在于，包括模具和多個芯棒，所述多個芯棒均為橫截面正六邊形的柱體，多個芯棒可互相堆疊橫截面形成蜂窩形，所述模具是六面可拆分的長方體，其內(nèi)部中空形成蜂窩形外輪廓的腔體。
2.一種蜂窩形鈦合金材料的擴(kuò)散焊接方法，其特征在于包括以下步驟:第一步，利用所述模具將鈦合金板料預(yù)成型，使其形成具有凹凸的波浪形預(yù)成型板料，所述預(yù)成型板料的凹陷部分和凸起部分的形狀均為半個正六邊形，第二步，將上述預(yù)成型板料的表面做好清潔處理，然后將兩塊預(yù)成型板料鏡面對稱堆疊形成正六邊形的預(yù)成型板料組，再將多個所述預(yù)成型板料組堆疊形成蜂窩形預(yù)成型板料堆，第三步，將上述預(yù)成型板料堆放入適宜此蜂窩形輪廓的模具中，蜂窩形預(yù)成型板料堆的每個封閉六邊形中放置一根芯棒，芯棒大小與封閉六邊形吻合，芯棒表面涂有阻焊劑，第四步，將上述裝有預(yù)成型板料堆、芯棒的模具置于擴(kuò)散焊接設(shè)備中，升溫加壓進(jìn)行擴(kuò)散連接，焊成一體，焊接完成后，將模具打開，取出芯棒，就得到截面形狀為蜂窩形的一體的鈦合金材料。
【文檔編號】B23K20/26GK103658971SQ201210351717
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月21日
【發(fā)明者】胡增榮, 童國權(quán), 王輝, 劉鑫培, 陳國亮, 謝玲玲 申請人:胡增榮