專利名稱：一種蜂窩形鈦合金材料的擴(kuò)散焊接方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型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)：
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(dú)特的性能已經(jīng)越來(lái)越多的被應(yīng)用，尤其在航空航天領(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，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(wèn)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。本實(shí)用新型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(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是解決蜂窩形鈦合金材料的制造問(wèn)題。本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):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(gè)芯棒，所述多個(gè)芯棒均為橫截面正六邊形的柱體，多個(gè)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(zhǎng)方體，其內(nèi)部中空形成蜂窩形外輪廓的腔體。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(gè)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(duì)稱堆疊形成正六邊形的預(yù)成型板料組，再將多個(gè)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(gè)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。

[0011]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的模具上下結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的芯棒的示意圖。圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的預(yù)成型板料示意圖。圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的模具、芯棒、預(yù)成型板料堆組合的截面示意圖。圖5為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的蜂窩形鈦合金材料的示意圖。圖6為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的封邊蜂窩形鈦合金材料的示意圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。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(gè)芯棒3。如圖1、圖4所示，模具是六面可拆分的長(zhǎng)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(duì)模具材料要求較高，綜合考慮性能、價(jià)格、加工等因素選用ICrlSNiOTi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(gè)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(shí)應(yīng)考慮板料的厚度影響按尺寸制造出所述芯棒。一種蜂窩形鈦合金材料的擴(kuò)散焊接方法，包括以下步驟:第一步，選用Imm厚的TC4鈦合金板料，然后利用模具對(duì)TC4鈦合金板料在超塑性成型機(jī)上在925°C時(shí)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(gè)正六邊形，可按照生產(chǎn)量確定預(yù)成型板料的數(shù)量。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(duì)稱堆疊形成正六邊形的預(yù)成型板料組，再將多個(gè)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I堆疊形成。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(gè)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(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)。在實(shí)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。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)。以上步驟和敘述內(nèi)容是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的進(jìn)一步說(shuō)明，并不意味著本實(shí)用新型只有這些內(nèi)容，對(duì)于應(yīng)用本實(shí)用新型所提供的解決問(wèn)題的方法和隨之形成的工藝變化，應(yīng)視為本實(shí)用新型權(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(gè)芯棒，所述多個(gè)芯棒均為橫截面正六邊形的柱體，多個(gè)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(zhǎng)方體，其內(nèi)部中空形成蜂窩形外輪廓的腔體。
專利摘要本實(shí)用新型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，該裝置包括模具和多個(gè)芯棒，所述多個(gè)芯棒均為橫截面正六邊形的柱體，多個(gè)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(zhǎng)方體，其內(nèi)部中空形成蜂窩形外輪廓的腔體。本實(shí)用新型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(wèn)題。
文檔編號(hào)B23K103/14GK203045146SQ201220482420
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)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(guó)權(quán), 王輝, 劉鑫培, 陳國(guó)亮, 謝玲玲 申請(qǐng)人:胡增榮