[发明专利]钛合金制舵、翼构件机械加工筋条/扩散连接工艺

说明书

技术领域：

本发明是加工钛合金制舵、翼构件机械加工筋条/扩散连接工艺。

背景技术：

在航空、航天器中舵、翼构件常采用四层钛合金板料经超塑成形/扩散连接工艺加工，钛合金四层超塑成形/扩散连接工艺是：成形温度是指将成形模具升温至910℃～950℃，在两路成形气路输入氩气，同时中间两层抽真空，使这两层未涂隔离剂位置扩散到一起，在成形设备中保持一定的压力和一定的时间之后，向中间层输入氩气，外面两层的气压逐渐减小，这个过程实现了中间两层的起塑成形及与外面的扩散连接。

起塑成形/扩散连接工艺流程：(1)下料：按图纸尺寸下料，下四张钛合金板材，单边放量50mm，要求周边对齐，否则在焊接时各层板之间难以密土封封，公差±0.25mm；(2)定位、划线：按定位耳片、样板划线；(3)铣通气槽：铣切气孔槽，宽度为3mm～4mm，深度约为板料厚度的40％～50％，铣切后打磨支除毛刺；(4)酸洗：将板料放在酸洗槽中，表面酸洗除油，以保证板料表面洁净，无杂质及氧化皮；酸洗配方：每升水含硝酸500毫升～550毫升和氢氟酸200毫升～300毫升；(5)涂隔离剂：按照所划轮廓线在板料上的非扩散连接区域涂覆隔离剂，并在气孔槽与气路通道处涂覆隔离剂；隔离剂主要成分为：氧化钇或氮化硼；(6)通气管路制备：参照设备平台尺寸制备零件通气管路，管路长度以零件放置在平台中央为宜，管路折弯位置不能有裂纹、断裂等缺陷；(7)焊接：采用氩弧焊接方式进行焊接板料周圈及管路，焊接完成后检查管路及口袋气密性；(8)装模：清理模具表面，保证型面部分无杂质，在毛坯外表面和模具表面涂隔离剂便于起模，将模具摆放于超塑成形设备(Loire FSP400T钛合金热成形机)炉腔中央位置，模具上下垫保温石棉毡，连接管路和测温热电偶，关闭炉门，进行升温；(9)升温：升温至成形所需温度(钛合金成形温度为910℃～950℃)，期间零件要充高纯度氩气进行保护；(10)：成形：在超塑成形设备上按设备控制程序进行成形。其不足是：1、超塑成形/扩散焊接四层结构在内层超塑外层扩散工序时，容易出现三角区缺陷，使零件外表容易沟槽，造成零件报废。2、超塑成形/扩散焊接立筋时，局部有间隙，没有扩散焊上，使立筋的承载能力降低。3、成形零件厚度越薄、零件的成形面积越大时钛合金超塑成形/扩散焊接四层结构零件成形性越差。4、超塑成形的筋条易偏离，使内部结构的位置不精确，易影响结构的强度，对结构的重心影响较大。5、整个制造同期较长，热成形时间长，需要6～9个小时。。为避免以上不足在钛合金四层超塑成形/扩散连接工艺基础上，针对制造钛合金舵、翼结构的工艺进行改进开发出钛合金制舵、翼构件机械加工筋条/扩散连接工艺。

发明内容：

本发明创造的目的是提供一种钛合金制舵、翼构件成形成功率高，成形质量稳定的钛合金制舵、翼构件机械加工筋条/扩散连接工艺；本发明创造的目的是通过下述的技术方案实现的：钛合金制舵、翼构件机械加工筋条/扩散连接工艺，其步骤如下：

1)、机械加工舵、翼构件及筋条：接图纸加工；

2)、酸洗：将机械加工完的舵、翼构件及筋条进行酸洗；

3)、将两半机械加工完的舵、翼构件及筋条对合焊接周边及通气管路；

4)、装模：装模之前在焊接后的舵、翼构件外表面和模具表面涂隔离剂，将涂隔离剂的舵、翼构件装在超塑成形设备内腔中央位置，在模具上下垫保温石棉毡；

5)、升温及输入保护气体；

6)、成形：顺序如下：

(1)当模具温度升到指定温度温度时，向零件内腔输入1～3个大气压、体积为1升的气体，持续时间5分钟；

(2)向零件内腔输入3个大气压，体积为1升的气体，续时间60分钟；

(3)向零件内腔输入1.2个大气压、体积为1升的气体，持续时间5分钟；

7)、降温起模：模具温度降至500℃以下起模；

8)、铣切舵、翼构件外形。

本发明创造的优点：零件成形成功率高，零件质量稳定，不会出现沟槽，筋条位置准确，重心位置稳定。

附图说明：

图1是钛合金制舵、翼构件内表面结构示意图；

图2是在钛合金板料上加工出舵、翼构件内表面上的筋条和通气槽的结构示意图。

具体实施方式：依某翼构件为例如图1所示，翼构件总厚度为10mm，长度尺寸为200mm，宽度尺寸为900mm，详述钛合金制舵、翼构件机械加工筋条/扩散连接工艺，其步骤如下：