[发明专利]一种适用于复杂钛合金零件的超塑成形扩散连接模具设计与制造方法

权利要求书

1.一种适用于复杂钛合金零件的超塑成形/扩散连接模具，其特征在于，包括上模具组件和下模具组件；上模具组件由上模座加强筋(1)、上模型面腹板(2)和焊接定位耳片装置(5)构成；下模具组件由下模型面腹板(3)、下模座加强筋(4)和焊接定位耳片装置(5)构成；上模座加强筋(1)与上模型面腹板(2)均单独铸造成形，二者之间通过焊接定位耳片装置(5)定位，二者的贴合面处通过焊接相连；下模座加强筋(3)与下模型面腹板(4)均单独铸造成形，二者之间通过焊接定位耳片装置(5)定位，贴合处通过焊接相连；上模具组件与下模具组件通过焊接构成复杂钛合金零件的超塑成形/扩散连接模具；

所述的上模座加强筋(1)和下模座加强筋(4)均为中空模座，且表面开设镂空孔，在确保模具高温稳定性的同时，能减轻模具的重量；

所述的模座加强筋与模型面腹板焊接区域(6)以及上模型面腹板(2)与下模型面腹板(3)的贴合面保持曲面形状、曲率大小一致，确保模具的高温稳定性。

2.根据权利要求1所述的一种适用于复杂钛合金零件的超塑成形扩散连接模具的设计与制造方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一，单独铸造加工上模座加强筋(1)、上模型面腹板(2)、下模型面腹板(3)和下模座加强筋(4)，并确保没有任何缺陷；

步骤二，对每个模型面腹板和每个模座加强筋的连接部位进行数控铣切加工；

步骤三，利用焊接定位耳片装置(5)将模型面腹板和模座加强筋定位，并采用焊条电弧焊和二氧化碳保护焊的焊接方式，将二者的贴合面进行焊接，形成上、下模具组件；

步骤四，将上、下模具组件进行焊接组合形成模具，对模具进行去应力退火；退火温度为800～860℃，保温时间为3.5h，冷却方式为自然冷却；

步骤五，对去应力退火后的模具进行数控加工，加工要求为：制造公差±0.1；型面粗糙度Ra≤1.6；定位孔同轴度0.1mm；

步骤六，数控加工后的模具进行再次去应力退火；退火温度为800～860℃，保温时间为3.5h，冷却方式为自然冷却；

步骤七，再次去应力退火后的模具经钳工抛光修整，得到符合要求的复杂钛合金零件的超塑成形/扩散连接模具。

3.根据权利要求2所述的设计方法，其特征在于，所述步骤三中，焊条电弧焊是采用先分段定位焊后满焊的形式，焊条直径为Φ4.0，焊接电流为160～250A，焊条型号为A607或A107；所述二氧化碳保护焊用于填充焊，焊接电流为200～280A，焊接电压为：28～30V，焊丝型号为ER3802。