[发明专利]提高Ti2AlNb合金扩散焊效率的方法

说明书

本发明涉及焊接技术领域的提高Ti2AlNb合金扩散焊效率的方法。该方法包括：表面改性处理，扩散焊接前对Ti2AlNb合金板材的表面组织进行改性处理，以增加表面塑性畸变层，以及使其表面组织的微观晶粒尺寸细化；扩散连接处理，将表面改性处理后的待连接的Ti2AlNb合金板材叠层，对其四周封焊并抽真空后，将Ti2AlNb合金板材的叠层结构在温度为950℃～980℃，压力为2.0MPa～3.0MPa的环境中完成扩散连接。采用表面改性的方法降低Ti2AlNb合金的连接温度和压力，可有效解决Ti2AlNb合金的固态扩散焊的工艺难度，从而提高了Ti2AlNb合金扩散连接焊合效率。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种提高Ti2AlNb合金扩散焊效率的方法。

背景技术

Ti2AlNb是Ti-Al系合金中适合在650～750℃范围内使用的轻质高温结构材料，属于难变形合金。Ti2AlNb相比Ti₃Al合金具有更高的强度和更好的塑韧性，具有优异的综合力学性能。但由于Ti2AlNb合金塑性低于传统钛合金，且对环境因素的影响特别敏感，采用常规的焊接方法焊接存在较大的困难，其焊接问题是其应用的难点。

目前，通常采用的连接方法有电子束焊接和固态扩散焊。其中，固态扩散焊接头具有与母材相当的力学性能和显微组织，该方法也是现有研究的热点。主要围绕着热压扩散连接、TLP连接(过渡液相连接)、带中间层的连接，还包括一些特定结构的扩散焊工艺方法改进等方面。然而对于Ti2AlNb合金板材的超塑成形/扩散连接(SPF/DB)工艺而言，上述方法均不适用，原因是SPF/DB采用气压成形，并且气压不宜超过3.0MPa，而Ti2AlNb合金扩散连接温度高、压力大，若采用现有设备的额定气压则焊合率较低，不能满足超塑成形对接头强度的要求。另外，对于四层超塑成形/扩散连接结构，首先是外层成形和内层扩散，然后进行内层成形和内外层扩散，导致无论TLP还是加中间层的方法均不适用于Ti2AlNb合金板材的SPF/DB组合工艺。

因此，发明人提供了提高Ti2AlNb合金扩散焊效率的方法。

发明内容

本发明实施例提供了提高Ti2AlNb合金扩散焊效率的方法，采用对Ti2AlNb合金表面改性的方法，降低其连接温度和压力可有效解决该合金的固态扩散焊的工艺难度，提高了Ti2AlNb合金扩散连接焊合效率。

本发明的实施例提出了一种提高Ti2AlNb合金扩散焊效率的方法，该方法包括：

表面改性处理，扩散焊接前对Ti2AlNb合金板材的表面组织进行改性处理，以增加表面塑性畸变层，以及使其表面组织的微观晶粒尺寸细化；

扩散连接处理，将表面改性处理后的待连接的Ti2AlNb合金板材叠层，对其四周封焊并抽真空后，将Ti2AlNb合金板材的叠层结构在温度为950℃～980℃，压力为2.0MPa～3.0MPa的环境中完成扩散连接。

进一步地，所述表面改性处理的方法包括，对Ti2AlNb合金板材的表面通过施加外力产生塑性变形而改性，以降低表面粗糙度和增加表面塑性畸变层。

进一步地，所述表面改性处理的方法包括，对Ti2AlNb合金板材的表面通过湿喷丸方法进行表面处理，使其表面组织产生塑性变形而改性。

进一步地，采用0.3mm的陶瓷丸，喷丸强度为0.1mmN～0.4mmN对Ti2AlNb合金板材进行湿喷丸。

进一步地，所述表面改性处理的方法还包括，对Ti2AlNb合金板材的表面通过超声滚压方法进行表面处理，使其表面组织产生塑性变形而改性。

进一步地，对Ti2AlNb合金板材的表面通过频率为15～25kHz的超声滚压方法进行表面处理。