[发明专利]一种扩散连接模具及扩散连接方法

说明书

本发明涉及一种扩散连接模具及扩散连接方法，属于精密钣金加工技术领域，解决了目前多层板大面积扩散连接高温下垂变形、焊合率低以及效率低的问题。扩散连接模具包括上模和与上模匹配的下模，上模设有第一密封梗、气腔以及用于向气腔充入高压柔性气体的通气道；下模为平板结构，下模设有第二密封梗和真空气道。扩散连接方法如下：制作多层板大面积扩散连接坯料；对多层板大面积扩散连接坯料进行表面处理；制作多层板大面积扩散连接坯料隔离剂图样；多层板大面积扩散连接坯料组装、周边熔焊和真空管焊接得到多层板密封件；扩散连接多层板密封件。本发明可用于多层板大面积扩散连接。

技术领域

本发明涉及精密钣金加工技术领域，尤其涉及一种扩散连接模具及扩散连接方法。

背景技术

零件的超塑成形/扩散连接工艺一种先进的轻量化成形方法，可加工制造空心多层结构，其生产的构件已广泛应用于航空航天、武器装备等领域。通常情况下在进行零件的超塑成形之前要完成多层板的扩散连接，因此对各层板间扩散连接接头的强度要求较高。较小尺寸的板坯在进行扩散连接时比较容易保证扩散焊合率；而当板坯尺寸较大且扩散连接区域较大时扩散连接焊合率难以保证，还会存在高温下垂等变形问题。这会降低各层板间扩散连接接头的强度，不仅使超塑成形过程难以进行，而且影响产品质量。

针对大尺寸零件大面积扩散连接的问题，现有技术主要采用两种方法：一是刚性扩散连接，即在高温下两个平板模具将需扩散连接的多层板坯压在中间并提供合模力实现零件的扩散连接。二是气压扩散连接，即将需扩散连接的多层板坯放于上模和下模具之间并压紧，往上模和下模的模腔内通入高压气体实现零件的扩散连接。对于大尺寸零件大面积扩散连接过程，现有的两种主要技术方法均有不足之处：一是刚性扩散连接方法对上模和下模具的耦合面平面度要求很高，因此模具加工难度大，成本高；此外，由于模具加工精度或模具变形等问题难以实现高的扩散焊合率。二是气压扩散连接虽可保证扩散焊合率，但板材在高温下由于自身重力易下垂变形，影响最终零件的质量和合格率。

发明内容

鉴于上述分析，本发明的目的在于，提供一种扩散连接模具及扩散连接方法，至少能够解决以下技术问题之一：(1)焊合率低；(2)模具的加工难度大、成本高；(3)高温下垂变形；(4)合格率低。为了达到上述目的，本发明主要通过以下技术方案实现：

一方面，本发明提供了一种扩散连接模具，所述扩散连接模具包括上模和与所述上模匹配的下模，上模设有第一密封梗、气腔以及用于向气腔充入高压柔性气体的通气道；下模为平板结构，下模设有第二密封梗和真空气道。

进一步，所述扩散连接模具的材料为不锈钢。

进一步，所述扩散连接模具的硬度为35-45HRC。

另一方面，本发明还提供了一种扩散连接方法，所述扩散连接方法包括如下步骤：

S1、制作多层板大面积扩散连接坯料；

S2、对多层板大面积扩散连接坯料进行表面处理；

S3、制作多层板大面积扩散连接坯料隔离剂图样；

S4、多层板大面积扩散连接坯料组装、周边熔焊和真空管焊接得到多层板密封件；

S5、扩散连接多层板密封件；

S5中多层板密封件的数量为1个或多个。

进一步，所述S1中，多层板的每层板的尺寸均相同，为：

L₁＝L₂+2W₃；W₁＝W₂+2W₃；