[发明专利]一种镁合金中空四层结构的成形方法

说明书

一种镁合金中空四层结构的成形方法，它涉及一种镁合金扩散连接方法。本发明的目的是要解决现有镁合金的活性大，表面易氧化且难消除，镁合金扩散连接性能差，中空结构难以实现的问题。方法：一、预处理；二、制备芯板；三、叠放板料；四、面板超塑成形；五、芯板与芯板的扩散连接；六、芯板超塑成形；七、面板与芯板的扩散连接；八、脱膜，得到成型零件。本发明为一体化成形，即在一个周期内完成成形和连接两个工序，提高成形效率，降低生产成本；采用本发明的方法制备的零件没有从焊缝处断裂，且零件的剪切强度可以达到母材剪切强度的98%以上。本发明适用于镁合金扩散连接。

技术领域

本发明涉及一种镁合金扩散连接方法。

背景技术

结构轻量化作为节省材料、节约燃料、减少污染物排放和提高机动性能的重要途径之一，已在汽车、飞机、火箭等运输工具上得到广泛应用，尤其在航空航天领域，每减重1kg经济效益就十分显著，中空结构很大程度上满足了轻量化需求，目前，钛合金由于其优秀的力学性能，在超塑成形/扩散连接方面应用的极为广泛，而稀土镁合金和钛合金相比，密度更小，强度较高，其中空结构会进一步地实现轻量化的要求，但镁合金扩散连接的难点在于材料活性大，表面易氧化且难消除，对扩散连接起到强烈的阻碍作用，中空结构难以实现。

发明内容

本发明的目的是要解决现有镁合金的活性大，表面易氧化且难消除，镁合金扩散连接性能差，中空结构难以实现的问题，而提供一种镁合金中空四层结构的一体化成形方法。

一种镁合金中空四层结构低温成形/高温反应扩散连接的一体化成形方法，是按以下步骤完成的：

一、预处理：

去除镁板表面的油和氧化皮，再对铜箔进行清洗，得到预处理的镁板和预处理的铜箔；

二、制备芯板：

首先在预处理的镁板的一个表面上喷涂3mm~5mm可剥离胶，然后在镁板喷涂有可剥离胶的表面上固定剥离板，镁板喷涂有可剥离胶的表面上未覆盖剥离板处的区域为阻焊区，再将阻焊区处的可剥离胶清除，取下剥离板，再在阻焊区处喷涂隔离剂溶液，隔离剂溶液干燥后，清除镁板上剩余的可剥离胶，得到芯板；

三、叠放板料：

将预处理的镁板作为面板，按照第一层面板、第二层预处理的铜箔、第三层芯板、第四层预处理的铜箔、第五层芯板、第六层预处理的铜箔和第七层面板的顺序将板料自下而上依次叠放，再将叠放后的板料放入成形模具中；

四、面板超塑成形：

将成形模具放入热压炉中，再利用真空泵将两层芯板之间抽真空，再将成形模具以10K/min~30K/min的升温速率从室温升温至650K~700K，再在温度为650K~700K下固定成形模具，向第二层预处理的铜箔和第三层芯板之间及第五层芯板和第六层预处理的铜箔之间分别通入1.5MPa~3MPa气压，再在温度为650K~700K和气压为1.5MPa~3MPa的条件下保压30min~60min；

五、芯板与芯板的扩散连接：

将成形模具以10K/min~30K/min的升温速率从650K~700K升温至750K ~800K，将两层芯板之间继续抽真空，再在第二层预处理的铜箔和第三层芯板之间及第五层芯板和第六层预处理的铜箔之间分别施加1.5MPa~3MPa压力，在温度为750 K ~800K及压力为1.5MPa~3MPa的条件下保温保压30min~60min；

六、芯板超塑成形：

将成形模具以10K/min~30K/min的降温速率从750K~800K降温至650K~700K，向两层芯板之间通入1.5MPa~3MPa气压，再在温度为650K~700K及压力为1.5MPa~3MPa的条件下保温保压30min~60min；

七、面板与芯板的扩散连接：