[发明专利]一种金属有序多孔结构的制备方法

说明书

本发明涉及金属有序多孔结构的制备方法。钛合金空心结构包括中间空心结构的芯体和两侧面板，该制备方法包括：将多层芯板组件放置在上面板和下面板之间，并在端部设置金属边框；在上面板和下面板外侧分别放置相应的上模具组件和下模具组件，形成金属空心结构的预制坯；将金属空心结构的预制坯进行超塑成形/扩散连接，形成金属有序多孔结构；其中，上模具组件和下模具组件均包括可拆卸的模具和模具包套，模具的内侧面与相应侧的面板外表面相适配，用于在成形时平衡施加的压力，防止塌陷，模具包套为半开式结构，用于将相应侧的模具包覆在其内，半开式结构的模具包套的边缘与上面板或下面板的边缘封焊在一起，其中模具的厚度大于模具包套的厚度。

技术领域

本发明涉及超塑成形/扩散连接技术领域，特别是涉及一种金属有序多孔结构的制备方法。

背景技术

参见图1所示，是采用超塑成形/扩散连接工艺制备的钛合金有序多孔结构，采用现有方法制备的该类结构的压缩性能较低，主要是由于该类结构是三层结构，内部空间不封闭。

现有技术采用超塑成形/扩散连接工艺制备的三层或多层金属多层蛋盒结构存在一些不足，主要是其抗压缩、弯曲、扭转等力学性能不足。

因此，发明人提供了一种金属有序多孔结构的制备方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种金属有序多孔结构的制备方法，通过在预制坯的上面板和下面板外侧分别放置相应的上模具组件和下模具组件，形成了有模预制坯，在扩散连接时，气压载荷通过模具传递到内部的零件上，防止结构发生塌陷。

本发明的实施例提出了一种金属有序多孔结构的制备方法，所述钛合金空心结构包括中间空心结构的芯体和两侧面板，该制备方法包括：

将多层芯板组件放置在上面板和下面板之间，并在端部设置金属边框；

在所述上面板和下面板外侧分别放置相应的上模具组件和下模具组件，形成金属空心结构的预制坯；

将金属空心结构的预制坯进行超塑成形/扩散连接，形成金属有序多孔结构；

其中，所述上模具组件和所述下模具组件均包括可拆卸的模具和模具包套，所述模具的内侧面与相应侧的面板外表面相适配，用于在成形时平衡施加的压力，防止塌陷，所述模具包套为半开式结构，用于将相应侧的所述模具包覆在其内，半开式结构的模具包套的边缘与上面板或下面板的边缘封焊在一起，其中所述模具的厚度大于所述模具包套的厚度。

进一步地，所述制备方法包括：

加工芯板和面板，采用高压水、线切割或数控加工的方法加工出金属材质的所述上面板、下面板和芯板，所述上面板和下面板均为平板，所述芯板为镂空网格板；

叠层封焊，芯板的非连接部位涂覆止焊剂进行扩散连接，将扩散连接后的多层芯板组件之间的端部设置金属边框，然后在两侧叠层所述下面板和上面板，对叠层后的结构四周封焊，并留有通气孔，形成面板和芯体的预制坯；

包覆模具，在所述预制坯上面板和下面板外侧分别放置相应的所述上模具组件和所述下模具组件，其中，所述模具的所有外表面均涂覆有止焊剂，然后进行抽真空后封装，获得真空封装后的预制坯；

超塑成形，将预制坯放入到气体扩散炉中进行超塑成形，将超塑成形后的预制坯去除模具包套后取出相应模具，然后对钛合金空心结构的上、下表面进行数控加工，制备出金属多孔结构。

在一种可实现的方式中，所述上面板和下面板均采用铝合金材质，所述芯板采用铝合金和钛合金两种材质，并在所述铝合金芯板上涂覆止焊剂，然后经过封边焊、烘焙、封装后，放入气体扩散炉进行扩散连接，需在温度为500℃～600℃、压强为100MPa～200MPa的条件下保温保压1h～2h进行扩散连接。