[发明专利]一种NiAl合金复杂薄壁中空构件的成形方法

说明书

本发明涉及中空构件成形技术领域，尤其涉及一种NiAl合金复杂薄壁中空构件的成形方法。本发明对Ni箔进行热处理，可以降低Ni箔中位错等缺陷密度，降低Ni箔的屈服强度、提高延伸率，优化叠层原料的变形均匀协调性，进而有利于得到壁厚均匀、性能优异的复杂薄壁中空构件；本发明在成形前对第一叠层箔的重叠区进行压制，重叠区的Ni箔和A1箔之间可以形成扩散冶金结合的重叠区叠层箔，在后续成形复杂薄壁中空构件时变形更均匀协调，不容易窜动和分层，成形性能更好；本发明采用错层搭接的方式制备复杂薄壁中空构件，无需焊接，可确保搭接缝成分与构件其他部分成分一致，使用安全可靠性更高，壁厚均匀性更好、构件精度高。

技术领域

本发明涉及中空构件成形技术领域，尤其涉及一种NiAl合金复杂薄壁 中空构件的成形方法。

背景技术

在国防装备等工业领域中，封闭截面中空薄壁类构件应用十分广泛，如 高速飞行器隔离段、进气道、喷管、出口管等。由于服役温度高达800℃以 上，此类构件往往需要采用耐高温材料制造，目前广泛应用的耐高温合金材 料是Ni基高温合金。

近年来，随着飞行器飞行速度的进一步提高，关键构件的使用温度也大 幅提高，新一代高速飞行器关键构件的使用温度已达高温合金使用温度极 限。另外，Ni基高温合金密度大，严重制约了新一代飞行器轻量化减重的迫 切需要。NiAl合金密度是Ni基高温合金的2/3、使用温度上限有望达到 1250℃左右，比现有Ni基高温合金提高150～200℃左右。此外，NiAl合金 导热率大，20～1100℃范围内，为70～80W/m·K，是一般Ni基高温合金的4～8倍，应用于更高马赫数构件，除减重、提高使用温度外，还可增强主动冷却 效果。然而NiAl合金难变形、生产成本高、周期长；针对复杂薄壁中空构 件，成形难度尤为突出、且成形精度与组织性能控制困难。

公开号为CN110142332A的发明专利，提供了一种NiAl合金薄壁管件 成形与控性一体化方法，该方法可以获得NiAl合金薄壁管件，但针对截面 形状变化大、截面周长变化大等复杂形状薄壁中空构件的制备成形，仍有一 些技术问题需要解决。这主要体现在：(1)变形态Ni箔原料未进行热处理， 降低了Ni/Al叠层箔的变形均匀协调性，进而降低构件成形性能。(2)采用 焊接方法处理Ni/Al叠层箔管对接缝，存在焊缝、降低使用安全可靠性；此外可能使焊缝局部区域合金成分偏离NiAl单相区成分要求、造成焊缝附近 区域材料性能差异，加大焊缝处失稳可能性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种NiAl合金复杂薄壁中空构件的成形方法， 可成形截面形状变化大、截面周长变化大等复杂薄壁中空构件，且壁厚均匀 性好，成形均匀性好(缺陷少)，不需焊接、安全可靠性高，易操作、易自 动化生产，构件精度高，性能优异。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种NiAl合金复杂薄壁中空构件的成形方法，包括以下 步骤：

(1)根据NiA1合金中Ni原子和A1原子的原子个数比，计算Ni箔和 A1箔的厚度比；根据计算得到的Ni箔和A1箔的厚度比，确定Ni箔和Al 箔的实际厚度；将所需Ni箔进行热处理，得到热处理Ni箔；所述热处理的 温度为600～800℃，时间为30～120min；

(2)将若干所述热处理Ni箔与A1箔交替堆叠，然后将得到的叠层箔 在厚度方向上一分为二，上面的为上叠层箔，下面的为下叠层箔，所述上叠 层箔和下叠层箔构成第一叠层箔；所述上叠层箔和下叠层箔之间存在错位， 将所述第一叠层箔分为重叠区和两个错层区；

(3)对所述第一叠层箔的重叠区进行压制，得到第二叠层箔；所述第 二叠层箔包括在重叠区进行压制后形成的重叠区叠层箔和位于两个错层区 的两部分错层区叠层箔；