[发明专利]采用金属箔带缠绕芯模制备金属间化合物曲面薄壁构件的方法

权利要求书

1.一种采用金属箔带缠绕芯模制备金属间化合物曲面薄壁构件的方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一、设计薄壁预制坯：对曲面薄壁构件进行特征分析，确定所需要的薄壁预制坯的形状；

步骤二、制备内部支撑芯模：确定所需要的内部支撑芯模的材料，并根据步骤一所确定的薄壁预制坯的形状制备出内部支撑芯模；

步骤三、确定箔带的厚度与层数：A箔带、B箔带的总厚度比依据金属间化合物AxBy中A原子和B原子的原子个数比来确定，其中，A为Ni或Ti，B为Al；A箔带、B箔带的总厚度通过最终成形的曲面薄壁构件的壁厚与内部支撑芯模的厚度来确定；在确定箔带铺放顺序时，需要考虑到内部支撑芯模，由于内部支撑芯模的材料选用A板，为增大内部支撑芯模与叠层箔预制坯料的结合程度，将靠近内部支撑芯模表层的箔带材料选用B箔带，从内部支撑芯模表层开始从内到外依次所确定的材料为B、A、B…A；设所用A箔带的层数为n，则所用B箔带的层数也为n，并且n值取决于A箔带、B箔带各自的总厚度与各自单层厚度的比值；

步骤四、确定箔带的宽度：对曲面薄壁构件进行三维扫描获得其表面轮廓形状，再结合对其表面轮廓的各特征区域进行曲率分析，确定各特征区域内适用的单层A箔带、B箔带的宽度，对于简单特征区域，采用较宽的金属箔带，对于复杂局部特征区域，则选择较窄的金属箔带；

步骤五、制定铺放工艺：根据步骤三所确定的A箔带、B箔带铺放的先后次序及其层数来制定铺放顺序，并根据步骤三和步骤四确定的单层A、B箔带的厚度，以及各区域单层A、B箔带的宽度，制定每一层箔带的铺放路径；

步骤六、箔带表面预处理：在铺放箔带之前需对箔带表面进行预处理，将A箔带和B箔带先用有机溶剂擦洗表面，再将A箔带进行酸洗，将B箔带进行碱洗；

步骤七、铺放A箔带与B箔带：按照步骤五制定的铺放工艺，将箔带依次交替铺放于内部支撑芯模的表层，得到带有内部支撑芯模的叠层箔预制坯料；

步骤八、叠层箔预制坯料的胀形成形：将带有内部支撑芯模的叠层箔预制坯料置于气胀成形模具中进行胀形成形，使叠层箔预制坯料充分贴合气胀成形模具得到需要的胀形构件外形；

步骤九、胀形构件的反应合成及致密化处理：在高温高压条件下使带有内部支撑芯模的胀形构件进行扩散合成反应和致密化处理；扩散合成反应：第一反应的合成为将气胀成形模具升温至610-650℃、气体压力升至10-20MPa、保温保压2-5h；其次进行第二反应的合成，第二反应的合成为将气胀成形模具升温至1000-1300℃、气体压力升至10-50MPa、保温保压2-4h；致密化处理：致密化处理为将气胀成形模具升温至1000-1300℃、气体压力升至50-100MPa、保温保压1-5h，得到复杂异形曲面薄壁构件，其材料成分为Ni-NiAl或Ti-TiAl；

步骤十、曲面薄壁构件的后续处理：对成形后Ni-NiAl或Ti-TiAl复合结构异形曲面薄壁构件的端部和表面进行必要的处理。