[发明专利]采用层合金属箔带铺放制坯的耐高温薄壁异形构件一体化制造方法

权利要求书

1.一种采用层合金属箔带铺放制坯的耐高温薄壁异形构件一体化制造方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一、设计预制坯，制备支撑芯模：对薄壁异形构件进行特征分析，通过理论计算或仿真方法确定所需要的预制坯的形状尺寸，以预制坯内壁为特征面制备支撑芯模；

步骤二、确定叠层箔带层数比例、结构形式、各层厚度以及添加塑性相的种类；

确定叠层箔带层数比例：根据薄壁异形构件力学性能需求，确定整体金属间化合物A_xB_y的种类，并通过金属间化合物A_xB_y原子个数比计算单层基体元素A、B箔带的总厚度比，并调整单层基体元素箔带的层数比为2:1或1:2；

叠层箔带的结构形式：以叠层箔带A-B-A或B-A-B结构形式堆叠；

添加塑性相的原则：1）使薄壁异形构件轴向易产生应力集处不易发生破裂缺陷；2）获得不同厚度处增塑增韧的类层合板结构；3）获得网状加强结构；以箔带的形式添加塑性相C，选择能改变晶格结构，促使滑移系的开动，实现增塑与增韧的元素作为塑性相C，根据需求，确定塑性相C堆叠的厚度和位置；

A、B箔带的总厚度通过薄壁异形构件的壁厚与支撑芯模的厚度来确定，再通过单层基体元素A、B箔带的总厚度比及设计的层数计算得到单层元素箔带的厚度，同时根据局部位置所需塑性层厚度及层数计算塑性相元素箔带的厚度；

步骤三、单层箔带、支撑芯模表面预处理；在铺放箔带前，用有机溶剂清洗箔带表面以及在支撑芯模外表面涂抹脱模剂阻焊；

步骤四、叠层箔带辊压层合并添加颗粒状增强相；将单层基体元素箔带以及塑性相元素箔带叠放到一起后形成叠层箔带，进入热辊压系统，在叠层箔带之间添加颗粒状增强相，叠层箔带通过热辊压处理后形成层合箔带；

步骤五、逐层铺放层合箔带制作预制坯；根据所需零件轴向位置或径向厚度方向的不同力学性能，选用不同结构形式的层合箔带，再通过制定层合箔带的铺放路径，铺放层合箔带制作预制坯；

步骤六、预制坯烧结定形；将带有支撑芯模的预制坯置于加热炉中加热至熔点较低的金属的熔点之上，并保温使预制坯定形以便于取出支撑芯模；

步骤七、分离预制坯并在其内部填充沙子，对其挤压、烧结、成形；取出支撑芯模后，将充满沙子的预制坯放在模具中，加热模具，冲头进给，挤压预制坯内部沙子，利用沙子传递压力为坯料提供垂直于坯料表面的法向压力，使预制坯完成烧结处理并成形；

步骤八、冷却预制坯并清理沙子；从模具中取出预制坯后冷却并清理内部的沙子；

步骤九、对预制坯进行高温反应合成、致密化处理；在高温高压条件下使预制坯进行扩散合成反应和致密化处理，控制温度、气体压强以及保温时间来获得不同相组成和含量的薄壁异形构件；

步骤十、对成形零件进行切割及后处理；切除成形后的薄壁异形构件的工艺段并对端部和表面进行处理。