[发明专利]一种局部曲率突变薄壁覆盖件的粘性介质压力成形方法

说明书

本发明属于航空航天设备用薄壁覆盖件制造领域，具体涉及一种局部曲率突变薄壁覆盖件的粘性介质压力成形方法，方法通过推动粘性介质仓中的柱塞，使粘性介质从粘性介质仓对板坯料加载粘性介质压力P，在粘性介质压力P作用下板坯料逐渐贴合型模的型腔，在型腔曲率突变处，粘性介质的粘性附着应力τ促进板材流动，使形状局部突变区域材料得到补充，避免该区域壁厚减薄，提高了壁厚均匀性，最终板坯料与型模型腔表面完全贴合，以此达到良好的成形效果。本发明成形工艺简单、质量稳定、可靠性高、成本低，适宜于高强度耐热合金局部曲率突变薄壁覆盖件的成形加工。

技术领域

本发明涉及航空航天设备的薄壁件成形制造领域，尤其涉及一种局部曲率突变薄壁覆盖件的粘性介质压力成形方法。

背景技术

高强度耐热合金局部曲率突变薄壁覆盖件常用于航空、航天以及工业热能工程领域的热防护系统。随着对结构性能及效率要求的不断提升，热防护零件通常需要防隔热与承力于一身，在完成防隔热功能的同时，能够在结构之间传递、分配载荷。同时为了降低结构重量，零件的壁厚逐渐减薄，薄壁和超薄壁厚零件日益增多。这些使用性能及结构特征对零件成形的壁厚分布均匀性、尺寸精度等提出了更高的要求。

而目前成形此类零件普遍采用室温刚性模成形或者热成形方法，采用刚性模成形方法制造该类零件时在局部曲率突变处容易产生严重变薄甚至开裂；采用热成形时需要对扳材加热到适当的温度，不利于板坯料的变形流动，且会改变板材的表面质量；采用聚氨酯橡胶等软模成形时聚氨酯材料耐高压性差、变形量有限，曲面半径较小的部位贴模性差，尺寸精度低。

因此，现有局部曲率突变薄壁覆盖件成形方法中存在因变形控制困难导致的壁厚减薄严重、甚至破裂和尺寸精度低等问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种局部曲率突变薄壁覆盖件的粘性介质压力成形方法。

本发明采用以下技术方案实现：

一种局部曲率突变薄壁覆盖件的粘性介质压力成形方法，方法包括以下步骤：

步骤一、将内部设置进料腔的粘性介质仓中填充粘性介质；

步骤二、板坯料置于粘性介质仓的顶部，板坯料与粘性介质仓之间放置密封圈，再将型模置于板坯料之上，型模的型腔朝向所述板坯料并与板坯料接触；

步骤三、推动粘性介质仓中的柱塞，使粘性介质从粘性介质仓对板坯料加载粘性介质压力P，在粘性介质压力P作用下板坯料逐渐贴合型模的型腔，在型腔曲率突变处，粘性介质的粘性附着应力τ促进板材流动，使形状局部突变区域材料得到补充，避免该区域壁厚减薄，最终板坯料与型模型腔表面完全贴合；

步骤四、柱塞下行进行卸载，向上开启型模，取出成形件，成形过程完成。

优选的，所述粘性介质仓的进料腔为漏斗状腔体，所述漏斗状腔体的顶部处敞口与板坯料对应，有利于粘性介质流动和对板坯料加载成形压力，漏斗状腔体下端为圆柱形空间，圆柱形空间内安装柱塞，通过柱塞向上运动向粘性介质仓注入加载粘性介质，通过柱塞向下运动卸载粘性介质仓中的粘性介质。

优选的，所述漏斗状腔体顶部的锥形敞口的锥度为1.2:1～5:1。

优选的，在步骤二中的密封圈采用软金属材料或橡胶类材料的密封圈。

优选的，步骤三中粘性介质加载压力不超过400MPa。

优选的，步骤一中的板坯料的材质为高温合金或不锈钢。

优选的，所述板坯料的壁厚为0.2mm～3.0mm。

优选的，所述粘性介质为分子量100kg/mol～900kg/mol的聚合物材料。