[发明专利]一种局部减重薄壁复杂型面中空轻量化结构超塑成形/扩散连接成形方法

权利要求书

1.一种局部减重薄壁复杂型面中空轻量化结构超塑成形/扩散连接成形方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1，坯料加工：基于薄壁复杂型面中空结构的数模外形，采用激光切割合金板材和不锈钢板材，切割出底板、预镂空筋板和两块不锈钢覆板，其中激光切割合金板材作为底板和预镂空筋板，激光切割不锈钢板材作为覆板；所述的预镂空筋板包括减重区、连接区、扩散焊接区和空心筋格区，扩散焊接区和空心筋格区相连，扩散焊接区和减重区通过连接区连接，扩散焊接区和减重区之间除连接区外为镂空结构；所述的底板上加工有通气孔和焊接气道；

步骤2，表面处理：对步骤1获得的底板、预镂空筋板和不锈钢覆板先使用酒精或丙酮擦拭，然后进行清洗，再然后使用酒精或丙酮擦拭掉残余液体，最后使用冷风吹干；

步骤3，涂覆隔离剂：在表面处理后的底板上涂覆可剥胶，烘干后在底板上规划出与预镂空筋板相对的扩散焊接区，进行划线并剥离扩散焊接区以外区域的可剥胶，然后在剥离可剥胶后的区域以及焊接气道处喷涂隔离剂，隔离剂喷涂完成后剥离全部可剥胶；在不锈钢覆板四周粘贴5-10mm的遮盖带，并在其一侧表面喷涂隔离剂，喷涂完毕后剥离遮盖带；

步骤4，组合焊接：将表面处理后的预镂空筋板和经过步骤3处理后的底板组合焊接，焊接时保证底板上未喷涂隔离剂区域与预镂空筋板的扩散焊接区相互对应，焊接完成后在上下两个表面分别覆盖一层不锈钢覆板，保证不锈钢覆板喷涂过隔离剂的表面位于内侧，对四周封边焊接，焊接气管；

步骤5，扩散连接：将封焊后的四层板材定位装模，抽真空至10^-3Pa，升温加压，使底板和预镂空筋板之间的扩散焊接区进行扩散连接；

将板材升温至910-930℃、450℃或500-530℃后进行扩散连接；

步骤6，超塑成形：在扩散连接后，降温，保持模具压力，通入氩气，完成超塑成形；

步骤7，后处理：去除不锈钢覆板，剪断连接区去除减重区。

2.根据权利要求1所述的一种局部减重薄壁复杂型面中空轻量化结构超塑成形/扩散连接成形方法，其特征在于，所述的步骤1中底板、预镂空筋板和两块不锈钢覆板的尺寸在构件尺寸轮廓方向单边增加有工艺段，所述的工艺段用于加工与模具定位装置配合使用的定位孔。

3.根据权利要求1所述的一种局部减重薄壁复杂型面中空轻量化结构超塑成形/扩散连接成形方法，其特征在于，所述的合金板材为钛合金板。

4.根据权利要求3所述的一种局部减重薄壁复杂型面中空轻量化结构超塑成形/扩散连接成形方法，其特征在于，所述的步骤2中清洗是使用体积比为1：6：13的氢氟酸、硝酸和水的混合液清洗。

5.根据权利要求1所述的一种局部减重薄壁复杂型面中空轻量化结构超塑成形/扩散连接成形方法，其特征在于，所述的合金板材为镁合金板。

6.根据权利要求5所述的一种局部减重薄壁复杂型面中空轻量化结构超塑成形/扩散连接成形方法，其特征在于，所述的步骤2中清洗是使用质量分数为30％的铬酐溶液清洗，再使用浓度为30％稀硝酸溶液进行酸洗。

7.根据权利要求1所述的一种局部减重薄壁复杂型面中空轻量化结构超塑成形/扩散连接成形方法，其特征在于，所述的合金板材为铝合金板。

8.根据权利要求7所述的一种局部减重薄壁复杂型面中空轻量化结构超塑成形/扩散连接成形方法，其特征在于，所述的步骤2中清洗是先使用浓度为40g/L的氢氧化钠溶液清洗，再使用质量浓度为30％稀硝酸溶液进行酸洗。

9.根据权利要求1所述的一种局部减重薄壁复杂型面中空轻量化结构超塑成形/扩散连接成形方法，其特征在于，所述的不锈钢板材厚度为0.8mm。

10.根据权利要求1所述的一种局部减重薄壁复杂型面中空轻量化结构超塑成形/扩散连接成形方法，其特征在于，所述的隔离剂为氮化硼。