[发明专利]真空双室扩散连接装置及利用其进行扩散连接的方法

说明书

技术领域

本发明涉及连接装置，特别涉及真空双室扩散连接装置。

本发明还涉及扩散连接的方法，特别涉及利用上述真空双室扩散连接装置进行扩散连接的方法。

背景技术

目前的单室真空扩散连接设备通常采用装炉→抽真空→加温→加压→扩散连接→降温→出炉的操作程序，装备在升温及降温的过程中工件也随之升温或者降温，工件材料的晶粒度的增大与材料在高温环境中逗留时间长短成正比关系，而晶粒度的增大对金属材料性能产生负面影响，对钛合金材料尤其明显。理想状态下的钛合金材料扩散连接过程应该是在最短的时间里将材料加温至扩散连接的温度，在扩散连接完成后在允许的温度范围内尽快至常温环境下，这样既完成了扩散连接又将晶粒度的增大控制在最小范围内。该种扩散连接也可以称之为扩散焊接。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是提供结构合理，节省能源，连接效率高的真空双室扩散连接装置。其充分运用了钛合金在扩散连接中的物理特性，最大地保存了钛合金的优良特性，使所应用的发动机达到最大效能和最大寿命

本发明的真空双室扩散连接装置，包括内室，所述内室分割为可启闭的高温室和常温室，所述高温室与所述常温室之间可启闭地连通，所述高温室和常温室分别与高温真空获得系统和常温真空获得系统连通，所述高温室内设置有上模组件和下模组件，所述常温室设置有移动工件的机械手，所述机械手在所述高温室和常温室内移动，所述高温室内设置有加热装置。

本发明的真空双室扩散连接装置还可以是：

所述高温室与常温室之间通过可开启和关闭的高温室炉门可启闭连接。

所述常温室最外端设置有开启或封闭常温室的常温室炉门。

所述常温室内设置有用于搁置工件的工作台，所述机械手设置于所述工作台上方。

所述上模组件包括上平台及上模，所述下模组件包括下平台及下模，所述上模固定在所述上平台底端，所述下模固定在所述下平台顶端，所述上模组件沿铅垂方向上下移动。

所述加热装置可以环设在所述高温室内壁上或者高温室内部。

本发明的真空双室扩散连接装置，其包括内室，所述内室分割为可启闭的高温室和常温室，所述高温室与所述常温室之间可启闭地连通，所述高温室和常温室分别与高温真空获得系统和常温真空获得系统连通，所述高温室内设置有上模组件和下模组件，所述常温室设置有移动工件的机械手，所述机械手在所述高温室和常温室内移动，所述高温室内设置有加热装置。这样，由于在加工好工件后，再放入需要加工的工件时和取出加工工件的时候仅仅是常温室部分开启，变为非真空状态，而高温室依旧为高温真空状态，而封闭常温室后抽真空之后再开启高温室与常温室的连通，将工件用机械手移至高温室，封闭高温室，由于之前的常温室也为真空状态，因此，在移动工件的时候仅仅有温度的损失，真空度保持预定真空度不变，因此有效节省能源，仅仅是加热装置加热一下即可达到预定高温温度，之后在真空状态下进行扩散连接，扩散连接后，高温室与常温室的连通再次开启，将工件移出至常温室，由于常温室一直保持真空状态，因此，封闭常温室和高温室之间连通后，高温室依旧保持真空状态，温度下降较小，方便下一工件进行扩散连接，而处于常温室的工件在常温室开启后取出并放入新的需要加工的工件方便进行扩散连接加工，相对于现有技术的整体放入腔室后抽真空升温扩散连接，之后降温开启单腔室再放入工件，再次抽真空升温的单室而言，本发明的真空双室扩散连接装置整体节省50%以上的能源，加热效率提高一倍以上，而且操作容易，结构合理。

本发明的另一目的是提供利用上述结构合理、节省能源、扩散效率高的真空双室扩散连接装置进行扩散连接的方法。

本发明利用真空双室扩散连接装置进行扩散连接的方法，包括以下步骤：

A．开启常温室炉门，将工件放入常温室内，关闭常温室炉门和高温室炉门，封闭常温室和高温室，高温真空获得系统和常温真空获得系统同时运行开始分别对封闭的常温室和高温室抽真空，使常温室和高温室均达到目标真空度；

B．加热装置加热升温，使得高温室内温度达到预定高温温度；

C．开启高温室炉门，使用机械手夹持工件，并将工件从常温室移至高温室内的下模具组件上，机械手退回常温室内；

D．关闭高温室炉门，上模组件下降压住工件，保持高温室内压力和真空度不变，加热装置加热，当温度达到预定高温温度时，在真空条件下，对位于高温室内的工件进行扩散连接；