[发明专利]消除钛合金三层结构表面沟槽的制备方法

说明书

本发明涉及消除钛合金三层结构表面沟槽的制备方法。该方法包括：切割出网格形式的钛合金镂空芯板，该钛合金镂空芯板的网格式连接筋条相互交叉处形成点阵式节点；加工出钛合金的两侧面板，并加工出加强块；加工出内侧面有块形凹槽的低碳钢包套；在钛合金镂空芯板的连接筋条两侧及点阵式节点的一侧涂覆止焊剂，要求相邻两个节点的两侧面彼此错位涂覆止焊剂，在面板上除节点连接之外的区域以及低碳钢包套上包括块形凹槽在内的内侧面均涂覆止焊剂；将芯板、两侧面板和外围低碳钢包套由内到外依次叠层封装，并且在两侧面板的节点处与低碳钢包套之间增加加强块，然后进行扩散连接和超塑成形，得到三维点阵结构，最后去除低碳钢包套和加强块。

技术领域

本发明涉及超塑成形/扩散连接技术领域，特别是涉及一种消除钛合金三层结构表面沟槽的制备方法。

背景技术

采用超塑成形/扩散连接(SPF/DB)工艺可以制备出钛合金、高温合金的三维点阵结构，参见图1所示。采用SPF/DB的方法可以制备出钛合金金字塔型、X型，以及采用热等静压进行扩散连接，然后超塑成形，可以制备出高温合金三维点阵结构。

钛合金三维点阵结构超塑成形实际上是超塑成形/扩散连接成形的三层结构，当面板厚度小于芯板厚度时，在成形过程中和成形后，很容易在面板表面形成沟槽缺陷，而这些沟槽很难通过控制工艺参数消除。

为了消除表面沟槽缺陷，目前主要的方法有采用外面工艺板方法、内部在筋条位置加厚等方法。其中，采用工艺板的方法，只能通过工艺参数优化，来减弱沟槽，但是不能完全消除。采用在面板和芯板之间的筋条位置加厚的方法，如图2所示，虽然可以消除表面沟槽，但是会导致结构重量增加。另外，如果加厚厚度较大时，会在筋条位置产生褶皱现象，如图3所示。因此，采用现有方法很难在不增加结构重量的条件下，完全消除表面沟槽和褶皱等缺陷。

针对现有技术的不足，发明人提供了一种消除钛合金三层结构表面沟槽的制备方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种消除钛合金三层结构表面沟槽的制备方法，解决了现有工艺方法很难在不增加结构重量的条件下，消除钛合金三层结构表面沟槽和褶皱的问题。

本发明的实施例提出了一种消除钛合金三层结构表面沟槽的制备方法，该制备方法包括：

加工芯板，基于钛合金三层结构的中间芯板数模，切割出网格形式的钛合金镂空芯板，所述钛合金镂空芯板的网格式连接筋条相互交叉处形成点阵式节点；

加工面板和加强块，加工出钛合金三层结构的两侧面板，并加工出加强块，用于面板外侧的节点连接处；

加工包套，加工出两侧面板外围相应的低碳钢包套，用于包覆在面板外，所述低碳钢包套的内侧面设有阵列式分布的块形凹槽，与芯板和面板上的点阵式节点相对应；

涂覆止焊剂，在钛合金镂空芯板的连接筋条两侧以及点阵式节点的一侧涂覆止焊剂，要求在相邻两个节点的两侧面彼此错位涂覆止焊剂，同时在面板上除节点连接之外的区域均涂覆止焊剂，在低碳钢包套上包括块形凹槽在内的内侧面均涂覆止焊剂；

叠层封装，将芯板、两侧面板和外围低碳钢包套由内到外依次叠层，并且在两侧面板与低碳钢包套之间设有加工好的加强块，所述加强块与低碳钢包套上的块形凹槽相应匹配设置，将叠层的组合结构封焊、烘焙和封装；

扩散连接，将叠层封装后的组合结构放置在气体扩散炉中，升温加压，使芯板与面板之间、面板和加强块之间的相应连接部位进行扩散连接；

超塑成形，在扩散连接后，在芯板与面板之间焊接通气管，然后放置在超塑成形炉中，升温并经通气管通入氩气，使芯板与面板超塑成形出三维点阵结构，最后去除低碳钢包套和加强块。

进一步地，所述加工芯板的方法中，采用高压水、线切割、数控加工的方法切割出上芯板和下芯板。