一種鈦合金耳片的復(fù)合制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鈦合金耳片的復(fù)合制作方法，屬于航空先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括以下步驟，a、獲取原材料：棒材和粉末，兩者同牌號；b、鍛坯制備：采用自由鍛的方法鍛造棒材，鍛造出包含基體部分1外形的，即可保證加工基體部分1余量的最小毛坯尺寸；c、基體制備：按照基體部分的尺寸要求，對自由鍛件進(jìn)行粗加工，保證尺寸公差要求表面粗糙度達(dá)到擴(kuò)散連接要求；d、耳片結(jié)構(gòu)成型：根據(jù)耳片2尺寸設(shè)計(jì)包套，包套中注入鈦合金粉末，震動(dòng)后封裝，利用熱等靜壓HI技術(shù)使耳片2部分和基體部分2形成一個(gè)整體；e、精加工：對鈦合金耳片的整體依次進(jìn)行熱處理、精加工、表面處理；本發(fā)明降低制造成本、縮短了加工周期、提高材料利用率。
【專利說明】
一種鈦合金耳片的復(fù)合制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于航空大型、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈦合金耳片的復(fù)合制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代大部分飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)連接部位均采用耳片結(jié)構(gòu)連接，帶有耳片的接頭零件屬于結(jié)構(gòu)連接的關(guān)鍵受力部位，零件制造時(shí)大多采用鍛造工藝制成毛坯，機(jī)械加工而成，現(xiàn)有的制造方法中，鍛造需采用棒坯進(jìn)行鍛造加工，棒坯生產(chǎn)和鍛造過程均需要較長周期，同時(shí)鍛件機(jī)械加工過程中，鍛件加工余量大，材料利用率較低的問題，因此零件成產(chǎn)過程中存在加工成本較高、周期長的問題。尤其是在大型飛機(jī)上，要求研制大規(guī)格原材料，需要投入大量經(jīng)費(fèi)和時(shí)間；另一方面，對整體結(jié)構(gòu)制造的設(shè)備提出了新要求，需要建設(shè)新型制造設(shè)備或進(jìn)行技術(shù)改造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的:為了解決上述問題，提出了一種材料利用率高，節(jié)省零件制造周期，節(jié)約制造成本的鈦合金耳片的復(fù)合制作方法。
[0004]本發(fā)明技術(shù)方案:一種鈦合金耳片的復(fù)合制造方法，所述的鈦合金耳片制造方法包括以下步驟:
[0005]a、獲取原材料:棒材和粉末，兩者同牌號；
[0006]b、鍛坯制備:采用自由鍛的方法鍛造棒材，鍛造出包含基體部分I外形的，即可保證加工基體部分I余量的最小毛坯尺寸；
[0007]C、基體制備:按照基體部分的尺寸要求，對自由鍛件進(jìn)行粗加工，保證尺寸公差要求表面粗糙度達(dá)到擴(kuò)散連接要求；
[0008]d、耳片結(jié)構(gòu)成型:根據(jù)耳片2尺寸設(shè)計(jì)包套，包套中注入鈦合金粉末，震動(dòng)后封裝，利用熱等靜壓HI技術(shù)使耳片2部分和基體部分2形成一個(gè)整體；
[0009]e、精加工:對鈦合金耳片的整體依次進(jìn)行熱處理、精加工、表面處理；
[0010]f.、無損檢測:對鈦合金耳片的整體進(jìn)行無損檢測；
[0011 ]優(yōu)選地，所述步驟a選取原材料為TC18鈦合金。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟c對基體待連接面進(jìn)行機(jī)械處理:(I)、先采用800#SiC砂紙進(jìn)行打磨，然后使用1000#SiC砂紙進(jìn)行打磨，最后使用1200#SiC砂紙進(jìn)行打磨；(2)、打磨完成后，采用超聲波去污清洗并風(fēng)干。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟e熱處理采用雙重退火，熱處理工藝:先820V熱爐加熱3h轉(zhuǎn)至爐冷l-2h至750°C，然后風(fēng)冷+620°C處理5h，最后空冷；
[0014]優(yōu)選地，所述步驟e中對零件進(jìn)行表面的方式是鈍化處理。
[0015]優(yōu)選地，所述步驟f采用超聲無損檢測的方式對鍛件、粉-固擴(kuò)散連接面及粉末材料內(nèi)部進(jìn)行探傷。
[0016]本發(fā)明技術(shù)方案優(yōu)點(diǎn):
[0017]1、降低制造成本；
[0018]2、縮短了加工周期；
[0019]3、提高材料利用率；
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明一種鈦合金耳片的復(fù)合制造方法的一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]其中，1-基體部分，2-耳片結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0023]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，請參閱圖1;
[0025]1、一種鈦合金耳片的復(fù)合制造方法，所述鈦合金耳片的復(fù)合制造方法包括以下步驟:
[0026]a、選擇TC18鈦合金作為連接材料，TC18鈦合金是一種α-β型高強(qiáng)度鈦合金，用TC18鈦合金替代30CrMnSiA高強(qiáng)度鋼，采用靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)可減重40%左右。TC18鈦合金的突出優(yōu)點(diǎn)是空氣介質(zhì)中的淬透截面厚度可達(dá)250mm，因而在制造飛機(jī)大型承力結(jié)構(gòu)件方面具有明顯優(yōu)勢。滿足了飛機(jī)高減重、高可靠性要求。
[0027]b、鍛坯制備:鍛造采用的TC18鈦合金棒材需滿足棒材材料標(biāo)準(zhǔn)，將棒材加熱到兩相區(qū)(β轉(zhuǎn)變溫度以下35°C)在50麗油壓機(jī)上進(jìn)行鍛造，每火次變形量約為25%;加熱到β轉(zhuǎn)變溫度以下30°C，在5噸自由鍛錘上進(jìn)行β鍛造，變形量控制約為20%。鍛造出包含基體部分I外形的，即可保證加工基體部分I余量的最小毛坯尺寸；
[0028]c、基體制備:按照基體部分的尺寸要求，對自由鍛件進(jìn)行粗加工，滿足圖紙要求，對基體待連接面進(jìn)行機(jī)械處理:先采用800#SiC砂紙進(jìn)行打磨，然后使用1000#SiC砂紙進(jìn)行打磨，最后使用1200#SiC砂紙進(jìn)行打磨;打磨完成后，采用超聲波去污清洗并風(fēng)干，最終達(dá)至IJ1.6μπι多Ra^0.8μπι的表面粗糙度要求，達(dá)到尺寸公差要求連接面粗糙度達(dá)到擴(kuò)散連接要求；
[0029]d、耳片結(jié)構(gòu)成型:根據(jù)耳片結(jié)構(gòu)2尺寸設(shè)計(jì)包套，包套中加入制備的TC18鈦合金球形粉末材料，使粉末震動(dòng)后封裝，經(jīng)過熱等靜壓壓制，使鈦合金材料發(fā)生致密化，使粉末制作而成的耳片結(jié)構(gòu)2和基體部分I形成一個(gè)整體，隨后去除包套。TC18鈦合金粉末形的工藝參數(shù)為:鈦合金TC18粉末材料的成形區(qū)間溫度920-950°C，壓力為130-150MPa，時(shí)間為3-
3.5h0
[0030]e、精加工:對鈦合金耳片的整體依次進(jìn)行熱處理、精加工、表面處理;通過熱處理保證零件的力學(xué)性能，熱處理采用雙重退火，熱處理工藝:先820°C熱爐加熱3h轉(zhuǎn)至爐冷1-2h至750°C，然后風(fēng)冷+620°C處理5h，最后空冷;熱處理完成后對零件進(jìn)行精加工，采用銑削將零件精加工至零件數(shù)模要求狀態(tài)，保證零件外形尺寸要求及表面質(zhì)量要求。
[0031]f、無損檢測:對鈦合金耳片的整體進(jìn)行無損檢測;通過超聲無損檢測的方式，超聲探頭采用10MHz，探頭的識(shí)別精度為0.3mm，對鍛件、粉-固擴(kuò)散連接面及粉末材料內(nèi)部進(jìn)行探傷，以檢測在材料的內(nèi)部是否存在缺陷，保證零件質(zhì)量。
[0032]本發(fā)明一種鈦合金耳片的的復(fù)合制造方法，其技術(shù)方案降低制造成本，縮短了加工周期，提高材料利用率。
[0033]最后需要指出的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制。盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鈦合金耳片的復(fù)合制造方法，其特征在于，所述的鈦合金耳片的制造方法包括以下步驟: a、獲取原材料:棒材和粉末，兩者同牌號； b、鍛坯制備:采用自由鍛的方法鍛造棒材，鍛造出包含基體部分(I)外形的，即可保證加工基體部分(I)余量的最小毛坯尺寸； C、基體制備:按照基體部分的尺寸要求，對自由鍛件進(jìn)行粗加工，保證尺寸公差要求連接面粗糙度達(dá)到擴(kuò)散連接要求； d、耳片結(jié)構(gòu)成型:根據(jù)耳片(2)尺寸設(shè)計(jì)包套，包套中注入鈦合金粉末，震動(dòng)后封裝，利用熱等靜壓技術(shù)使耳片(2)部分和基體部分(2)形成一個(gè)整體； e、精加工:對鈦合金耳片的整體依次進(jìn)行熱處理、精加工、表面處理； f、無損檢測:對鈦合金耳片的整體進(jìn)行無損檢測。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦合金耳片的復(fù)合制造方法，其特征在于:所述步驟a選取原材料為TCl 8鈦合金。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦合金耳片的復(fù)合制造方法，其特征在于:所述步驟C對基體待連接面進(jìn)行機(jī)械處理: (1)、先采用800#SiC砂紙進(jìn)行打磨，然后使用1000#SiC砂紙進(jìn)行打磨，最后使用1200#SiC砂紙進(jìn)行打磨； (2)、打磨完成后，采用超聲波去污清洗并風(fēng)干。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦合金耳片的復(fù)合制造方法，其特征在于:所述步驟e熱處理采用雙重退火，熱處理工藝:先820°C熱爐加熱3h轉(zhuǎn)至爐冷l-2h至750°C，然后風(fēng)冷+620°C處理5h，最后空冷。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦合金耳片的的復(fù)合制造方法，其特征在于:所述步驟e中對零件進(jìn)行表面的方式是鈍化處理。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦合金耳片的的復(fù)合制造方法，其特征在于:所述步驟f采用超聲無損檢測的方式對鍛件、粉-固擴(kuò)散連接面及粉末材料內(nèi)部進(jìn)行探傷。
【文檔編號】B22F7/08GK105935776SQ201610475353
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】秦鋒英, 李輝, 李寧
【申請人】中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所