钛合金异形翼的扩散焊制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种钛合金异形翼的制造方法，特别是一种钛合金异形翼的扩散焊制造方法，其包括以下步骤：（1）分解零件并设置工艺块；（2）按图机械切削加工上述两部分的坯料；（3）在真空炉中进行扩散焊；（4）机加工成型。本发明的方法，成功地解决了解决了熔化焊焊缝质量问题及焊接变形的难题，极大地提高了产品合格率，大幅降低生产成本。
【专利说明】钛合金异形翼的扩散焊制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钛合金异形翼的制造方法，特别是一种钛合金异形翼的扩散焊制造方法。
【背景技术】
[0002]本发明所述的钛合金异形翼如图1所示，其主要包括主接头1、四个连接件2、3、4、
5、操控臂6和轴孔座7。所述主接头I的一侧设有轴孔座7和操控臂6，另一侧排列有彼此平行的四个连接件2、3、4、5，为减轻重量，所述四个连接件的截面为C形，轴孔座7为具有侧板孔8的板结构。若采用金属切削加工，则由于连接件的长度过长，以及操控臂妨碍轴孔座侧板孔5的加工，而无法实现。
[0003]现有技术是按图2所示进行分解:将主接头和轴孔座设为一个零件，与所述主接头两端和轴孔座的顶部分别设置A工艺块、B工艺块、C工艺块；将四个连接件用一个工艺块D连接成一个件，所述操控臂的一侧设置E工艺块，所述A工艺块、B工艺块、C工艺块、工艺块D及E工艺块上均设有定位销孔；然后再将分解的零件用氩弧焊、或激光焊、或真空电子束焊接成型。工艺块用作焊前机加工和焊接组装定位，成型后切除。为保证外形尺寸精度，焊后需在真空炉中用热定型工具进行热定型。不难看出，上述熔焊方法不仅加工过程复杂，而且焊缝质量难以保证，特别是焊缝中的气孔缺陷无法控制，合格率很低，因此生产成本非常闻。
[0004]由此可见，上述钛合金异形翼结构复杂，在制造上具有一定难度。为了解决上述钛合金异形翼的制造问题，提高质量、减低生产成本是长期困扰相关业者的技术难题。因此如何能创设一种新的钛合金异形翼的制造方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需解决的难题。
[0005]本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种钛合金异形翼的扩散焊制造方法。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
【发明内容】
[0006]本发明的主要目的在于，克服现有的采用熔焊方法制造钛合金异形翼存在的质量无法保证的问题，而提供一种新的钛合金异形翼的扩散焊制造方法，所要解决的技术问题是确保产品的精度、一致性和焊缝质量。
[0007]本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种钛合金异形翼的扩散焊制造方法，其中包括以下步骤:
[0008]( I)分解零件并设置工艺块，将整个钛合金异形翼沿中间层面分为上下两部分，在主接头两端、轴孔座顶部及四个连接件的端部分别设置A工艺块、B工艺块、C工艺块及D工艺块，且在A工艺块、B工艺块、C工艺块及D工艺块上均设有定位销孔；
[0009](2)按图机械切削加工上述上、下两部分分解零件的坯料，所述坯料仅加工连接件的Cl形槽部分、轴孔座的侧板孔部分及主接头、轴孔座、操控臂及四个连接件的侧面；
[0010](3)焊接，将加工好的上、下两部分分解零件用销钉定位后，在真空炉中进行扩散焊;
[0011](4)机加工成型。
[0012]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0013]前述的钛合金异形翼的扩散焊制造方法，其中在步骤(3)的焊接前还对零件进行清洗及烘干，以去除油脂和氧化膜，其中包括
[0014](3-1)化学除油，除油液配方:Na3P04.12H20 45_60g/L, Na2C03.10H20:40_50g/L, Na2Si0320-35g/L,水余量；溶液温度60_90°C，除油时间15_20min，去除表面油脂；
[0015](3-2)碱洗，碱洗液的配方:NaOH 500-700g/L, NaN02 150_250g/L，水余量；溶液温度 90-100°C，碱洗时间 20-120min ；
[0016](3-3)酸洗，酸洗液的配方:HN03(65%-68%)，HF(40%)，水余量，溶液温度18_45°C，酸洗时间l_15min,去除表面氧化物；
[0017](3-4)水洗、烘干，采用去离子水清洗，温度30-60°C，保证有充分的水流入清洗槽，在最后的清洗阶段应采用冲洗，以保证零件表面不受污染；在有鼓风机的烘干箱内烘干，烘干温度 100-150°C，时间 20-30min。
[0018]前述的钛合金异形翼的扩散焊制造方法，其中步骤(3)所述在真空炉中进行真空扩散焊的参数为:预压压力0.5M Pa，抽真空至真空度1.33X10-3Pa以上，升温至900-925°C，保温时间30-90min，工作压力0.5_2MPa，加压过程分步进行，逐步加压，在保温时间内每十分钟加压0.1MPa直至 工作压力，升温速度每小时不超过100°C，扩散焊保温时间过后，降温速度应≤50°C /h，在整个降温过程中真空度保持在5X 10-3Pa以下，至50°C将工件取出。
[0019]本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明钛合金异形翼的扩散焊制造方法可达到相当的技术进步性及实用性，具有产业上的利用价值，其至少具有下列优点:
[0020]1、本发明的方法采用从中心层面分解成上下两部部分，从而解决连接件的长度过长，以及操控臂妨碍轴孔座侧板孔5的加工问题，采用真空扩散焊解决了熔化焊焊缝质量问题及焊接变形的难题，极大地提高了产品合格率，大幅降低生产成本，提高经济效益，在使用的实用性及成本效益上，确实完全符合产业发展所需，相当具有产业利用价值。
[0021]2、本发明的方法采用焊后再机加工外形的工艺，从而保证了钛合金异形翼的尺寸精度和一致性，使产品完全能达到技术要求。
[0022]3、本发明所省略了熔焊所需的焊接工装，进一步降低了生产成本。
[0023]综上所述，本发明的钛合金异形翼的扩散焊制造方法，具有上述诸多优点及实用价值，在制造方法及结构上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，具有增进的突出功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
[0024]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本发明所要加工的钛合金异形翼的外观立体图。
[0026]图2是本发明所要加工的钛合金异形翼的分解零件立体图。
[0027]图3是本发明钛合金异形翼的的制造方法的工艺流程图。
[0028]图4是本发明钛合金异形翼的组装焊接示意图。
【具体实施方式】
[0029]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的钛合金异形翼的扩散焊制造方法的【具体实施方式】、制造方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0030]请参阅图2、图3、图4所示，本发明较佳实施例的钛合金异形翼的扩散焊制造方法，其主要包含以下步骤(如图3所示):
[0031](I)分解零件并设置工艺块，(请参阅图2)将整个钛合金异形翼沿中间层面分为上、下两部分1、II，在主接头两端、轴孔座顶部及四个连接件的端部分别设置A工艺块I1、II1、B工艺块12、112、C工艺块13、113及D工艺块14、114，且在A工艺块、B工艺块、C工艺块及D工艺块上均设有定位销孔8 ；
[0032](2)按图机械切削加工上述上、下两部分分解零件的坯料，所述坯料仅加工连接件的Cl形槽部分、轴孔座的侧板孔部分及主接头、轴孔座、操控臂及四个连接件的侧面；适当增加扩散焊的变形量及外形的机加工裕量。
[0033](3)焊接，如图4所示，将加工好的上、下两部分分解零件用销钉通过销钉孔定位后，在真空炉中进行扩散焊；
[0034](4)机加工成型。
[0035]在步骤(3)的焊接前还对零件进行清洗及烘干，以去除油脂和氧化膜，其中包括
[0036](3-1)化学除油，除油液配方:Na3P04.12H20 45_60g/L, Na2C03.10H20:40_50g/L, Na2Si03 20_35g/L，水余量；溶液温度60_90°C，除油时间15_20min，去除表面油脂；
[0037](3-2)碱洗，碱洗液的配方:NaOH 500-700g/L, NaN02 150_250g/L，水余量；溶液温度 90-100°C，碱洗时间 20-120min ；
[0038](3-3)酸洗，酸洗液的配方:HN03(65%-68%)，HF(40%)，水余量，溶液温度18_45°C，酸洗时间l_15min,去除表面氧化物；
[0039](3_4)水洗、烘干,米用去尚子水清洗,温度30_60°C,保证有充分的水流入清洗槽，在最后的清洗阶段应采用冲洗，以保证零件表面不受污染；在有鼓风机的烘干箱内烘干，烘干温度 100-150°C，时间 20-30min。
[0040]步骤(3)所述在真空炉中进行真空扩散焊的参数为:预压压力0.5MPa，抽真空至真空度1.33X10-3Pa以上，升温至900-925°C，保温时间30_90min，工作压力0.5_2MPa，加压过程分步进行，逐步加压，在保温时间内每十分钟加压0.1MPa直至工作压力，升温速度每小时不超过100°C，扩散焊保温时间过后，降温速度应< 50°C /h，在整个降温过程中真空度保持在5X10-3Pa以下，至50°C将工件取出。
[0041]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种钛合金异形翼的扩散焊制造方法，其特征在于包括以下步骤: (1)分解零件并设置工艺块，将整个钛合金异形翼沿中间层面分为上下两部分，在主接头两端、轴孔座顶部及四个连接件的端部分别设置A工艺块、B工艺块、C工艺块及D工艺块，且在A工艺块、B工艺块、C工艺块及D工艺块上均设有定位销孔； (2)按图机械切削加工上述上、下两部分分解件的坯料，所述坯料仅加工连接件的Cl形槽部分、轴孔座的侧板孔部分及主接头、轴孔座、操控臂及四个连接件的侧面； (3)焊接，将加工好的上、下两部分分解零件用销钉定位后，在真空炉中进行扩散焊； (4)机加工成型。
2.根据权利要求1所述的钛合金异形翼的扩散焊制造方法，其特征在于在步骤(3)的焊接前还对零件进行清洗及烘干，以去除油脂和氧化膜，其中包括 (3-1)化学除油，除油液配方:Na3P04.12H20 45_60g/L，Na2CO3.IOH20:40_50g/L, Na2Si0320-35g/L,水余量；溶液温度60_90°C，除油时间15_20min，去除表面油脂； (3-2)碱洗，碱洗液的配方:Na0H500-700g/L，NaN02150-250g/L，水余量；溶液温度90-100°C，碱洗时间 20-120min ； (3-3)酸洗，酸洗液的配方:HN03 (65%-68%), HF (40%)，水余量，溶液温度18_45°C，酸洗时间l_15min，去除表面氧化物； (3-4)水洗、烘干，采用去离子水清洗，温度30-60°C，保证有充分的水流入清洗槽，在最后的清洗阶段应采用冲洗，以保证零件表面不受污染；在有鼓风机的烘干箱内烘干，烘干温度 100-150°C，时间 20-30min。
3.根据权利要求1所述的钛合金异形翼的扩散焊制造方法，其特征在于步骤(3)所述在真空炉中进行真空扩散焊的参数为:预压压力0.5MPa，抽真空至真空度1.33 X 10?以上，升温至900-925°C，保温时间30-90min，工作压力0.5_2MPa，加压过程分步进行，逐步加压，在保温时间内每十分钟加压0.1MPa直至工作压力，升温速度每小时不超过100°C，扩散焊保温时间过后，降温速度应≤500C /h，在整个降温过程中真空度保持在5X10_3Pa以下，至以下50°C将工件取出。
【文档编号】B23P15/00GK103521917SQ201310539680
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年11月5日
【发明者】胡鑫, 王振强, 李波, 胡建国, 何东, 马刚刚, 赵林森, 杜娟, 王鑫, 蔡洪 申请人:什邡市明日宇航工业股份有限公司