复杂型面钛合金零件结构的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112453834A(43)申请公布日2021.03.09(21)申请号202011304376.3(22)申请日2020.11.19(71)申请人中国航空制造技术研究院地址100024北京市朝阳区八里桥北东军庄1号(72)发明人李志强赵冰陈玮(51)Int.Cl.B23P15/00(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称复杂型面钛合金零件结构的制备方法(57)摘要本发明涉及金属塑性成形技术领域，特别是涉及一种复杂型面钛合金零件结构的制备方法。该方法中，首先对原材料丝材表面进行酸洗，根据零件外形编织成金属布，然后将多层金属布叠层后，采用包套包覆后，然后经过封焊、焊接抽气管、烘焙、封装等工艺过程，获得预制坯，然后放入到热等静压炉中，在高温高压条件下进行热等静压，实现丝材之间的扩散连接，从而制备出一种或者是多种材料的钛合金复杂型面的结构件；通过上述方式获得的结构件材料利用率高，数控加工量小，制造成本低；通过将编织的二维金属布逐层放入到包套然后进行热等静压处理的方式可以避免原材料温度和变形不均匀现象，进而组织和性能的均匀性好。CN112453834ACN112453834A权利要求书1/2页1.一种复杂型面钛合金零件结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：对原材料丝材表面进行酸洗；根据零件外形，获得零件二维平面的展开图形；根据二维平面的展开图形，将原材料丝材编织出相应图形的多层二维金属布；将编织的二维金属布逐层放入到金属包套中，然后经过焊接，和/或烘焙，和/或封装工艺，获得预制坯；将预制坯装入到热等静压炉中，进行热等静压处理；取出预制坯之后，通过数控加工的方法去除金属包套；采用数控加工的方法，对去除金属包套后的结构件进行后续加工，获得复杂型面的钛合金零件。2.根据权利要求1所述的复杂型面钛合金零件结构的制备方法，其特征在于：在步骤根据零件外形，获得零件二维平面的展开图形中，当零件是板状零件，则将板材展开，获得二维平面的展开图形。3.根据权利要求1所述的复杂型面钛合金零件结构的制备方法，其特征在于：在步骤根据零件外形，获得零件二维平面的展开图形中，当零件是块状零件，则将块状零件进行分层，获得每层的二维平面的展开图形。4.根据权利要求2所述的复杂型面钛合金零件结构的制备方法，其特征在于，在所述将预制坯装入到热等静压炉中进行热等静压处理之前，还包括步骤：将预制坯放入到热成形模具中，然后将含有预制坯的热成形模具装入热成形设备，加热至设定温度进行热成形。5.根据权利要求4所述的复杂型面钛合金零件结构的制备方法，其特征在于，还包括步骤：将预制坯装入到热等静压炉中进行热等静压时，将热成形的预制坯连同与热成形模具相同型面的工装一块装入热等静压炉中，热成形的预制坯为多件叠放。6.根据权利要求4所述的复杂型面钛合金零件结构的制备方法，其特征在于，进行热等静压的工艺参数为：860℃～960℃/100MPa～200MPa/2h～4h。7.根据权利要求5所述的复杂型面钛合金零件结构的制备方法，其特征在于，所述设定温度为700℃～850℃；所述二维金属布为同种原材料丝材编织而成或者为异种原材料丝材交错编织而成。8.根据权利要求1-7任一项所述的复杂型面钛合金零件结构的制备方法，其特征在于，所述原材料丝材为TC4钛合金丝，或者所述原材料丝材为TC4钛合金丝和AA1060铝合金丝；当所述原材料丝材为TC4钛合金丝和AA1060铝合金丝时，将TC4丝和AA1060丝材交错编织出多层二维金属布；所述金属包套为低碳钢包套或钛箔材包套，当金属包套为低碳钢包套时，在高温条件下成形时，具有较低的变形抗力；多层二维金属布中相邻层为无纬布，相邻两层无纬布的丝材为多角度排布。9.一种复杂型面钛合金零件结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：对钛合金丝表面酸洗；针对板状零件的外形，将板材展开，获得二维平面的展开图形；将钛合金丝编织出多层二维金属布；将编织的钛合金丝二维金属布叠层后放入到热成形模具中；2CN112453834A权利要求书2/2页将叠层的钛合金丝二维金属布和热成形模具，放入到低碳钢包套中，然后经过封焊、焊接抽气管、烘焙、封装工艺过程，获得预制坯；将所述预制坯装入热成形设备，对带低碳钢包套的预制坯进行热成形；取出预制坯之后，通过数控加工的方法去除低碳钢包套；采用数控加工的方法，对成形后的结构件进行后续加工，获得复杂型面的钛合金零件。10.根据权利要求9所述的复杂型面钛合金零件结构的制备方法，其特征在于，所述钛合金丝的材质为TC4；对带低碳钢包套的预制坯进行热成形时的工艺参数为：880℃～920℃/40MPa～200MPa/2h～4h。11.一种复杂型面钛合金零件结构的