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超塑成形/扩散连接技术的应用进展和发展趋势
超塑成形/扩散连接技术的应用进展和发展趋势

 

超塑成形及超塑成形/扩散连接的整体结构具有成形性好、设计自由度大、成形精确、无残余应力、零件数量少等优点,在减轻飞行器结构重量、降低生产成本方面显示极大的优越性,被誉为现代航空航天工业生产的开创性技术.成形是利用某些材料在特定条件下具有极好的变形能力这一特性而发展起来的一种成形工艺,采用超塑成形工艺能够制造出常规工艺难以成形的复杂结构,而且没有回弹,能够保证成形零部件的精度,加工重复性好[4]。扩散连接是利用被连接材料的表面在不足以引起塑性变形的压力和低于被连接工件熔点的温度条件下, 使接触面通过原子间相互固态扩散而形成连接的方法。

对于钛合金而言,材料的超塑成形温度和扩散连接温度接近,可以在一个热循环中完成成形和连接2个工艺过程,从而制造出复杂外形曲面、内筋加强的空心整体构件。与传统铆接结构和螺接结构相比,SPF/DB 结构大大减少了零件和工装数量,并有效消除了紧固孔引起的裂纹源,从而使其结构耐久性和损伤容限有了大幅度的提高和改善。

超塑成形/扩散连接整体构件的基本结构形式都可按照设计要求进行适当改进,以满足特殊零件的制造要求。在典型的三层和四层超塑成形整体结构工艺制造过程中,内层芯板先根据构件加强要求的形式进行封边焊接,然后面板和芯板沿周边扩散连接并气压成形,最后在超塑成形温度和压力下,完成芯板之间以及芯板与面板之间的扩散连接。整个过程只需一个成形模,不需要中间退火或其他热处理,大大减少了工装和零件制造、装配的工作量,同时达到明显减重、降低制造成本的目的。超塑成形整体构件的内部结构形式和尺寸可通过止焊剂图形的调整来改变,从而使得结构设计灵活、自由。

 

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