Способ изготовления многослойных металлических панелей



Способ изготовления многослойных металлических панелей
Способ изготовления многослойных металлических панелей

 


Владельцы патента RU 2537980:

Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" (RU)

Изобретение может быть использовано для изготовления многослойных металлических панелей, например, в аэрокосмическом машиностроении. Предварительно листы заполнителя локально соединяют между собой по пересекающимся зонам. Сваренные листы заполнителя размещают в штампе между листами обшивок и нагревают. Производят формование ячеек заполнителя путем подачи газа под давлением между листами заполнителя с осуществлением диффузионной сварки ячеек между собой и с листами обшивок. Одновременно с этим в полость штампа подают аргон с температурой 400-600°C для осуществления пластической деформации титанового сплава при температуре ниже 700°C, что связано с изменением диффузионной подвижности легирующих элементов замещения и их перераспределением в твердых α- и β-растворах титана. Способ обеспечивает повышение прочностных характеристик металлических панелей и уменьшение нестабильности геометрических размеров. 2 ил.

 

Изобретение относится к сварке давлением и подогревом и может быть использовано для изготовления многослойных металлических панелей в различных отраслях аэрокосмического машиностроения.

Известны способы изготовления многослойных металлических панелей, при которых листовые заготовки заполнителя собирают в пакет, предварительно соединяют между собой электроконтактной сваркой в определенных местах, затем располагают их между обшивками и размещают в печи, где нагревают до определенной температуры и при помощи штампа производят формовку и сварку заполнителя с обшивкой давлением газа (патенты США №39201754, 1975 г., №4882833, 1987 г., а также А.с. СССР №1662790, В23К20/14, 1991 г.).

Наиболее близким по набору существенных признаков является техническое решение по а.с. СССР №1606287, В23К/14, 1990 г., которое было принято авторами за прототип.

Недостатком данного способа является появление нестабильности геометрических размеров многослойной металлической конструкции, что одновременно приводит к снижению прочностных характеристик и качества продукции.

Предварительно листы заполнителя (фиг.1) локально соединяют между собой по пересекающимся зонам, в местах пересечения которых выполняют сквозные отверстия диаметром, не превышающим половины ширины зоны соединения. Сваренные листы заполнителя размещают в штампе между листами обшивок, нагревают их и производят формование ячеек заполнителя путем подачи газа под давлением между листами заполнителя, осуществляя диффузионную сварку ячеек между собой и с листами обшивок. В процессе формования осуществляют контроль избыточного давления в полости обшивок, по увеличению которого судят о качестве обшивки.

Целью изобретения является повышение прочностных характеристик титанового сплава и уменьшение нестабильности геометрических размеров путем одновременного охлаждения с деформированием и сваркой многослойных металлических панелей.

Способ изготовления многослойных металлических панелей осуществляется следующим образом.

Предварительно листы 1 и 2 (фиг.2) заполнителя локально соединяют между собой по пересекающимся зонам 3 и 4, в местах пресечения которых выполняют сквозные отверстия 5 диаметром, не превышающим половины ширины зоны соединения. Материал листов - титановый сплав ВТ6С толщиной 1,2 мм. Затем на нижней опорной плите 6 штампа размещают обшивку 7, фиксирующие элементы 8, сваренные листы заполнителя 1 и 2, фиксирующие элементы 9 и другую обшивку 10 и сжимают их верхней опорной плитой 11. Собранный пакет нагревают в штампе до 875°C. В процессе нагрева в полость между обшивками через трубопровод 12 подают аргон под давлением 0,1 МПа, который через отверстие 5 равномерно распределяется по обеим полостям и через трубопровод 13 выходит наружу, а для того чтобы предотвратить сварку листов 1 и 2 заполнителя продувают аргоном давлением 0,4 МПа. При достижении температуры формовки давление между листами заполнителя 1 и 2 повышают до 1,5 МПа и осуществляют формование ячеек 14 и их диффузионную сварку между собой и с листами обшивок 7 и 10. Одновременно с этим через трубопровод 15 и сквозное отверстие 16 подают аргон температурой 400-600°C. В процессе формования ячеек осуществляют контроль избыточного давления в полостях между обшивками и деформируемыми ячейками 14 при помощи манометра 17.

Высокие показатели сверхпластичности при температурах на 200-400°C ниже традиционных относятся к достоинствам титановых сплавов с субмикрокристаллической структурой (Kaibyshev О.А. Superplasticity of Alloys. Yntermetallides and Geramics.Berlin: Springen-Venlag, 1992, 317 р., Kerr.W.B., Smith P.P., Robertson M.E. et all. Hydrogen as an alloying element in titanium// Titanium 80: Science and Technology. Vol. 4. Ed.H. Kimura and O.Yzumi. 1980, p 24-77-2586.) Для получения СМК-структуры в титановых полуфабрикатах используют метод интенсивной пластической деформации, которую проводят обычно ниже 700°C. Это связано с диффузионной подвижностью легирующих элементов замещения и их перераспределением в твердых α- и β- растворах титана. Если этот метод применить к титановым сплавам, то происходит следующее: повышение технологической пластичности материала при выбранных температурно-скоростных условиях деформации, а также дополнительное измельчение микроструктуры, что приводит к повышению прочностных характеристик титанового сплава ВТ6С.

Способ изготовления многослойных панелей из титановых сплавов, включающий сборку в пакет листовых заготовок заполнителя, их локальное соединение, размещение между обшивками, установку собранного пакета в штампе и его нагрев до температуры формовки, формование ячеек заполнителя и диффузионную сварку ячеек между собой и с листами обшивок за счет пластической деформации титанового сплава путем подачи газа под давлением между листами заполнителя, отличающийся тем, что одновременно с формованием ячеек и диффузионной сваркой осуществляют охлаждение пакета путем подачи в полость штампа аргона, имеющего температуру 400-600°C, для осуществления пластической деформации титанового сплава при температуре ниже 700°C.



 

Похожие патенты:
Изобретение может быть использовано при изготовлении слоистых тонкостенных титановых конструкций из листового материала, в частности, выпускных окон энергетических установок для вывода пучка электронов.

Изобретение может быть использовано при соединении деталей из титана и стали путем диффузионной сварки, в частности, для получения турбинных валов для газотурбинных двигателей.

Изобретение может быть использовано при изготовлении аппаратов для нефтегазопереработки и сварки технологических трубопроводов. После механической обработки поверхностей деталей их покрывают защитной консервирующей смазкой и соединяют между собой обработанными поверхностями.

Изобретение относится к сварке давлением, а именно к диффузионной сварке с низкоинтенсивным силовым воздействием, и может быть использовано для изготовления тонкостенных конструкций из титанового сплава ОТ4-1.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству изделий из литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе, и может быть использовано при изготовлении деталей газотурбинных двигателей, в особенности полых тонкостенных лопаток турбины.
Изобретение относится к приборостроению и может применяться при изготовлении полупроводниковых микромеханических устройств, например, чувствительных элементов интегральных датчиков.

Изобретение относится к способам неразъемного соединения изделий из сплавов на основе никелида титана (TiNi, нитинол) и представляет собой диффузионную сварку с использованием жидкой фазы.
Изобретение относится к области изготовления слоистого композиционного материала посредством диффузионной сварки листовых заготовок. .

Изобретение относится к оборудованию для сварки с подогревом, в частности к установкам для диффузионной сварки полупроводников с диэлектриками, и может быть использовано в радиотехнической, электронной и приборостроительной промышленности.

Изобретение может быть использовано при изготовлении многослойных панелей методом, предусматривающим совмещение процесса сверхпластичной формовки и диффузионной сварки, например, в аэрокосмической промышленности.

Изобретение относится к оборудованию для обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении из листовых заготовок таких изделий, как, например, сосуды давления топливных систем космических аппаратов.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к формованию заготовки желаемой конфигурации. Заготовку со средой для гидростатического прессования загружают в полость матрицы.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, более конкретно, к способам изготовления полой лопатки вентилятора газотурбинного двигателя (ГТД), состоящей из выполненных из титанового сплава обшивок и заполнителя.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к листовой штамповке, и может быть использовано при получении днищ различной формы. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности, для получения деталей типа днищ листовой штамповкой. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке материалов резанием при помощи струи воды. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для термовакуумной обработки изделий в управляемом температурном поле с целью высокоточного исполнения технических параметров склеиваемых или формуемых многослойных изделий из композиционных материалов и легких сплавов, отверждающихся при температурах выше температуры окружающей среды.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к пневмотермической формовке деталей из листовых заготовок. .

Изобретение относится к изготовлению конструктивных узлов заданной конфигурации из пакета титановых сплавов сверхпластическим формованием. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении высокотемпературной объемной штамповкой заготовок из материалов с ограниченной пластичностью. При осуществлении каждого варианта способа, включающего осадку и формообразование заготовки пуансоном в заполненной гидростатической средой матрице с созданием одновременно гидростатического давления внутри полости матрицы и вытеснением гидростатической среды в зазор между матрицей и пуансоном или через специальные фильеры в матрице, в качестве гидростатической среды используют технологический пластифицированный металл. При этом площадь сечения фильер и зазоров между матрицей и пуансоном выбирают из условия обеспечения уровня гидростатического давления в процессе деформации, превышающего предел текучести труднодеформируемого материала. По второму варианту осуществления способа штамповку осуществляют непосредственно из порошка со степенью объемной деформации по крайней мере 5%. Повышается качество и расширяются технологические возможности. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 пр.
Наверх