Способ изготовления металлических панелей


 


Владельцы патента RU 2555259:

Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" (АО "ВПК "НПО машиностроения") (RU)

Изобретение может быть использовано для получения металлических панелей из титановых сплавов. Изготавливают заготовки заполнителя из двух листов титанового сплава ВТ6 толщиной 1 мм с продольной формой прокатки. Пакет листовых заготовок обваривают по контуру и проваривают рядом непрерывных ортогональных швов. Собранный пакет размещают между листами обшивок и нагревают в печи до температуры 800°C. Осуществляют формообразование заполнителя путем подачи в него газа под давлением. Скорость деформации ξ заполнителя при формовании выбирают из условия 5·10-4с-1<ξ<1·10-2с-1. Способ обеспечивает повышение прочностных характеристик готовых изделий за счет увеличения сверхпластичности и существенного снижения газонасыщенного поверхностного слоя. 1 ил.

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления металлических панелей в различных отраслях аэрокосмического машиностроения.

Известны способы изготовления металлических панелей, при котором листовые заготовки заполнителя собирают в пакет, предварительно соединяют между собой электронно-контактной сваркой в определенных местах, затем их располагают между обшивками и размещают в печи, где нагревают до определенной температуры и производят формовку и сварку заполнителя давлением газа (патенты США №39001754, 1975, №3920175, 1976, №4882833, 1987, а также А.с. СССР №1662790, В23К 20/14, 1991).

Наиболее близким по набору существенных признаков является техническое решение по А.с. СССР №1606287, В23К 20/14, 1990 г., которое было принято авторами за ближайший аналог.

Недостатком данного способа является то, что при использовании титановых листов типа ВТ6 (налог Ti-6Al-4V), который проявляет сверхпластические свойства при температурах 850-950°C и при скоростях деформации 1·10-4 с-1 …1·10-2 с-1, требуется использовать дорогостоящую жаропрочную оснастку, что приводит к газонасыщению поверхностного слоя изделия, а это, в свою очередь, снижает прочностные характеристики и ухудшает качество продукции.

Как показывают экспериментальные исследования ["Superplastic forming gas pressure of titanium alloy bellows" / W. Gang, Z. Karfeng, G. Jun, R. Xueyu - Department of Plasticity Technology, Shanghai Jiaotong University, China, oct. 2004], пластичность титанового листа изменяется не только от изменений толщины, скорости деформирования, температуры формования, но и от направления прокатки готового листа. Характер зависимости напряжения течения и коэффициента скоростной чувствительности m от скорости деформации листов одинаковой толщины совершенно одинаков, однако напряжение течения изменяется от видов прокатки (продольной или поперечной). У листов с поперечной прокаткой, при одинаковой толщине, коэффициент m ниже, чем у листов с продольной прокаткой. Исходя из этого, в зависимости от вида прокатки необходимо изменить либо температуру формования, либо скорость деформации или оба этих показателя одновременно для получения наилучшего эффекта сверхпластичности.

Целью настоящего изобретения является повышение прочностных характеристик готовых изделий и улучшение качества продукции за счет увеличения сверхпластичности и существенного снижения газонасыщенного поверхностного слоя, путем подбора одинаковых титановых листов по виду прокатки и выбора оптимальных режимов температуры и скорости деформации.

Способ осуществляется следующим образом.

Изготавливают заготовки (заполнитель) из двух листов 1 и 2 (фиг.1) титанового сплава ВТ6 толщиной 1 мм с продольной формой прокатки. Пакет листовых заготовок обваривают по контуру и проваривают рядом непрерывных ортогональных швов 3. Собранный пакет загружают в печь, нагревают до температуры 800°C и подачей в него газа осуществляют формообразование заполнителя со скоростью деформации 5·10-4 c-1<ξ<1·10-2 c-1. Для листов заполнителя с поперечной прокаткой и толщиной больше 1 мм и температура формообразования и скорость деформации будет существенно отличаться.

Таким образом, выбирая оптимальные режимы температуры и скорости деформации с обязательным выбором формы прокатки, можно достичь более эффективной сверхпластичности и тем самым улучшить прочностные характеристики готовых изделий за счет увеличения коэффициента m и получения СМК - структуры с меньшим размером зерен.

Способ изготовления металлических панелей из титановых сплавов, включающий сборку листовых заготовок заполнителя в пакет, предварительное соединение их между собой в заданных местах электроконтактной сваркой, герметизацию пакета по периметру, размещение его между листами обшивок, нагрев собранного пакета и формование заполнителя с обшивками подачей газа под давлением, отличающийся тем, что пакет собирают из листовых заготовок одинаковой толщины 1 мм после продольной прокатки, нагрев собранного пакета осуществляют в печи до температуры не более 800°C, а формование заполнителя производят со скоростью деформации 5·10-4 c-1<ξ<1·10-2 c-1.



 

Похожие патенты:

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

Изобретение может быть использовано для изготовления многослойных металлических панелей в авиакосмическом машиностроении. Осуществляют сборку пакета путем локального соединения листов заполнителя и размещения их между обшивками.

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 способам изготовления слоистых изделий, состоящих из слоев сотовой структуры, а именно тонкостенных титановых сотовых заполнителей для многослойных изделий различной протяженностью с развитой поверхностью контактирования, например сотовых панелей, применяемых в авиационной и ракетно-космической промышленностях.

Изобретение относится к области изготовления слоистых листовых конструкций (панелей) из алюминиевых сплавов методом формовки-сварки и может быть использовано в авиационно-космической промышленности для производства радиаторов системы терморегулирования.

Способ может быть использован при изготовлении титановых конструкций методом сварки трением с перемешиванием. Соединяют сваркой титановые листы (802, 804) с образованием заготовки, имеющей несколько литых зон швов (918).

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к тем его отраслям, где осуществляется производство турбин, и может быть использовано при изготовлении компрессорных и турбинных лопаток газотурбинных двигателей, лопаток турбокомпрессорных агрегатов жидкостных реактивных двигателей и различных паровых турбин.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в машиностроении при формовке деталей из листовых заготовок. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в машиностроении при гидравлической формовке полых деталей с отводами. .

Изобретение относится к обработке материалов давлением, в частности к способам получения отверстий преимущественно в толстолистовых заготовках из композиционных материалов.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, конкретно - к способам соединения обжатием витых металлорукавов с арматурой. .
Изобретение может быть использовано при изготовлении сверхпластической формовки изделий сложной формы, в частности лопаток компрессора. Изготавливают лопатки компрессора из высокопрочного титанового сплава ВТ6 на основе эвтектоидной системы легирования. Производят горячую деформацию газовой формовкой с использованием эффекта сверхпластичности при температуре от 870°C до 1000°C и скорости деформации 10-4 с-1. Проводят термическую обработку готовых лопаток компрессора при температуре от 870 до 950°C с продолжительностью выдержки при гомогенизации и старении от 450 до 600°C. Изобретение обеспечивает оптимизацию технологического процесса при улучшении механических свойств лопаток, а именно прочности, жаропрочности, вязкости разрушения.
Наверх