CN102518630A - 基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法 - Google Patents

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陈文亮
潘国威
黄志祥
潘勇
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Abstract

本发明公开了一种基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法，该方法将钛合金铆钉插入工程陶瓷构件上的连接孔内，然后使钛合金铆钉在连接设备的执行机构作用下经过弹性变形过程、摩擦加热过程、铆接成形过程、成形保持冷却过程和铆接结束过程将工程陶瓷构件紧密连接。本发明提供的基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法，可操作性强、工作效率高、适用范围广泛，加工制备得到的工程陶瓷结构通过钛合金铆钉紧密连接，结构稳固牢靠耐用、环境适应性好，可克服现有技术中胶接、钎焊、扩散焊等工程陶瓷结构连接工艺方法的诸多不足。

Description

基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法
技术领域
本发明涉及一种工程陶瓷结构件的连接工艺方法，具体涉及一种基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法，该方法适用于航空航天领域中各工程陶瓷零部件结构的连接。
背景技术
工程陶瓷结构具有高硬度、高强度、高耐热性和抗氧化性等优良特点，具有极其广泛的应用前景，尤其是在未来航空航天领域具有很大的应用潜力，工程陶瓷结构常根据实际需要由多个工程陶瓷件连接而成，目前工程陶瓷结构常见的连接方式有胶接、钎焊、扩散焊等。胶接方式获得的工程陶瓷连接结构存在易于老化，环境适应性差及可靠性低等缺陷；钎焊会影响陶瓷的界面显微结构，形成的液相在冷却凝固过程中发生体积收缩，容易产生较大的局部热应力，且环境适应性差；扩散焊要求陶瓷结构连接界面抛光呈镜面，操作复杂，工作效率低，工艺性差；机械连接虽然具有可靠、稳定、适应性强及更换方便等优点，但对于陶瓷结构来说，其连接通常存在工艺实现困难，且连接过程中陶瓷结构易发生脆性破裂、连接不紧密。
目前工程陶瓷结构连接困难且技术上难以实现，极大限制了工程陶瓷结构的应用与推广，因此，很有必要在现有技术的基础之上，设计研究出一种可操作性强、加工效率高的工程陶瓷结构的连接工艺方法。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种易操作实施、加工效率高的基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法，该方法加工制备得到的工程陶瓷结构稳固牢靠、环境适应性好、适用范围广泛。
技术方案：为了实现以上目的，本发明所采取的技术方案为：
一种基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法，它包括以下步骤：
a、弹性变形过程：根据连接结构件的尺寸确定钛合金铆钉的直径和长度，然后将钛合金铆钉插入第一工程陶瓷构件和第二工程陶瓷构件的连接孔内。连接设备的执行机构压向钛合金铆钉的两端迫使钛合金铆钉弹性变形，从而与第一工程陶瓷构件和第二工程陶瓷构件的连接孔壁充分接触；
b、摩擦加热过程：启动连接设备的执行机构的旋转功能，并带动钛合金铆钉沿连接孔的中心轴线高速旋转，此时连接设备的执行机构轴向不进给，摩擦产生的热量对钛合金铆钉进行加热；
c、铆接成形过程：当测温装置测得钛合金铆钉温度达到最佳成形温度范围时，连接设备的执行机构按进给加工程序从两端压向钛合金铆钉，钛合金铆钉受到两端进给力变形，并在两端形成镦头将第一工程陶瓷构件和第二工程陶瓷构件连接，完成铆接成形过程，此时停止连接设备的执行机构的进给与旋转；
d、成形保持冷却过程：保持连接设备的执行机构进给与旋转停止的状态，以保证结构成形充分；
e、铆接结束过程：结构充分冷却后，松开连接设备的执行机构，完成整个连接过程。
作为优选方案，以上所述的基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法，其中步骤b中连接设备的执行机构的旋转速度为1000至2000转/分钟。连接设备的执行机构压在钛合金铆钉的两端，当执行机构高速旋转时就可带动钛合金铆钉一起高速旋转，通过机械摩擦产生热量加热钛合金铆钉，当达到钛合金铆钉最佳成形温度范围时，连接设备的执行机构轴向进给，使钛合金铆钉迅速成形将第一工程陶瓷构件和第二工程陶瓷构件连接，操作效率高。
作为优选方案，以上所述的基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法，其中步骤c中的钛合金铆钉加热成形温度范围为350℃至500℃，作为更优选的方案，步骤c中的钛合金铆钉加热成形温度范围为400℃至420℃，当钛合金铆钉加热温度达到此温度范围时，具有最佳的成形性能，如温度过低钛合金铆钉的成形效果差，但温度过高钛合金铆钉变形公差大，因此本发明根据钛合金铆钉的性能特征，经过试验筛选得到其最佳成形温度范围，在执行机构的作用力下使工程陶瓷构件紧密连接成形。
作为优选方案，以上所述的基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法，所述的连接设备的执行机构实现对钛合金铆钉的可靠夹紧，具有高的机械强度和耐摩擦功能。
有益效果：本发明提供的基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法与现有技术相比具有以下优点：
发明提供的基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法，可操作性能强、工作效率高，适用范围广泛，可用于加工制备适用于航空航天领域中工程陶瓷零部件结构等各种工程陶瓷结构；本发明提供的方法加工制备得到的工程陶瓷结构通过钛合金铆钉紧密连接，结构稳固牢靠耐用、环境适应性好。
本发明提供的基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法，可克服现有技术中胶接、钎焊、扩散焊等工程陶瓷结构连接工艺方法的诸多不足。
附图说明
图中：1-第一工程陶瓷构件，2-第二工程陶瓷构件，3-钛合金铆钉，4-连接设备的执行机构，5-测温装置。
图1是步骤a中弹性变形过程的结构示意图。
图2是步骤b中连接设备的执行机构带动钛合金铆钉高速旋转，通过摩擦加热钛合金铆钉的结构示意图。
图3是步骤c中连接设备的执行机构带动铆钉高速旋转，并进行轴向进给，使钛合金铆钉成形的结构示意图。
图4是步骤d中连接设备的执行机构进给和旋转停止，保持此状态以保证结构成形充分的结构示意图。
图5是步骤e中连接设备的执行机构与钛合金铆钉分离，工程陶瓷构件形成紧密可靠连接的结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法，它包括以下步骤：
a、如图1所示，根据连接结构的尺寸确定钛合金铆钉3的直径和长度，然后将钛合金铆钉3插入第一工程陶瓷构件1和第二工程陶瓷构件2的连接孔内。连接设备的执行机构4压向钛合金铆钉3的两端迫使钛合金铆钉3弹性变形与第一工程陶瓷构件1和第二工程陶瓷构件2的连接孔壁充分接触；
b、如图2所示，启动连接设备的执行机构4的旋转功能，并带动钛合金铆钉3沿连接孔的中心轴线高速旋转，此时连接设备的执行机构4轴向不进给，摩擦产生的热量对钛合金铆钉3进行加热；
c、如图3所示，当测温装置5测得钛合金铆钉3温度达到最佳成形温度范围时，连接设备的执行机构4沿进给加工程序从两端压向钛合金铆钉3，钛合金铆钉3受到进给力变形，并在两端形成镦头将第一工程陶瓷构件1和第二工程陶瓷构件2连接，此时停止连接设备的执行机构4的进给和旋转；
d、如图4所示，保持连接设备的执行机构4进给与旋转停止的状态，以保证结构成形充分；
e、如图5所示，结构充分冷却后，松开连接设备的执行机构4，完成整个连接过程。
以上所述的基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法，步骤b中连接设备的执行机构4的旋转速度为1000至2000转/分钟，并且所述的钛合金铆钉3加热温度范围为350℃至500℃，在该温度范围内具有最佳的热成形性能。
以上所述的基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法，所述的连接设备的执行机构4实现对钛合金铆钉的可靠夹紧。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法，其特征在于，它包括以下步骤：
a、根据连接结构件的尺寸确定钛合金铆钉(3)的直径和长度，然后将钛合金铆钉(3)插入第一工程陶瓷构件(1)和第二工程陶瓷构件(2)的连接孔内；然后连接设备的执行机构(4)压向钛合金铆钉(3)的两端迫使钛合金铆钉(3)变形与第一工程陶瓷构件(1)和第二工程陶瓷构件(2)的连接孔壁充分接触；
b、启动连接设备的执行机构(4)的旋转功能，并带动钛合金铆钉(3)沿连接孔的中心轴线高速旋转，此时连接设备的执行机构(4)轴向不进给，摩擦产生的热量对钛合金铆钉(3)进行加热；
c、当测温装置(5)测得钛合金铆钉(3)温度达到最佳成形温度范围时，连接设备的执行机构(4)按进给加工程序从两端压向钛合金铆钉(3)，钛合金铆钉(3)受到进给力变形，并在两端形成镦头将第一工程陶瓷构件(1)和第二工程陶瓷构件(2)连接，此时停止连接设备的执行机构(4)的进给与旋转；
d、保持连接设备的执行机构(4)进给与旋转停止的状态，以保证结构成形充分；
e、结构充分冷却后，松开连接设备的执行机构(4)，完成整个连接过程。
2.根据权利要求1所述的基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法，其特征在于，步骤b中连接设备的执行机构(4)的旋转速度为1000至2000转/分钟。
3.根据权利要求1所述的基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法，其特征在于，步骤c所述的钛合金铆钉(3)加热成形温度范围为350℃至500℃。
4.根据权利要求3所述的基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法，其特征在于，步骤c所述的钛合金铆钉(3)加热成形温度为400℃至420℃。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109433997A (zh) * 2018-12-27 2019-03-08 南京航空航天大学 一种旋转摩擦挤压铆接装置及其铆接方法
CN109433996A (zh) * 2018-12-27 2019-03-08 南京航空航天大学 一种双面旋转摩擦挤压铆接装置及其铆接方法
CN110035841A (zh) * 2016-09-15 2019-07-19 舍弗勒技术股份两合公司 用于构造由脆性金属材料制成的铆钉头的方法
CN113732230A (zh) * 2021-08-06 2021-12-03 哈尔滨工业大学 一种双重连接模式的摩擦铆焊装置及铆焊方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3878356A (en) * 1973-09-27 1975-04-15 Cleveland E Roye Diffusion band riveting method
JPS5527457A (en) * 1978-08-17 1980-02-27 Mitsubishi Electric Corp Riveting method
SU1754312A1 (ru) * 1989-07-03 1992-08-15 Научно-Производственное Объединение "Автопромсварка" Способ клепки
US20040194284A1 (en) * 2003-04-07 2004-10-07 Pei-Chung Wang Adhesive encapsulated blind rivet system
JP2008137066A (ja) * 2006-11-10 2008-06-19 Hino Motors Ltd 部材接合構造
CN102141068A (zh) * 2010-01-29 2011-08-03 谢智庆 铆接结构及其方法
CN102248112A (zh) * 2011-06-10 2011-11-23 郑州大学 一种轻金属板材的搅拌摩擦铆接装置及铆接方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3878356A (en) * 1973-09-27 1975-04-15 Cleveland E Roye Diffusion band riveting method
JPS5527457A (en) * 1978-08-17 1980-02-27 Mitsubishi Electric Corp Riveting method
SU1754312A1 (ru) * 1989-07-03 1992-08-15 Научно-Производственное Объединение "Автопромсварка" Способ клепки
US20040194284A1 (en) * 2003-04-07 2004-10-07 Pei-Chung Wang Adhesive encapsulated blind rivet system
US7017255B2 (en) * 2003-04-07 2006-03-28 General Motors Corporation Adhesive encapsulated blind rivet system
JP2008137066A (ja) * 2006-11-10 2008-06-19 Hino Motors Ltd 部材接合構造
CN102141068A (zh) * 2010-01-29 2011-08-03 谢智庆 铆接结构及其方法
CN102248112A (zh) * 2011-06-10 2011-11-23 郑州大学 一种轻金属板材的搅拌摩擦铆接装置及铆接方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张开富等: "壁板自动钻铆行为及变形分析技术综述", 《先进连接技术》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110035841A (zh) * 2016-09-15 2019-07-19 舍弗勒技术股份两合公司 用于构造由脆性金属材料制成的铆钉头的方法
CN109433997A (zh) * 2018-12-27 2019-03-08 南京航空航天大学 一种旋转摩擦挤压铆接装置及其铆接方法
CN109433996A (zh) * 2018-12-27 2019-03-08 南京航空航天大学 一种双面旋转摩擦挤压铆接装置及其铆接方法
WO2020133974A1 (zh) * 2018-12-27 2020-07-02 南京航空航天大学 一种双面旋转摩擦挤压铆接装置及其铆接方法
CN113732230A (zh) * 2021-08-06 2021-12-03 哈尔滨工业大学 一种双重连接模式的摩擦铆焊装置及铆焊方法
CN113732230B (zh) * 2021-08-06 2022-07-05 哈尔滨工业大学 一种双重连接模式的摩擦铆焊装置及铆焊方法

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