CN103692172A - 一种钛合金整流叶片的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钛合金整流叶片的制造方法，包括以下工艺流程：A.坯料制备；B.加工四周螺钉孔；C.铣第一基准面；D.加工定位小孔并铣连接面；E.连接面连接前预处理；F.连接前装配；G.扩散连接；H.连接后铣加工；I.加工斜长圆孔；J.连接后期处理。本发明的钛合金整流叶片的制造方法制备的整流叶片外形表面光滑、成本低、连接牢固，而且此发明中的方法制造整流叶片的成品合格率比较高。

Description

一种钛合金整流叶片的制造方法
技术领域
本发明涉及一种整流叶片的制备方法，特别是涉及一种钛合金整流叶片的制造方法。
背景技术
原来的制造工艺为叶片材料制备→止焊处理→氩弧焊封严边→扩散连接→超塑成形→外形边缘机加工。原来的制造工艺除扩散连接设备外，还需气源系统，对设备要求高；不能预置筋格，不能预置空腔；空腔自然形成，尺寸不能过小，有局限性；加温时间长，金属晶粒度长大严重；工装结构复杂，必须有封严边；内部空腔筋格自然形成，不规则；工序多，工艺复杂；成型后表面不加工，表面精度低；部件重心离散，不可控；成型后易出现应力三角区，表面有凹坑；筋格为单向分布，受力状态差；成品率低（成品率基本在60%-80%之间）。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是提供一种外形表面光滑、成本低、连接牢固，而且成品合格率比较高的钛合金整流叶片的制造方法。
本发明的一种钛合金整流叶片的制造方法，包括以下工艺流程：
A.坯料制备：将热轧之后的板料进行水切割为坯料，以坯料一侧面作为基准按照需要坯料的尺寸对坯料进行铣加工；
B.加工四周螺钉孔：选择其中两块尺寸一致的坯料分别作为左件和右件，在左件和右件四周边缘余量上加工四周螺钉孔，所述余量为单边10-20mm，所述左件和所述右件上的四周螺钉孔位置对应；
C.铣第一基准面：将B步骤的左件和右件分别可拆卸地固定在工装底座上，铣上表面作为第一基准面；
D.加工定位销孔并铣连接面：将C步骤加工后的左件和右件翻转，使得铣好的第一基准面与工装底座表面接触，从四周螺钉孔内装入拉紧螺钉，左件和右件的中间螺钉孔处穿设有中间拉紧螺钉，中间拉紧螺钉与所述中间螺钉孔螺纹连接将左件和右件与工装底座可拆卸固定，在左件和右件的最上表面上数控打出四周定位销孔，并在数控铣出需要数量的空槽，所述各相邻空槽之间留有对接棱，并预留透气孔，透气孔处于对接棱上表面的中间位置，并与外界贯通，便于扩散焊接过程中排除空槽内空气；
E.连接面连接前预处理：将进行完D步骤的左件和右件的连接面磨平，磨至表面粗糙度达到Ra0.4以上，之后去毛刺，然后依次进行除油清洗、表面酸洗并组焊清洗烘干；
F.连接前装配：将销钉插入所述左件和右件上对应的四周定位销孔内将左件和右件定位，然后将左件和右件压平使得连接面贴合，在左件和右件四周的贴合处通过电焊将左件和右件边缘固定连接，左件和右件对应的连接面贴合，得到左件和右件的固定件；
G.扩散连接：在真空条件下，将F步骤后固定在一起的左件和右件的固定件在真空扩散连接机内扩散连接：将左件和右件的固定件放入真空扩散连接机内，关上机门，抽真空至9×10-3Pa后开始加热，在25-40分钟内温度升至350℃，然后在350℃保温并抽空至4×10-3Pa，继续加热，在25-40分钟内将温度加热至600℃，在600℃保温至4×10-3Pa后继续加热，在在25-40分钟内将温度加热至920±10℃，在920±10℃保温120-240分钟，当温度达到920℃压力增加至10-14MPa；停止加热同时停止加压，左件与右件扩算连接后的合体件降温至180℃以下，开机门，取出该合体件；
H.连接后铣加工：将G步骤得到的合体件安装在工装底座上取出销钉，以预留销孔为基准，对合体件外表面进行数控铣加工，均匀去除余量并铣出上型面和下型面，之后工装底座旋转90°，立铣榫头；
I.加工斜长圆孔12：调整工装底座的角度，电火花打斜长圆孔12；
J.连接后期处理：数控切边，钳工精细打磨边角圆弧，然后再进行表面除油处理，去除内腔和外部的多余物，采用金刚砂吹外表面，使外表面呈亚光色，再次除油清洗，烘干，然后包装出品。
本发明的一种钛合金整流叶片的制造方法还可以是：
使用水切割机对热轧之后的板料进行水切割，所述坯料尺寸大于所述最终需要的产品尺寸，以坯料的两个侧面中的任意一侧面的立面作为基准建立基准坐标，且单边向内缩放2mm，目的是将边缘轮廓线加工平整。
所述D步骤中，所述左件与右件对应的对接棱的长度之和与最终需要的产品该处尺寸一致。
所述C步骤中通过使用四周拉紧螺钉穿过所述工装底座并与所述左件和右件的四周螺钉孔螺纹连接将所述左件或右件可拆卸固定于所述工装底座上。
所述D步骤中将铣出空槽后，所述空槽四周的边缘均为锐边，所述E步骤中连接面磨平，保持空槽四周顶部边缘为锐边。
所述D步骤中工装底座中部与所述左件和右件中间位置对应处穿设有中间拉紧螺钉，中间拉紧螺钉底部通过点焊方式与工装底座可拆卸固定在一起。
所述G步骤为：在真空条件下，将F步骤后固定在一起的左件和右件的固定件在真空扩散连接机内扩散连接：将左件和右件的固定件放入真空扩散连接机内，关上机门，抽真空至9×10-3Pa后开始加热，在30分钟内温度升至350℃，然后在350℃保温并抽空至4×10-3Pa，继续加热，在30分钟内将温度加热至600℃，在600℃保温至4×10-3Pa后继续加热，在在30分钟内将温度加热至920±5℃，在920±5℃保温180分钟，当温度达到920±10℃压力增加至12MPa；停止加热同时停止加压，左件与右件扩算连接后的合体件降温至180℃以下，开机门，取出该合体件。
本发明的一种钛合金整流叶片的制造方法，采用上述步骤，相对于现有技术而言，其具有的优点是外形表面光滑、成本低、连接牢固，而且连接牢固，成品合格率比较高；其原因为本发明只需要扩散连接设备，无气源系统；可以预置筋格，可以预置空腔；可任意设计空腔；加温时间相对较短，金属晶粒度长大较小；工装结构简单，只有上下平台；内部空腔筋格预置，连接后不变化；工艺简单，可操作性好；表面为机加工型面，精度高；重心可任意设计，连接后不变化；表面无凹坑缺陷；内部结构可设计为网格状、辐射状等，受力状态好；成品率高（可以达到100%）。
附图说明
图1本发明需要制造的整流叶片的示意图。
图2本发明一种钛合金整流叶片的制造方法中使用的坯料剖切示意图。
图3本发明一种钛合金整流叶片的制造方法中整流叶片分割示意图。
图4本发明一种钛合金整流叶片的制造方法的简易流程图。
图5本发明一种钛合金整流叶片的制造方法中铣基准和加工孔示意图。
图6本发明一种钛合金整流叶片的制造方法的左件或右件与工装底座连接示意图。
图7本发明一种钛合金整流叶片的制造方法的在左件和右件扩散连接前装配后剖视图。
图8本发明一种钛合金整流叶片的制造方法的在左件或右件上铣槽侧剖图。
图号说明
1…坯料        2…四周螺钉孔     3…左件     4…右件
5…空槽    6…工装底座       7…四周拉紧螺钉   8…对接棱
9…中间拉紧螺钉  10…定位销孔      11…销钉      12…斜长圆孔
具体实施方式
下面结合附图的图1至图8对本发明的一种钛合金整流叶片的制造方法进一步详细说明。
本发明的一种钛合金整流叶片的制造方法，请参考图1至图8中相关各图，包括以下工艺流程：
A.坯料1制备：将热轧之后的板料进行水切割为坯料1，以坯料1一侧面作为基准按照需要坯料1的尺寸对坯料1进行铣加工；该步骤的作用是将板料切割为适合尺寸的坯料1方便后续加工后的产品符合要求的尺寸，其中L2和L4为需要成品的整流叶片的高度，L1为需要成品的整流叶片的底部宽度，L3为需要的成品整流叶片的顶部宽度，H为需要成品的整流叶片的厚度，而G为留存的加工余量，一般加工余量为10-20mm；
B.加工四周螺钉孔2：选择其中两块尺寸一致的坯料1分别作为左件3和右件4，在左件3和右件4四周边缘余量上加工四周螺钉孔2，所述余量为单边10-20mm，所述左件3和所述右件4上的四周螺钉孔2位置对应；这样可以方便在后续程序中与工装底座6可拆卸连接并方便铣第一基准面和铣空槽5，而且由于四周螺钉孔2是加工在左件3和右件4的余量上，因此扩散连接后会切割掉，不会影响整体的最终整流叶片的形状和结构以及外形尺寸。
C.铣第一基准面：将B步骤的左件3和右件4通过四周拉紧螺钉7分别可拆卸地固定在工装底座6上，将左件3或右件4的上表面铣第一基准面；
D.加工定位销孔10并铣连接面：将C步骤加工后的左件3和右件4翻转，使得铣好的第一基准面与工装底座6表面接触，从四周螺钉孔2内装入四周拉紧螺钉7，左件3和右件4的中间点焊拉紧螺钉，中间拉紧螺钉9将左件3和右件4与工装底座6可拆卸固定，在左件3和右件4的最上表面上数控打出四周定位销孔10，并在数控铣出需要数量的空槽5，所述各相邻空槽5之间留有对接棱8，并预留透气孔，透气孔处于对接棱8上表面的中间位置，并与外界贯通，便于扩散焊接过程中排除空槽5内空气；这样，铣加工好的空槽5和对接棱8在左件3和右件4扩散连接后连接面连接在一起，对接棱8的上表面对接扩散连接在一起，对接的左件3和右件4空槽5合并，形成需要数目的需要尺寸的空腔；而加工的定位销孔10用于后续工序中进入扩散连接装置中的定位；
E.连接面连接前预处理：将进行完D步骤的左件3和右件4的连接面磨平，磨至表面粗糙度达到Ra0.4以上，之后去毛刺，然后依次进行除油清洗、表面酸洗并清洗烘干；这样，左件3和右件4在扩散连接前经过前述的预处理，保证扩散连接过程中的连接率和成品的合格率；
F.连接前装配：将销钉11插入所述左件3和右件4上对应的四周定位销孔10内将左件3和右件4定位，然后将左件3和右件4压平使得连接面贴合，在左件3和右件4四周的贴合处通过点焊将左件3和右件4边缘固定连接，左件3和右件4对应的连接面贴合，得到左件3和右件4的固定件；这样，贴合后的左件3和右件4在扩散连接步骤中才能很好地进行扩散连接，如果没有贴合，则扩散连接效果不好，连接合格率低；
G.扩散连接：在真空条件下，将F步骤后固定在一起的左件3和右件4的固定件在真空扩散连接机内扩散连接：将左件3和右件4的固定件放入真空扩散连接机内，关上机门，抽真空至9×10-3Pa后开始加热，在25-40分钟内温度升至350℃，然后在350℃保温并抽空至4×10-3Pa，继续加热，在25-40分钟内将温度加热至600℃，在600℃保温至4×10-3Pa后继续加热，在在25-40分钟内将温度加热至920±10℃，在920±10℃保温120-240分钟，当温度达到920℃压力增加至10-14MPa；停止加热同时停止加压，左件3与右件4扩算连接后的合体件降温至180℃以下，开机门，取出该合体件；经过本步骤的扩散连接，连接合格率高，成品率高而且连接牢固，不容易损坏。
H.连接后铣加工：将G步骤得到的合体件安装在工装底座6上取出销钉11，以预留销孔为基准，对合体件外表面进行数控铣加工，均匀去除余量并铣出上型面和下型面，之后工装底座6旋转90°，立铣榫头；在本步骤中，首先将需要的整流叶片的尺寸变为模拟化的精确的模型，根据该模型确定并控制数控机床在铣加工的过程中将整流叶片的外形加工成为与需要的成品的整流叶片的外形一致；
I.加工斜长圆孔12：调整工装底座6的角度，电火花打斜长圆孔12，此孔用于空气流动，起换热作用；
J.连接后期处理：数控切边，钳工精细打磨边角圆弧，然后再进行表面除油处理，去除内腔和外部的多余物，采用金刚砂吹外表面，使外表面呈亚光色，再次除油清洗，烘干，然后包装出品。
其中，在水切割板料的时候使用的是水切割机，可以使用广东奥拓福公司生产销售的ATW3020号水切割机；而铣加工则可以使用美国哈斯公司生产的型号为FV-3的立式加工中心，在本领域中，立式加工中心为加工装置；表面磨平加工则可以使用天津磨床公司生产的型号为MT120的平面磨床；使左件3、右件4压贴合的液压机可以使用天津锻压机床厂生产的型号为Y32-100的液压机；电焊可使用美国MILLER公司生产DYNASTY350的氩弧焊机，而扩散连接机则使用是申请人公司自己生产的ZC-ZK/LY200型号的扩散连接机，该扩散连接机的结构已经公开在申请人于2013年8月1日申请的名称为“真空双室扩散连接装置及利用其进行扩散连接的方法”，申请号为2013103313978的发明专利申请中。而电火花打孔使用的是北京阿夏米尔公司生产的SA30的电火花成型机。采用百通公司生产的型号为6050A的喷砂机；除油清洗过程中使用的是廊坊市金手智公司生产的型号为HX-CQ889的除油清洗剂，表面酸洗中使用的钛合金除氧化膜酸洗剂，其配料为重量百分比浓度65-75%的硝酸、重量百分比浓度为65-75%氢氟酸和水按照重量比为5:1:6配置而成。
经过上述步骤可以制造出钛合金整流叶片，而且只是需要扩散连接设备，不需要气源系统，节省成本，而且可以根据需要加工不同尺寸的空槽5和对接棱8，可以预先设置空腔，而且空腔尺寸可以任意设计，而且扩散连接后空腔尺寸变化微小，另外，加温时间短、金属晶粒度长大较小，而且加工时与工装底座6可拆卸固定，比较简单，而且，表面加工均为机加工型面，精度高，成本低，效率高。成品的整流叶片重心可以根据需要任意设计，扩散连接后重心不变。而且整流叶片表面无凹坑缺陷，连接成品率高，出产率高，成品合格率高，可以达到100%。温度达到920±10℃的优点是连接率高，连接完成时间短，而且连接强度高，晶粒度等级高。
本发明的一种钛合金整流叶片的制造方法，请参考图1至图8，在前面所述的技术方案的基础上，具体还可以是所述使用水切割机对热轧之后的板料进行水切割，所述坯料1尺寸大于所述最终需要的产品尺寸，以坯料1的两个侧面中的任意一侧面的立面作为基准建立基准坐标，且单边向内缩放2mm，使侧面平整，作为基准面，单边向内缩放为单边向内移除2mm的边角料。还可以是所述D步骤中，所述左件3与右件4对应的对接棱8的长度之和与最终需要的产品该处尺寸一致。还可以是所述C步骤中通过使用四周拉紧螺钉7穿过所述工装底座6并与所述左件3和右件4的四周螺钉孔2螺纹连接将所述左件3或右件4可拆卸固定于所述工装底座6上。这样，四周拉紧螺钉7可以将左件3和右件4可拆卸固定在工装底座6上，安装和拆卸都比较方便。
本发明的一种钛合金整流叶片的制造方法，请参考图1至图8，在前面所述的技术方案的基础上，还可以是所述D步骤中将铣出空槽5后，所述空槽5四周的边缘均为锐边，所述E步骤中连接面磨平，保持空槽5四周顶部边缘为锐边，锐边可增大焊接面积，进而提高强度。还可以是所述D步骤中工装底座6中部与所述左件3和右件4中间位置对应处穿设有中间拉紧螺钉9，中间拉紧螺钉9底部通过点焊方式与左件3、右件4可拆卸固定在一起，并也可与工装底座6可拆卸固定在一起。这样，除了四周拉紧螺钉7的固定之外，还有点焊后的中间拉紧螺钉9与左件3和右件4的固定，使得固定更加牢固。
本发明的一种钛合金整流叶片的制造方法，请参考图1至图8，在前面所述的技术方案的基础上，还可以是所述G步骤为：在真空条件下，将F步骤后固定在一起的左件3和右件4的固定件在真空扩散连接机内扩散连接：将左件3和右件4的固定件放入真空扩散连接机内，关上机门，抽真空至9×10-3Pa后开始加热，在30分钟内温度升至350℃，然后在350℃保温并抽空至4×10-3Pa，继续加热，在30分钟内将温度加热至600℃，在600℃保温至4×10-3Pa后继续加热，在在30分钟内将温度加热至920±5℃，在920±5℃保温180分钟，当温度达到920±5℃压力增加至12MPa；停止加热同时停止加压，左件3与右件4扩算连接后的合体件降温至180℃以下，开机门，取出该合体件。
实施例1
A.坯料1制备：将热轧之后的板料进行水切割为坯料1，以坯料1一侧面作为基准按照需要坯料1的尺寸对坯料1进行铣加工；该步骤的作用是将板料切割为适合尺寸的坯料1方便后续加工后的产品符合要求的尺寸，L1=300mm，L2=100mm，L3=300mm，L4=100mm，H=30mm，加工余量G取20mm；
B.加工四周螺钉孔2：在余量的中心部位加工四周螺钉孔2，L1和L3边各加工5个M10螺钉孔，L2和L4边上各加工3个M10螺钉孔；其中M10为加工的螺钉孔的尺寸，单位为mm。
C.铣第一基准面：将B步骤的左件3和右件4通过四周拉紧螺钉7分别可拆卸地固定在工装底座6上，将左件3或右件4的上表面铣第一基准面；
D.加工定位销孔10并铣焊合面：将C步骤加工后的左件3和右件4翻转，使得铣好的第一基准面与工装底座6表面接触，从四周螺钉孔2内装入四周拉紧螺钉7，左件3和右件4的中间点焊6件拉紧螺钉，中间拉紧螺钉9将左件3和右件4与工装底座6可拆卸固定，在左件3和右件4的最上表面上数控打出四周定位销孔10，并在数控铣出需要3条空槽5，所述各相邻空槽5之间留有3mm的对接棱8，并预留2mm×2mm的透气孔，透气孔处于对接棱8上表面的中间位置，并与外界贯通，便于扩散焊接过程中排除空槽5内空气；并在左件3和右件4的角位置打4个φ10（即直径为10mm）的定位销孔10，用于后续工序中进入扩散连接装置中的定位；
E.连接面连接前预处理：将进行完D步骤的左件3和右件4的连接面磨平，磨至表面粗糙度达到Ra0.4μm以上，之后去毛刺，然后依次进行除油清洗、表面酸洗并清洗烘干；
F.连接前装配：将4个φ10销钉11插入所述左件3和右件4上对应的四周定位销孔10内将左件3和右件4定位，然后将左件3和右件4压平使得连接面贴合，在左件3和右件4四周的贴合处通过点焊4点将左件3和右件4边缘固定连接；
G.扩散连接：本步骤按照如下参数进行扩散焊接
1、关闭机门，抽真空至9×10-3Pa,开始加热；
2、温度从0℃升至350℃，用时30分钟；
3、在350℃保温并抽真空至4×10-3Pa，继续加热；
4、温度从350℃升至600℃，用时30分钟；
5、在600℃保温至4×10-3Pa后开始加热；
6、温度从600℃升至880℃，用时30分钟；
7、在880℃，保温240分钟；温度达到880℃压力增加到12MPa
8、关闭加热电源即停止加热，关闭液压站停止加压，降温至180℃以下开炉。
H.连接后铣加工：将G步骤得到的合体件安装在工装底座6上取出销钉11，以预留销孔为基准，对合体件外表面进行数控铣加工，均匀去除余量并铣出上型面和下型面；
I.加工斜长圆孔12：调整工装底座6的角度，电火花打斜长圆孔12；
J.连接后期处理：数控切边，钳工精细打磨边角圆弧，然后再进行表面除油处理和金刚砂吹外表面；
K.性能检测：测量蒙皮厚度的一致性，在0.05mm以内；并由工件上取样制备拉伸试样、金相试样，检测焊合率、抗拉强度、晶粒度等级等。
连接结果：在该参数下连接的产品，焊后解剖金相检测连接面的焊合率小于60%，不满足产品的要求，但是产品内立筋没有失稳。超声波检测的蒙皮厚度一致性在0.05mm内，符合产品要求。
实施例2
除扩散连接工艺外，其他步骤与实施例1相同。不同的是在G步骤扩散连接过程中：扩散连接参数如下:
1、关闭机门，抽真空至9×10-3Pa,开始加热；
2、温度从0℃上升至350℃，用时30分钟；
3、在350℃保温，抽真空至4×10-3Pa，继续加热；
4、温度从350℃上升至600℃，用时30分钟；
5、在600℃保温至4×10-3Pa后开始加热；
6、温度从600℃上升至950℃，用时40分钟；
7、在950℃，保温240分钟；温度达到950℃压力增加到12MPa；
8、关闭加热电源即停止加热，关闭液压站即停止加压，降温至180℃以下开炉。
连接结果：在该参数下连接的产品，焊后解剖金相检测连接面的焊合率大于98%，满足产品的要求，立筋没有失稳，但是扩散焊带金相组织晶粒度偏大，影响产品的性能。
实施例3
除扩散连接工艺外，其他步骤与实施例1相同。不同的是在G步骤扩散连接过程中：扩散连接参数如下:1、关闭机门，抽真空至9×10-3Pa,开始加热；
2、温度从0℃升至350℃，用时30分钟；
3、在350℃保温，抽真空至4×10-3Pa，继续加热；
4、温度从350℃升至600℃，用时30分钟；
5、在600℃保温至4×10-3Pa后开始加热；
6、温度从600℃升至920℃，用时30分钟；
7、在920℃，保温180分钟；温度达到920℃压力增加到12MPa
8、关闭加热电源停止加热，关闭液压站停止加压，降温至180℃以下开炉。
连接结果：在该参数下连接的产品，焊后解剖金相检测连接面的焊合率大于98%，满足产品的要求，立筋也没有失稳。同参数下连接的试样拉伸强度也达到母材95%以上。即产品扩散焊缝的抗拉强度达到母材95%以上。
实施例4
除扩散连接工艺外，其他步骤与实施例1相同。不同的是在G步骤扩散连接过程中：扩散连接参数如下:1、关闭机门，抽真空至9×10-3Pa,开始加热；
2、温度从0℃上升至350℃，用时40分钟；
3、在350℃保温，抽真空至4×10-3Pa，继续加热；
4、温度从350℃上升至600℃，用时40分钟；
5、在600℃保温至4×10-3Pa后开始加热；
6、温度从600℃上升至910℃，用时40分钟；
7、在910℃，保温240分钟；温度达到910℃压力增加到12MPa
8、关闭加热电源停止加热，关闭液压站停止加压，降温至180℃以下开炉。
连接结果：在该参数下连接的产品，焊后解剖金相检测连接面的焊合率大于98%，满足产品的要求，立筋也没有失稳。同参数下连接的试样拉伸强度也达到母材95%以上。即产品扩散焊缝的抗拉强度达到母材95%以上。
实施例5
除扩散连接工艺外，其他步骤与实施例1相同。不同的是在G步骤扩散连接过程中：扩散连接参数如下:1、关闭机门，抽真空至9×10-3Pa,开始加热；
2、温度从0℃上升至350℃，用时25分钟；
3、在350℃保温，抽真空至4×10-3Pa，继续加热；
4、温度从350℃上升至600℃，用时25分钟；
5、在600℃保温至4×10-3Pa后开始加热；
6、温度从600℃上升至930℃，用时25分钟；
7、在930℃，保温120分钟；温度达到930℃压力增加到12MPa
8、关闭加热电源停止加热，关闭液压站停止加压，降温至180℃以下开炉。
连接结果：在该参数下连接的产品，焊后解剖金相检测连接面的焊合率大于98%，满足产品的要求，立筋也没有失稳。同参数下连接的试样拉伸强度也达到母材95%以上。即产品扩散焊缝的抗拉强度达到母材95%以上。
实施例6
除扩散连接工艺外，其他步骤与实施例1相同。不同的是在G步骤扩散连接过程中：扩散连接参数如下:1、关闭机门，抽真空至9×10-3Pa,开始加热；
2、温度从0℃上升至350℃，用时40分钟；
3、在350℃保温，抽真空至4×10-3Pa，继续加热；
4、温度从350℃上升至600℃，用时40分钟；
5、在600℃保温至4×10-3Pa后开始加热；
6、温度从600℃上升至915℃，用时40分钟；
7、在915℃，保温200分钟；温度达到915℃压力增加到12MPa
8、关闭加热电源停止加热，关闭液压站停止加压，降温至180℃以下开炉。
连接结果：在该参数下连接的产品，焊后解剖金相检测连接面的焊合率大于98%，满足产品的要求，立筋也没有失稳。同参数下连接的试样拉伸强度也达到母材95%以上。即产品扩散焊缝的抗拉强度达到母材95%以上。
实施例7
除扩散连接工艺外，其他步骤与实施例1相同。不同的是在G步骤扩散连接过程中：扩散连接参数如下:1、关闭机门，抽真空至9×10-3Pa,开始加热；
2、温度从0℃上升至350℃，用时25分钟；
3、在350℃保温，抽真空至4×10-3Pa，继续加热；
4、温度从350℃上升至600℃，用时25分钟；
5、在600℃保温至4×10-3Pa后开始加热；
6、温度从600℃上升至925℃，用时25分钟；
7、在925℃，保温160分钟；温度达到925℃压力增加到12MPa
8、关闭加热电源停止加热，关闭液压站停止加压，降温至180℃以下开炉。
连接结果：在该参数下连接的产品，焊后解剖金相检测连接面的焊合率大于98%，满足产品的要求，立筋也没有失稳。同参数下连接的试样拉伸强度也达到母材95%以上。即产品扩散焊缝的抗拉强度达到母材95%以上
检验方式：1.三坐标检测型面：产品加工完成后，采用三坐标测量型面的吻合性。2.超声波测蒙皮厚度：采用超声波检测空腔部位蒙皮的厚度。3.剖切检查筋是否失稳：通过肉眼观察和剖切的方法评估立筋是否失稳。4.检测焊合率：
（1）、通过超声波检测四周余量部位的焊合率来验证产品的焊合率；
（2）、剖切金相法检测焊合率，并检查焊缝部位是否存在杂质、未焊合等缺陷。
实施例制造的整流叶片经过上述检测方式检测的结果见表1：
表1整流叶片检测检测结果
Figure BDA0000431055820000141
综上所述，按照本发明步骤制造的钛合金整流叶片，外形表面光滑、成本低、连接比较牢固，而且连接合格率比较高；其原因为本发明只需要扩散连接设备，无气源系统；可以预置筋格，可以预置空腔；可任意设计空腔；加温时间相对较短，金属晶粒度长大较小；工装结构简单，只有上下平台；内部空腔筋格预置，连接后不变化；工艺简单，可操作性好；表面为机加工型面，精度高；重心可任意设计，连接后不变化；表面无凹坑缺陷；可设计为网格状、辐射状等，受力状态好；成品率高（可以达到100%）。
上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种钛合金整流叶片的制造方法，其特征在于：包括以下工艺流程：
A.坯料制备：将热轧之后的板料进行水切割为坯料，以坯料一侧面作为基准按照需要坯料的尺寸对坯料进行铣加工；
B.加工四周螺钉孔：选择其中两块尺寸一致的坯料分别作为左件和右件，在左件和右件四周边缘余量上加工四周螺钉孔，所述余量为单边10-20mm，所述左件和所述右件上的四周螺钉孔位置对应；
C.铣第一基准面：将B步骤的左件和右件分别可拆卸地固定在工装底座上，铣上表面作为第一基准面；
D.加工定位销孔并铣连接面：将C步骤加工后的左件和右件翻转，使得铣好的第一基准面与工装底座表面接触，从四周螺钉孔内装入拉紧螺钉，左件和右件的中间点焊拉紧螺钉位置处点焊拉紧螺钉，中间拉紧螺钉将左件和右件与工装底座可拆卸固定，在左件和右件的最上表面上数控打出四周定位销孔，并在数控铣出需要数量的空槽，所述各相邻空槽之间留有对接棱，并预留透气孔，透气孔处于对接棱上表面的中间位置，并与外界贯通，便于扩散焊接过程中排除空槽内空气；
E.连接面连接前预处理：将进行完D步骤的左件和右件的连接面磨平，磨至表面粗糙度达到Ra0.4以上，之后去毛刺，然后依次进行除油清洗、表面酸洗并组焊清洗烘干；
F.连接前装配：将销钉插入所述左件和右件上对应的四周定位销孔内将左件和右件定位，然后将左件和右件压平使得连接面贴合，在左件和右件四周的贴合处通过点焊将左件和右件边缘固定连接，左件和右件对应的连接面贴合，得到左件和右件的固定件；
G.扩散连接：在真空条件下，将F步骤后固定在一起的左件和右件的固定件在真空扩散连接机内扩散连接：将左件和右件的固定件放入真空扩散连接机内，关上机门，抽真空至9×10-3Pa后开始加热，在25-40分钟内温度升至350℃，然后在350℃保温并抽空至4×10-3Pa，继续加热，在25-40分钟内将温度加热至600℃，在600℃保温至4×10-3Pa后继续加热，在在25-40分钟内将温度加热至920±10℃，在920±10℃保温120-240分钟，当温度达到920℃压力增加至10-14MPa；停止加热同时停止加压，左件与右件扩算连接后的合体件降温至180℃以下，开机门，取出该合体件；
H.连接后铣加工：将G步骤得到的合体件安装在工装底座上取出销钉，以预留销孔为基准，对合体件外表面进行数控铣加工，均匀去除余量并铣出上型面和下型面，之后工装底座旋转90°，立铣榫头；
I.加工斜长圆孔12：调整工装底座的角度，电火花打斜长圆孔12；
J.连接后期处理：数控切边，钳工精细打磨边角圆弧，然后再进行表面除油处理，去除内腔和外部的多余物，采用金刚砂吹外表面，使外表面呈亚光色，再次除油清洗，烘干，然后包装出品。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金整流叶片的制造方法，其特征在于：使用水切割机对热轧之后的板料进行水切割，所述坯料尺寸大于所述最终需要的产品尺寸，以坯料的两个侧面中的任意一侧面的立面作为基准建立基准坐标，且单边向内缩放2mm。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金整流叶片的制造方法，其特征在于：所述D步骤中，所述左件与右件对应的对接棱的长度之和与最终需要的产品该处尺寸一致。
4.根据权利要求1所述的一种钛合金整流叶片的制造方法，其特征在于：所述C步骤中通过使用四周拉紧螺钉穿过所述工装底座并与所述左件和右件的四周螺钉孔螺纹连接将所述左件或右件可拆卸固定于所述工装底座上。
5.根据权利要求1至4任意一权利要求所述的一种钛合金整流叶片的制造方法，其特征在于：所述D步骤中将铣出空槽后，所述空槽四周的边缘均为锐边，所述E步骤中连接面磨平，保持空槽四周顶部边缘为锐边。
6.根据权利要求1至4任意一权利要求所述的一种钛合金整流叶片的制造方法，其特征在于：所述D步骤中工装底座中部与所述左件和右件中间位置对应处穿设有中间拉紧螺钉，中间拉紧螺钉底部通过点焊方式与左件或右件可拆卸固定在一起。
7.根据权利要求1至4任意一权利要求所述的一种钛合金整流叶片的制造方法，其特征在于：所述G步骤为：在真空条件下，将F步骤后固定在一起的左件和右件的固定件在真空扩散连接机内扩散连接：将左件和右件的固定件放入真空扩散连接机内，关上机门，抽真空至9×10-3Pa后开始加热，在30分钟内温度升至350℃，然后在350℃保温并抽空至4×10-3Pa，继续加热，在30分钟内将温度加热至600℃，在600℃保温至4×10-3Pa后继续加热，在在30分钟内将温度加热至920±5℃，在920℃±10℃保温180分钟，当温度达到920℃±5℃压力增加至12MPa；停止加热同时停止加压，左件与右件扩算连接后的合体件降温至180℃以下，开机门，取出该合体件。
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