CN203508711U - 镁合金超塑成形扩散连接用的外加热式模具 - Google Patents

Abstract

镁合金超塑成形扩散连接用的外加热式模具，它涉及一种模具。本实用新型为解决目前没有镁合金超塑成形扩散连接用的外加热式模具，导致加压气路十分复杂的问题。模具本体内嵌在加热炉内，模具本体由上模具和下模具构成，上模具与下模具上下相对设置，上模具与下模具的相对面上对应加工有多个气室，上模具与下模具上均加工有多个竖直气孔，上模具与下模具上均加工有水平气道，气室通过竖直气孔与水平气道连通，水平气道均与压力传感器连接，垫块位于模具本体的上表面上，模具本体的下端面上设置有底座，加热炉的外表面上设置有绝缘保护外壳。本实用新型的外加热式模具用于镁合金超塑成形扩散连接。

Description

镁合金超塑成形扩散连接用的外加热式模具

技术领域

本实用新型涉及一种外加热式模具，具体涉及一种镁合金超塑成形扩散连接用的外加热式模具。 

背景技术

超塑成形/扩散连接（SPF/DB）工艺是利用材料在超塑性状态下良好的固态粘合性能发展起来的一种组合工艺，能在实现超塑成形的同时完成零件接触部位的扩散连接，从而成形出形状复杂的高性能整体构件。超塑成形/扩散连接工艺改变了传统飞行器结构件所使用的铆接、螺接、胶接等形式，降低了零件整体重量，使复杂薄壁零件整体化，缩短了制造周期，提高了零件整体性能。 

现有的超塑成形/扩散连接工艺的工作介质均为高压惰性气体，采用SPF/DB组合工艺成形大型多层结构件时，加压气路十分复杂，而且对气压表、气压控制阀等承受气压部件提出了很高的要求，限制了人们对超塑成形/扩散连接成形的研究。 

综上，目前没有镁合金超塑成形扩散连接用的外加热式模具。 

实用新型内容

本实用新型为解决目前没有镁合金超塑成形扩散连接用的外加热式模具，导致加压气路十分复杂的问题，进而提供一种镁合金超塑成形扩散连接用的外加热式模具。 

本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：本实用新型的镁合金超塑成形扩散连接用的外加热式模具包括加热炉、模具本体、压力传感器、垫块、底座和绝缘保护外壳，模具本体内嵌在加热炉内，模具本体由上模具和下模具构成，上模具与下模具上下相对设置，上模具与下模具的相对面上对应加工有多个气室，上模具与下模具上均加工有多个竖直气孔，上模具与下模具上均加工有水平气道，气室通过竖直气孔与水平气道连通，水平气道均与压力传感器连接，垫块位于模具本体的上表面上，模具本体的下端面上设置有底座，加热炉的外表面上设置有绝缘保护外壳。 

本实用新型的有益效果是： 

本实用新型的外加热式模具采用气化剂的分解压力作为镁合金超塑成形扩散连接原始成形力，使上下模型腔独立且互不影响，因此可以成形具有复杂外形的零件，利用接触部位的扩散连接，还可以成形中空的整体构件； 

气孔和气槽结构在提供保护气氛基础上，可以对超塑成形扩散连接过程实现灵活调 节，同时气槽连接的压力传感器可以实现准确控压，还可以检测出成形过程中板材是否破裂； 

采用气化剂进行加压，突破了传统超塑成形扩散连接工艺对加压气路，承压零件和气路控制的限制，使得模具结构简单、型腔灵活，可广泛用于制造中空整体构件、指导超塑成形/扩散连接实验和超塑材料性能测试等领域。 

本实用新型加热效率高、加热范围大，可广泛用于各种超塑合金板材； 

本实用新型可操作性强，结合温控设备和压力控制设备，可以实现复杂的升温规律和差压、增压、单向和双向多种成形。 

附图说明

图1是本实用新型的镁合金超塑成形扩散连接用的外加热式模具的主剖视图，图2是本实用新型的镁合金超塑成形扩散连接用的外加热式模具的俯视剖视图。 

具体实施方式

具体实施方式一：如图1-2所示，本实施方式的镁合金超塑成形扩散连接用的外加热式模具包括加热炉1、模具本体2、压力传感器8、垫块9、底座10和绝缘保护外壳11，模具本体2内嵌在加热炉1内，模具本体2由上模具4和下模具3构成，上模具4与下模具3上下相对设置，上模具4与下模具3的相对面上对应加工有多个气室，上模具4与下模具3上均加工有多个竖直气孔6，上模具4与下模具3上均加工有水平气道7，气室通过竖直气孔6与水平气道7连通，水平气道7均与压力传感器8连接，垫块9位于模具本体2的上表面上，模具本体2的下端面上设置有底座10，加热炉1的外表面上设置有绝缘保护外壳11。 

模具的上下型腔独立并可变，下模具3具有凸台定位结构，上模具4具有凹槽定位结构，上下模采用凸台/凹槽结构定位，避免因上下模定位不准导致零件错位现象；上模具4连接测温热电偶5，上模上表面连接厚度可变的垫块9，下模连接具有中空结构的底座10，座块的中空结构可以增加模具与合金板间的力作用。 

具体实施方式二：如图1所示，本实施方式所述外加热式模具还包括测温热电偶5，测温热电偶5的一端穿过绝缘保护外壳11与上模具4相接触。如此设置，通过热电偶5可以实时测得模具本体2的温度，以便在实验过程中对温度进行监控。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。 

具体实施方式三：如图1所示，本实施方式所述外加热式模具还包括耐热层12，加热炉1与模具本体2之间设置有耐热层12。如此设置，可以起到隔热的作用，加热效率高。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。 

具体实施方式四：如图1所示，本实施方式所述外加热式模具还包括大功率加热电阻13，耐热层12内设置有大功率加热电阻13。如此设计，加热速度快，加热效率高。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。 

具体实施方式五：如图1所示，本实施方式所述外加热式模具还包括硅酸钙绝热层14，加热炉1的上端面和下端面上均设置有硅酸钙绝热层14。如此设置，起到阻隔热量散发的作用，加热效率高。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或四相同。 

工作原理： 

先将经过表面处理后的镁合金板15放置在模具分型面上，并根据成形部位在板材上放置气化剂16，接着将另一块表面处理过的板材放置在气化剂上，并将上模与下模合模，然后将模具与气路接通，通入氮气保护气以排除模具型腔中的氧气，随后将压力机压头压紧上垫块以锁紧模具，并提供板材扩散连接压力，最后接通加热炉电源，按指定升温规律加热至340-400℃，保温10-20分钟，然后减小气路中氮气压力，若零件边角曲率过大，可将气路连接真空机形成负压，保压20分钟，最后关闭阀门和电源，取出热电偶，提升压力机压头并取出加热炉，待模具冷却至室温后取出试样。 

Claims (5)

1.一种镁合金超塑成形扩散连接用的外加热式模具，其特征在于：所述外加热式模具包括加热炉（1）、模具本体（2）、压力传感器（8）、垫块（9）、底座（10）和绝缘保护外壳（11），模具本体（2）内嵌在加热炉（1）内，模具本体（2）由上模具（4）和下模具（3）构成，上模具（4）与下模具（3）上下相对设置，上模具（4）与下模具（3）的相对面上对应加工有多个气室，上模具（4）与下模具（3）上均加工有多个竖直气孔（6），上模具（4）与下模具（3）上均加工有水平气道（7），气室通过竖直气孔（6）与水平气道（7）连通，水平气道（7）均与压力传感器（8）连接，垫块（9）位于模具本体（2）的上表面上，模具本体（2）的下端面上设置有底座（10），加热炉（1）的外表面上设置有绝缘保护外壳（11）。 

2.根据权利要求1所述的镁合金超塑成形扩散连接用的外加热式模具，其特征在于：所述外加热式模具还包括测温热电偶（5），测温热电偶（5）的一端穿过绝缘保护外壳（11）与上模具（4）相接触。 

3.根据权利要求1或2所述的镁合金超塑成形扩散连接用的外加热式模具，其特征在于：所述外加热式模具还包括耐热层（12），加热炉（1）与模具本体（2）之间设置有耐热层（12）。 

4.根据权利要求3所述的镁合金超塑成形扩散连接用的外加热式模具，其特征在于：所述外加热式模具还包括大功率加热电阻（13），耐热层（12）内设置有大功率加热电阻（13）。 

5.根据权利要求1、2或4所述的镁合金超塑成形扩散连接用的外加热式模具，其特征在于：所述外加热式模具还包括硅酸钙绝热层（14），加热炉（1）的上端面和下端面上均设置有硅酸钙绝热层（14）。 

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