超塑性成形与扩散连接技术学习教案

1、会计学1超塑性超塑性(sxng)成形与扩散连接技术成形与扩散连接技术第一页，共14页。第1页/共14页第二页，共14页。第2页/共14页第三页，共14页。超塑性材料正以其优异的变形性能超塑性材料正以其优异的变形性能和材质均匀等特点在航空航天以及和材质均匀等特点在航空航天以及汽车的零部件生产、工艺品制造、汽车的零部件生产、工艺品制造、仪器仪表壳罩件和一些复杂形状构仪器仪表壳罩件和一些复杂形状构件的生产中起到了不可替代件的生产中起到了不可替代的作用。的作用。第3页/共14页第四页，共14页。第4页/共14页第五页，共14页。可以进行内部及多点、大面积构件(gujin)的连接，以及电弧可达性不好或用

2、熔焊方法根本不能实现的连接。可成功连接用熔化焊和其他连接方法难以连接的材料，如弥散强化型合金、活性金属、耐热合金、陶瓷和复合材科等，特别适用于不同种类的金属、非金属及异种材料的连接。是一种高精密的连接方法，用这种方法连接后，工件不变形，可以实现机械加工后的精密装配连接。扩散(kusn)连接的特点：第5页/共14页第六页，共14页。1、熔化焊接是利用外加热源使焊件局部(jb)加热至熔化状态，一般还同时溶入填充金属（可加可不加），然后冷却结晶成一体的焊接方法。2、钎焊一般都需要加入填充金属，与熔化焊的另一个区别是焊件不需要加热至熔化，只需要把填充材料加热至溶化，然后利用焊件和填充金属的毛细作用形成

3、焊缝。3、压力焊接一般不需要加入填充材料（一般称作焊料），在外加压力的作用下，使焊件发生明显的塑性变形，并且在电阻焊中，还利用电阻热使焊件局部(jb)熔化，冷却之后形成冶金作用的不可拆卸的焊接接头。4、扩散焊一般也不需要加入填充材料，两个焊接紧密贴合，在一定温度和压力的作用下，利用原子扩散的作用形成焊接接头，一般温度，压力，焊接时间（或者称扩散时间）以及表面粗糙度会影响扩散焊的效果。四种焊接(hnji)方法的区别：第6页/共14页第七页，共14页。&3.超塑成形/扩散连接(linji)工艺SPF/DBSPFDB工艺(gngy)是把超塑成形与扩散连接相结合用于制造高精度大型零件的近无余量

4、加工方法。当材料的超塑成形温度与该材料的扩散连接温度相近时，可以在1次加热、加压过程中完成超塑成形和扩散连接2道工序，从而制造出局部加强或整体加强的结构件以及构形复杂的整体结构件。如钛合金的超塑成形温度为850 970，扩散连接温度为8701280，由于在超塑成形温度下也可进行扩散连接，因此有可能把这2种工艺(gngy)结合，在1次加热、加压过程中完成超塑成形和扩散连接2道工序。这种只需1次加热、加压过程的SPFDB工艺(gngy)常见于板料的吹胀成形和扩散连接。第7页/共14页第八页，共14页。用于SPFDB的材料常为钛合金(hjn)(如Ti一6Al一4V)，钛合金SPFDB构件已得到了广泛

5、应用。许多新兴航材如高强铝合金(hjn)、铝锂合金(hjn)、金属基复合材料(MMC)、金属间化合物等的迅速发展和应用不断向SPFDB工艺提出了新的挑战，目前镍基合金(hjn)(如Inconel718)、金属间化合物(如Ti3A1)及颗粒增强的超塑性铝合金(hjn)的SPFDB成形工艺正在研制之中，处于发展和试验阶段。第8页/共14页第九页，共14页。第9页/共14页第十页，共14页。图2所示为F-15型飞机的原装配式龙骨结构件，上有75个零件，1420个铆钉(modng)，需十几套模具、2套装配夹具。后改用SPFDB结构件，只需4个零件、71个连接件，2套模具，无需夹具。整个结构质量减轻25

6、，总成本降低77，其中工具成本降低16。第10页/共14页第十一页，共14页。图3所示力F-15型飞机机身背部2块大型壁板，长3048mm，宽1143mm。图3(a)为原结构，是由蒙皮、隔框、桁条组成的典型结构；现改用sPFDB结构，只需4块sPFDB壁板，减少了9个隔框、10根桁条、150个零件和5000个铆钉，总质量减轻384，总成本降低(jingd)534。图4、图5为SPFDB技术在其他飞行器上的典型应用嚣灌一503。第11页/共14页第十二页，共14页。可以使以往由许多零件经机械连接或焊接组装在一起的大构件成形为大型整体结构件，极大地减少了零件和工装数量，缩短(sudun)了制造周期，降低了制造成本；可以为设计人员提供更大的自由度，设计出更合理的结构，进一步提高结构承载效率，减轻结构件质量；采用这种技术制造的结构件整体性好，材料在扩散连接后的界面完全消失，使整个结构成为一个整体，极大地提高了结构的抗疲劳和抗腐蚀特性；材