[发明专利]一种空心混杂结构舵翼的制造方法

权利要求书

1.一种空心混杂结构舵翼的制造方法，其特征在于，所述的方法为：

步骤一、按照成形的零件外形制造相应的预成形模具与超塑成形/扩散连接模具（3）；

步骤二、根据零件外形所受载荷，采用拓扑优化设计获得芯板（7）的网格大小与分布情况，采用激光切割的方式获得原始芯板与面板，采用机械加工的方式获得预置块（4）；

步骤三、将面板放入加热的预成形模具中进行热压成形，成形完成后取出获得预成形面板（2）；

步骤四、将芯板（7）、内面板（5）、预置块（4）、预成形面板（2）的表面进行打磨与酸洗，再按照设计对芯板上的非焊接区域进行刻线、粘贴保护胶以及喷涂止焊剂；

步骤五、将芯板（7）、内面板（5）、预置块（4）、预成形面板（2）按顺序叠层进行装配，然后进行四周封焊并焊接进气管；

步骤六、将多层板料放入超塑成形/扩散连接模具（3）中，使用电阻炉对模具及多层板料加热到指定温度，通过压力机对超塑成形模具加压，保证密封性；

先向预成形面板（2）与内面板（5）之间通入氩气，使芯板（7）与内面板（5）、芯板与芯板发生扩散连接；待扩散连接完成后，将该处气压降至0.3MPa，然后分别向芯板的点阵区域与多层板区域按照指定的气压曲线充入氩气使其气胀成形；待气胀成形结束后，保持低压背压再进行降温，待零件温度冷却至300℃后取出；

步骤七、将气管及工艺补充面切除，根据安装需求在预置块指定位置打孔并安装转轴，获得最终的空心混杂结构舵翼件。

2.根据权利要求1所述的一种空心混杂结构舵翼的制造方法，其特征在于，所述的步骤六中，针对钛合金，使用电阻炉对模具及多层板料加热到900℃~940℃，而超塑气胀压力需要按照加载曲线进行加载；所述的加载曲线为：第一阶段，点阵区域的气压在60min内增加至0.8MPa，多层板结构区域的气压在60min内增加至2.0MPa，施加背压0.2MPa，再持续保压60min；第二阶段，点阵区域的气压在150min时增加至2.0MPa，多层板结构区域的气压增压至2.5MPa，背压0.2MPa，持续保压60min；第三阶段，点阵区域和多层板结构区域的气压升压至3.0MPa，背压0.2MPa，持续保压60min；随后，带压炉冷，待600℃以下，泄压，炉冷至300℃以下，取件。

3.根据权利要求1所述的一种空心混杂结构舵翼的制造方法，其特征在于，所述的成形的零件为内置预置块的六层舵翼；所述的成形的零件还可以为内置预置块的四层舵翼以及外置预置块的四层舵翼；制备得到的三种类型的空心混杂结构舵翼分别为：内置预置块的六层板空心混杂结构舵翼、内置预置块的四层板空心混杂结构舵翼以及外置预置块的四层板空心混杂结构舵翼。

4.根据权利要求3所述的一种空心混杂结构舵翼的制造方法，其特征在于，所述的三种类型的空心混杂结构舵翼的预成形模具的形式分别为：内置预置块的六层舵翼采用预成形模具；内置预置块的四层舵翼不但使用的预成形模具不同且增加了中间模具；外置预置块的四层舵翼无需预成形步骤。

5.根据权利要求3所述的一种空心混杂结构舵翼的制造方法，其特征在于，所述的三种类型的空心混杂结构舵翼制备工艺中的气压扩散进气顺序分别为：

制备内置预置块的六层板空心混杂结构舵翼是往外面板与内面板之间通氩气；制备内置预置块的四层板空心混杂结构舵翼是在点阵结构区域的模具与面板之间及四层区域的面板与芯板之间通氩气；制备外置预置块的四层板空心混杂结构舵翼是在模具与面板之间通氩气。

6.根据权利要求1所述的一种空心混杂结构舵翼的制造方法，其特征在于，所述的步骤三中针对钛合金的热压成形温度为700℃~750℃，针对稀土镁合金的热压成形温度为350℃~400℃。