專利名稱：制造超塑成型和擴(kuò)散接合的制品的方法及其制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造超塑性成形和擴(kuò)散接合的制品的方法及由此方法制出的制品。該方法和制品尤為適用于如中空翼，翼板，導(dǎo)管件，箱體(例如成為發(fā)動機(jī)箱體一部分的帶法蘭管)和框架(即軸承支撐件的部分)等所用的硬化蜂窩狀板結(jié)構(gòu)。在某些實(shí)施例中，本發(fā)明尤適用于如壓縮機(jī)或風(fēng)扇轉(zhuǎn)子和定子翼片的空間曲率翼片的制造。
與粘性流體所表現(xiàn)的特性相類似，超塑性是某些金屬呈現(xiàn)的流動特性，這些金屬具有異常高的拉伸長度而無縮頸現(xiàn)象，即在有限溫度和變形率范圍內(nèi)，當(dāng)受拉伸時(shí)橫截面積均勻地減小。這種為鈦合金和某些其它金屬和金屬合金所特有的現(xiàn)象已利用于制造多種制品，尤其是那些具有小彎曲半徑的錯綜復(fù)雜形狀的制品。
還了解到在這些相同的超塑性成形溫度下，當(dāng)在接觸表面上施以壓力時(shí)，相同的材料能擴(kuò)散接合。擴(kuò)散接合是這樣一種工藝，即在相鄰接觸的金屬件上在一規(guī)定時(shí)間長度內(nèi)施加以熱和壓力，從而形成一冶金接合。接合被認(rèn)為是由于原子穿過金屬件的相鄰表面的運(yùn)動而產(chǎn)生的，它是時(shí)間、溫度和壓力的函數(shù)。該種工藝的獨(dú)特正在于可使金屬結(jié)合而不會明顯改變接合處的它們的物理或冶金性能并使幾何畸變最小。
為了適應(yīng)旨在減輕盤凸緣負(fù)載而對重量輕、高強(qiáng)度和堅(jiān)硬翼片的要求，以及對導(dǎo)管、框架和類似結(jié)構(gòu)，特別是飛機(jī)和宇宙飛船的要求，早在1970年就開始利用超塑性成形和擴(kuò)散接合工序的不同組合制造制品。在一種較早的而為現(xiàn)今在使用的技術(shù)中，工件僅在選取的位置接合，而在未選擇的位置涂復(fù)保護(hù)層以防接合。這是為使這些位置靠超塑性成形而不接合地成形所必需的。最早使用該保護(hù)層的情況在美國專利No.3920175中例述過。
含有最常見的一氮化硼和三氧化二釔的已知的保護(hù)層會產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害最終的接合處的完整性的雜質(zhì)，并能導(dǎo)致脆化。在復(fù)雜結(jié)構(gòu)，尤其是應(yīng)用蜂窩狀硬化芯的中空芯結(jié)構(gòu)中，不可能全部除去保護(hù)層。此外，保護(hù)層通常被手刷到不要接合的區(qū)域上，很可能產(chǎn)生不穩(wěn)定和不一致接合區(qū)。因此，使用保護(hù)層也被限于較簡單的結(jié)構(gòu)和寬的接合區(qū)。雜質(zhì)也很可能隨保護(hù)層而發(fā)生，從而阻止可靠地接合。
與保護(hù)層有聯(lián)系的許多問題至少早在如1976年的美國專利No.4087037(具體參閱第1縱列第20-42行和55-58行;還可參閱美國專利No.4304821中的第一縱列第45-56行)的現(xiàn)有技術(shù)中已認(rèn)識到，該專利描述了一種用于不必使用保護(hù)層而生產(chǎn)超塑性成形和擴(kuò)散接合制品的方法及壓力機(jī)械。該專利提出不必使用保護(hù)層，而使用一種復(fù)雜的壓力機(jī)，該機(jī)能連續(xù)控制工藝以使在零件可彼此接觸以擴(kuò)散接合之前完成超塑性成形各工序。通過使用一限制模和一配對的可動的模(flexibledie)可部分實(shí)現(xiàn)此目的，在達(dá)到擴(kuò)散接合溫度前這對于壓力方式是必需的。注意該專利指出必須防止不要接合的表面意外地接觸，因?yàn)檫@種不期望的接合將造成明顯的危害(參閱第3縱列第29-34行)。雖然該專利舉薦了形成帶空間曲率的大范圍結(jié)構(gòu)的已公開的機(jī)械的性能，但申請人并不了解為那目的的這種機(jī)械的任何有效的工業(yè)用法(或任何機(jī)械或方法學(xué)的那些事情)。
避用保護(hù)層的另一途徑是將兩或多塊金屬板縫焊在一起以呈一接合方式，然后由于焊合板在受熱時(shí)的膨脹而超塑性形成一由互連的諸小網(wǎng)格組成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，有時(shí)同時(shí)接合于外板。這樣的焊接工藝已揭示于如美國專利No.4351470，4304821和4217397中，其中最早的那個專利申請于1978年。
但是，縫焊接合方式有某些缺點(diǎn)。首先，它不能在充分詳細(xì)的細(xì)節(jié)上精確控制以達(dá)到均勻?qū)挾鹊慕雍?，尤其對較細(xì)致的結(jié)構(gòu)形狀更是這樣，且還必需一較寬的接合寬度，因而在充氣(膨脹)期間當(dāng)在金屬板中形成的相鄰小網(wǎng)格的側(cè)壁必須雙雙背對背相接以會聚于焊接線的中間時(shí)，就導(dǎo)致產(chǎn)生斷裂應(yīng)力。此外，縫焊會產(chǎn)生不可靠的接合，因?yàn)楣室饬粼诤缚p之間的間隙將在受熱時(shí)進(jìn)行擴(kuò)散接合，由此妨礙了為達(dá)到均勻的超塑性成形所必需的流體流動。其結(jié)果，總的說來，焊接結(jié)構(gòu)不能滿足高度受力件，尤其是工況惡劣的零件如風(fēng)扇翼片的制造的要求。上面提到的美國專利No.4351470扼要指出了“不用焊接法，可利用一些其他措施，如擴(kuò)散接合，將板固定在一起?！?見第2-3縱列)。盡管如此，它并沒說明如何達(dá)到這種擴(kuò)散接合的方式。由于意識到必須小心防止在非接合的那些表面接觸(參閱如美國專利No.4087037第3縱列第29-34行;美國專利No.4304821第一縱列第39-42行)，很可能所引用的句子中考慮到為那目的而使用防護(hù)涂層或間隔物(間隔物會提出類似于防護(hù)涂層的和其它的問題)。
除了由使用保護(hù)層和焊接引起的一些問題和歸因于在成形中金屬局部修磨的一些問題外，還會從在現(xiàn)有諸工藝中諸結(jié)構(gòu)組件經(jīng)受的多次熱循環(huán)中產(chǎn)生一些問題，其中熱循環(huán)對最終的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生削弱作用。
還有在某些現(xiàn)有技術(shù)的諸方法，尤其(但并不僅僅)應(yīng)用防護(hù)涂層的那些方法中的其它許多缺點(diǎn)是，在它們成形后不能檢查和評定接合的整體性，這是因?yàn)榭考庸すに嚥荒芊从吵鼋雍喜俊．?dāng)蜂窩狀結(jié)構(gòu)用作一翼片的中空芯時(shí)，該問題是尤為嚴(yán)重的，其中蜂窩狀結(jié)構(gòu)在兩層外表面層之間形成后被封起來。與硬化芯情況相反，由于精加工結(jié)構(gòu)的大部分開支和翼片本身有關(guān)，故因其廢品率較高而使這些工藝在經(jīng)濟(jì)性上不可行。
盡管現(xiàn)有技術(shù)試圖不用保護(hù)層或焊接法，以及不用苯重而貴重設(shè)備而達(dá)到超塑性成形和擴(kuò)散接合制品的工業(yè)上可行的方法，但是至今申請人尚不知道任何工業(yè)上成功的結(jié)果。有關(guān)復(fù)雜的空間曲率翼片結(jié)構(gòu)以及復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件如框架或這種構(gòu)件的結(jié)構(gòu)單元的制造方面，還沒有一種成功的方法，這是值得注意的。
廣泛地說，為了克服上述的缺點(diǎn)，按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可通過將一塊或一對金屬板放置在至少一塊模板當(dāng)中，最好是放在一副模板之間制成，模板沿著一條板表面與金屬板接觸，在該條板表面的間隔處，形成一系列多邊形空隙，這些空隙通過條板表面上形成的各凹槽互相連通。在受熱時(shí)當(dāng)模板將諸金屬板壓在一起時(shí)，沿該條板表面接觸的金屬流入鄰近的金屬板的非接觸的多邊形區(qū)域，使得這些部位朝外流動，從而形成一系列枕形小網(wǎng)格，這些小網(wǎng)格通過與上述的各個凹槽相對應(yīng)的成網(wǎng)絡(luò)狀的一些通道互相連接。當(dāng)將兩塊金屬板結(jié)合在一起時(shí)，諸小網(wǎng)格可以通過位于金屬板邊緣上的一排氣管所施加的氣壓并借助網(wǎng)絡(luò)狀通道將氣壓送到所有的小網(wǎng)格，從而將各小網(wǎng)格吹脹。
本發(fā)明部分地基于這樣一種發(fā)現(xiàn)，即沿著那些條板表面對金屬板進(jìn)行加壓，可以使金屬板上的金屬流入條板表面間隔的多邊形區(qū)域，使這些區(qū)域鼓起或(當(dāng)兩塊金屬板同時(shí)成形時(shí))通過足以構(gòu)成可加壓的互相連接的枕形小網(wǎng)格的數(shù)量而分隔開;這樣，即使沒有保護(hù)層，金屬板的枕形區(qū)域也不會在擴(kuò)散接合溫度下接合在一起;而且這還提供了一種制造硬化的增強(qiáng)金屬結(jié)構(gòu)的新的有用的途徑。還發(fā)現(xiàn)以這種方式制造的預(yù)制件可進(jìn)一步加工生產(chǎn)出整體復(fù)合彎曲增強(qiáng)的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可用于壓縮機(jī)和風(fēng)扇轉(zhuǎn)子或定子葉片及類似的翼片結(jié)構(gòu)?？梢韵嘈?，每一塊金屬板在成形工藝中，可以借助在金屬板和相鄰的模板之間某些類似于表面張力作用的親合力形成一些向該相鄰模板延伸的枕形柱。這里所說的術(shù)語“枕形柱”意味著當(dāng)用模板沿條板表面對金屬板加壓時(shí)在金屬板的表面上形成一枕形位移或隆起。每個枕形柱與相應(yīng)的壓板上的一個多邊形空隙相對應(yīng)。因此，當(dāng)兩個枕形柱在兩塊金屬板上同時(shí)成形或是采用別的方法同時(shí)制成時(shí)，一個“小網(wǎng)格”則由兩個背對背緊靠的枕形柱組成，這樣它們就可以形成一可吹脹的體積。因此，如果單獨(dú)成形加工一塊金屬板，就必須采用一模板和一相對的平面。如果以這種方式在同一個操作中成形加工兩塊金屬板的話，也可采用一塊模板和一相對的平面或兩塊相對的模板，如下文所述。
按照本發(fā)明的一個最佳實(shí)施例，加壓成形在小于或低于擴(kuò)散接合所需的時(shí)間或溫度下進(jìn)行。最終形成的金屬板接著可加以清理和沿著它們的周邊焊接或者接合，當(dāng)金屬板接合在一起時(shí)，將一流體流通管插入并焊接在金屬板之間，以控制整個互連小網(wǎng)格的網(wǎng)絡(luò)的壓力。金屬板之間的空間最好抽真空以確保充分接合，然后再將金屬板放在成形模板之間在擴(kuò)散接合的溫度下直接進(jìn)行機(jī)械加壓，從而將它們沿著條板表面接合在一起。然后除去模板并仍然在擴(kuò)散接合溫度下用惰性氣體加壓最終的預(yù)制件，使互連的小網(wǎng)格通過超塑性流動膨脹。
或者，也可采用單一操作，通過在擴(kuò)散接合溫度下將模板保持足夠長的時(shí)間使金屬板發(fā)生擴(kuò)散接合而同時(shí)完成成形和接合。然后將模板卸去，并仍在擴(kuò)散結(jié)合溫度下按上述方法加壓預(yù)制件，將諸小網(wǎng)格吹脹到所需的體積。這種操作最好是在一真空爐中進(jìn)行，這可以獲得象金屬板之間的體積抽真空一樣的效果，而不必事先焊接金屬的周邊和進(jìn)氣管。該實(shí)施例中的周邊接合可以通過將模板或其他模制元件制成適合于金屬板的周邊擴(kuò)散接合的形狀所形成，在金屬板的周邊留下一個用于流通氣體的開口，以便需要時(shí)可以將一管子焊接或擴(kuò)散接合在該開口處。
上述預(yù)制件的小網(wǎng)絡(luò)的膨脹可以自由擴(kuò)展或可以由模具的內(nèi)表面來限制，因此最好能重復(fù)所需的最終結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面。如果是自由膨脹，諸小網(wǎng)格最好不要吹脹到它們相鄰的側(cè)面互相接觸并開始接合的程度，因?yàn)檫@些必須留作最后一道工序，即，使部分地膨脹的芯子接合到其他外部結(jié)構(gòu)元件上。如果采用限制膨脹，最好將諸小網(wǎng)格吹脹到使它們的側(cè)面沿著其整個表面接合到相鄰的小網(wǎng)格的壁上，并使諸小網(wǎng)格的端面形成平滑的、基本上連續(xù)的、可與例如翼片表層或框架表面等的外壁(即，相對于核心結(jié)構(gòu)的外部)接合的表面。
而且，按照本發(fā)明，對預(yù)制件可進(jìn)行初始小量的加壓就足以防止在卷曲，扭轉(zhuǎn)或其他加工時(shí)發(fā)生扭曲，然后在一個或多個周邊形模具中進(jìn)一步吹脹，這些模具將控制的扭轉(zhuǎn)或雙向彎曲賦予與最終所需形狀相對應(yīng)的或?qū)е伦罱K所需形狀的預(yù)制件。
雖然這里模板被描述為規(guī)定的多邊形，但這術(shù)語是廣泛應(yīng)用的，包括圓形和帶有任何數(shù)量側(cè)邊的多邊形。所選的多邊形形狀最好提供由一系列規(guī)則的等寬度條板表面所分隔的小網(wǎng)格的多邊形。具有實(shí)用目的的最佳形式是如附圖所示的六邊形。在某些應(yīng)用場合，應(yīng)避免較小數(shù)量的側(cè)邊，因?yàn)楫?dāng)對小網(wǎng)格進(jìn)行加壓吹脹時(shí)，較尖銳的棱角部比較多數(shù)量側(cè)邊的更容易損壞。八邊形，十邊形及十二邊形也是有用的，因?yàn)樗鼈兙芴峁?gòu)成等寬度條板表面的一種規(guī)則多邊形排列。正方形作為一種多邊形，雖在某些場合是有用的，但一般不能提供象最佳幾何形狀相同程度的均勻強(qiáng)化。
按照本發(fā)明的最終結(jié)構(gòu)最好已接合的雙層壁，即相鄰的小網(wǎng)格互相接合，內(nèi)部沒有未接合的空隙，每個小網(wǎng)格的整個端面可以與鄰近的表層或壁相接合。而且，多邊形小網(wǎng)格的式樣是可變化的，例如可以在一特定區(qū)域內(nèi)制成較小或較大的式樣，這樣可對增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的壁厚及壁的尺寸進(jìn)行“調(diào)整”，以避免不希望的振動現(xiàn)象，或者滿足較厚或較薄的增強(qiáng)壁，或滿足最終產(chǎn)品所希望的各種特征的其他要求。
在金屬板成形過程中，模板對金屬板加壓的程度可以從百分之幾到大約10%，最好是大約5%，壓扁量定義由模板所引起的金屬板在條板表面處厚度的壓縮率。例如，在一塊0.040英寸的金屬板上厚度減小0.002英寸，壓扁量為5%。按照本發(fā)明，當(dāng)模板抵著擋塊靠在一起時(shí)，可精確而可控地達(dá)到預(yù)定的壓扁量。這種擋塊可作為結(jié)構(gòu)件安裝于諸模板之間，以確定諸模板的終止端，或者可以包括另一種電子的或機(jī)械的、可達(dá)到相同最終結(jié)果的裝置。只要施加公稱壓力就可以達(dá)到該目的。
按照本發(fā)明，最好用一對模板來生產(chǎn)深度強(qiáng)化的結(jié)構(gòu)，因?yàn)闅怏w壓力也會使各小網(wǎng)格從金屬板平面的兩個方向上均勻地膨脹使達(dá)到最大深度。然而，對一些較薄的結(jié)構(gòu)而言，最好采用一個和一相對平面一起操作的模板，因?yàn)樽詈蟮膲罕饬績H出現(xiàn)在與帶有壓形的模板相接觸的金屬板上，在氣壓作用下，只有那部分金屬板(壓后較薄的部分)可吹脹成膨脹的小網(wǎng)格。所以最終的結(jié)構(gòu)與那種每個小網(wǎng)格的兩個相對的表面均被吹脹的結(jié)構(gòu)相比，其深度只有后者一半。諸小網(wǎng)格的吹脹的程度決定于小網(wǎng)格壁的所需厚度，而壁厚又決定于特定應(yīng)用的結(jié)構(gòu)要求。一般，壁厚減小50%是可接受的，但對某些應(yīng)用而言，小網(wǎng)格壁可減薄到其原始厚度的百分之幾以內(nèi)。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，將這種蜂窩狀的板條結(jié)構(gòu)彎曲成與一種翼片的中空芯部相一致并嵌入和接合在該翼片的內(nèi)部。就這點(diǎn)而言，可以將一對翼片的表層加工形成一內(nèi)腔。然后將局部成形的蜂窩板條結(jié)構(gòu)置于該兩層表層之間，并將兩表層的周邊接合在一起，同時(shí)留下一些氣體管子，用作進(jìn)入到該板條結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間和板條結(jié)構(gòu)與翼片空腔之間的空間的入口。將最終的結(jié)構(gòu)置于超塑性流動溫度下，將氣體壓力有控制加到板條結(jié)構(gòu)內(nèi)并降低板條結(jié)構(gòu)與翼片空腔之間的壓力，把4網(wǎng)格的端壁擴(kuò)散接合到表層，由此構(gòu)成一種具有中空整體增強(qiáng)內(nèi)芯的翼片。
用于制造本發(fā)明的蜂窩板條(或芯子)結(jié)構(gòu)和最終制品的方法克服了與保護(hù)層及焊接有關(guān)的那些問題并緩解了伴隨以前的方法而出現(xiàn)的局部變薄的問題。而且，用于實(shí)施該方法的設(shè)備是相當(dāng)簡單的，因此，也是可靠的和便宜的。重要的是，由于蜂窩預(yù)制件及芯子可獨(dú)立于芯子將要被組裝其內(nèi)的最終制品制造，在將蜂窩結(jié)構(gòu)及芯子組裝或與其他結(jié)構(gòu)件相接合而構(gòu)成最終制品之前，它們對于確定接合和結(jié)構(gòu)的完整性是相當(dāng)容易的。
本發(fā)明的方法可以用于制造各種用途的增強(qiáng)的蜂窩板條結(jié)構(gòu)或芯子結(jié)構(gòu)，和制造例如導(dǎo)管、框架、支桿、翼片之類的結(jié)構(gòu)件，該結(jié)構(gòu)件采用一內(nèi)部輕質(zhì)硬化芯子，這種芯子是可以與該結(jié)構(gòu)元件整體接合的。蜂窩狀結(jié)構(gòu)具有高的強(qiáng)度與重量之比值且非常硬，因此非常適于用作中空芯結(jié)構(gòu)元件的增強(qiáng)芯。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例將結(jié)合其附圖進(jìn)行描述。


圖1是在超塑成形和擴(kuò)散接合之前設(shè)置在工具的相對模板之間的兩金屬板的橫剖視圖;
圖1A是在超塑成形和擴(kuò)散接合之前設(shè)置在工具的模板和工具的相對平面之間的一金屬板的橫剖視圖。
圖1B是類似圖1A的橫剖視圖，表示單塊板沿其條板表面被加壓后的外觀。
圖2是圖1所示的下模板的局部平面圖;
圖3是在圖1和2所示的模板的接合線上的局部透視圖，其中在模板之間沒有金屬板，且上模板用虛線表示。
圖4是根據(jù)本發(fā)明擴(kuò)散接合在一起的如圖3所示的超塑成形板的局部透視圖;
圖5是沿圖4中“5-5”線剖的橫剖視圖;
圖6是根據(jù)本發(fā)明為形成雙曲面蜂窩狀板結(jié)構(gòu)的模具的透視圖;
圖7是在最后裝配之前的本發(fā)明的翼板的透視圖，以表示其三個基本結(jié)構(gòu)組件;
圖8是裝配后的圖7中的翼板的透視圖;
圖9是沿圖8中“9-9”線剖的橫剖視圖;
圖10是根據(jù)本發(fā)明可以形成提供氣體通道的諸小網(wǎng)格互連成的蜂窩結(jié)構(gòu)的平面圖。
根據(jù)本發(fā)明所使用的諸模具或模板如圖1至3所示，圖1至3顯示的實(shí)施例中的諸模板形成一六邊形式樣。圖1表示二塊模板10、12，在它們之間夾著二塊金屬板16、18。如圖2所示，模板12(模板10同樣如此)具有設(shè)置的作業(yè)的條板表面20，以在如圖4所示的合成預(yù)制件24上形成相應(yīng)的條板表面22，預(yù)制件24由金屬板16和18用已敘述過的方法加工成形。模板條板表面20在其間隙中形成一系列多邊形空穴或空腔28，在模板條板表面20中諸模板還有諸離隙部分26，它使諸多邊形空腔28互連。諸離隙部分26應(yīng)該允許通過外管14所施加的氣體壓力傳送至所有的多邊形空穴中，如圖2和3所示。
圖10顯示用于該目的的離隙部分的一個例子，可以使用任何形式的離隙，只要能提供足夠的氣體壓力遍及網(wǎng)格，以獲得所期望的膨脹。雖然認(rèn)為對于大多數(shù)應(yīng)用一根管子14是足夠的，但如果需要，為該目的可以提供多于一根的管子14。
另外，如果需要，這里所描述的發(fā)明可用于超塑形成一單塊板，而不是如上所述的一對這種板，用于實(shí)施該工藝的設(shè)備用圖1A和1B圖示和描述。圖1A描述夾在模板10和相對的平模板13之間的單塊金屬板。如圖1B所示，模板10具有設(shè)置的作業(yè)條板表面，以便當(dāng)板16在模板10和平模板13之間受壓制且經(jīng)受到在或大致在所選擇的特定材料的超塑性范圍內(nèi)的溫度時(shí)，在金屬板16上形成相應(yīng)的條板表面，圖1B大致顯示當(dāng)金屬板16進(jìn)行成形工序時(shí)金屬板16的外形。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，如圖1和2所示的那些模板用于可以超塑成形和擴(kuò)散接合的一對金屬板，而且模板一起加壓，在條板表面22的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生百分之幾至大約10%的板的壓扁量。根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以這種方式制出有用的預(yù)制件，而不需要使用保護(hù)層或任何其他種類的粘合抑制劑，而且也不必控制由金屬板形成的夾層結(jié)構(gòu)內(nèi)和外的相對壓力。用所揭示的形式對金屬板加壓會使多余的金屬流入相鄰的模板的多邊形空腔，由此形成諸多邊形小網(wǎng)格32，同樣，金屬板16和18的金屬流入離隙部分26，形成與諸小網(wǎng)格32互連的、相應(yīng)形狀的諸泄氣通道30。
用通常的壓力機(jī)械可以在通常的熱壓機(jī)或真空爐中進(jìn)行該方法，這樣可以使模板一起靠在確定的擋塊上達(dá)到為預(yù)定壓扁程度所要求的距離。例如，如果使用的二塊金屬板每一塊是0.040英寸厚，擋塊應(yīng)該設(shè)置成限制模板間隔為0.076英寸，以在每一板上獲得0.002英寸或5%的壓扁量。
條板表面20最好制得較窄且具有同樣的寬度，寬度最好約為0.040至0.060英寸，它們必須有足夠的寬度，以便當(dāng)模板靠攏時(shí)得以接合，以及滿足成形工序期間所要求的強(qiáng)度;同時(shí)，它們也應(yīng)該是窄的，足以在壓制時(shí)當(dāng)相鄰的兩小網(wǎng)格壁雙雙背靠時(shí)避免過度的彎曲應(yīng)力。條板表面也可以具有不同的寬度，且甚至可使諸多邊形隨意配置，即在板的表面上的多邊形的尺寸、形狀或排列方向可隨意變化。所需的條板表面必須根據(jù)金屬板的厚度、使用的特定合金、多邊形的尺寸和幾何形狀、所需的小網(wǎng)格的脹大程度和所需的成品特性來確定。該工藝尤其適用于這種場合，即它允許用相當(dāng)薄的金屬板(0.020英寸數(shù)量級)制造芯結(jié)構(gòu)，以獲得重量很輕的結(jié)構(gòu)，而諸小網(wǎng)格壁的金屬不致過分伸長或頸縮。
如圖所示，附加的模板10和12可以形成一開模，或者也可以形成一閉腔模(圖中未畫出)，其中小網(wǎng)格增大量可以(但不必需)由內(nèi)模表面的鄰近處限定。可以看到開模的機(jī)加工更經(jīng)濟(jì)。
模板也可以形成一外部或周邊表面11(圖3所示)，它形成基本上圍繞整個予制件所需寬度的擴(kuò)散接合區(qū)，且留有氣體傳送所需的通道15，下面將描述到。另外，一對分開的模板(圖中未畫出)可以和圖1所示的模板一起使用，以產(chǎn)生周邊接合。
本發(fā)明可用的金屬或金屬合金是那些能夠進(jìn)行超塑成形和擴(kuò)散接合的材料，它們最好能有大的塑性變形，在它們處于其超塑溫度時(shí)形變從百分之幾直到大約1000%。每一特定合金在一定的溫度下發(fā)生超塑變化，該溫度可以很容易地從熱源處或由現(xiàn)有技術(shù)中所熟知的方法，例如1978年McGrawHill的M.Hansen的“雙相圖表”測量或決定。在現(xiàn)有技術(shù)中已知道鉛和鈦的超塑變形合金，一種最好的鈦合金包括鋁和釩，如合金鈦6鋁-4釩(Ti6Al-4V)，在約1435°F時(shí)具有超塑性，在約1675°至1725°F時(shí)可結(jié)合。其他某些合金，主要是鈦或鋁，但也有其他金屬，這些合金可以通過減小它們的顆粒尺寸獲得超塑性，因?yàn)橐阎?xì)小的、穩(wěn)定的顆粒尺寸使金屬具有能超塑流動的能力。
使用熔點(diǎn)抑制劑或結(jié)合催化劑，以降低金屬板的擴(kuò)散結(jié)合溫度，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這種催化劑是眾所周知的，且對所含的金屬或合金是有特效的，例如結(jié)合鈦合金的鎳和/或銅。催化劑沿條板表面施加到板上，在接合期間它轉(zhuǎn)移到金屬中，這樣制成的接合處主要由單一的鈦合金形成。G.Fitzpatrick和P.Broughton的“TheRollsPoyceWideChordFauBlade”一文中描述了在翼片制造中使用接合催化劑，該文于1986年10月在加利福尼亞、舊金山由鈦開發(fā)協(xié)會召開的第一次國際會議上發(fā)表且郵寄給協(xié)會會員。
用根據(jù)本發(fā)明最好的方法，兩塊金屬板16、18放在一熱壓機(jī)或類似的已知設(shè)備上的模板10和12之間，而且使模板一起靠在擋塊上，以便沿條板表面20獲得約5%的壓扁量，這最好在超型溫度下進(jìn)行，其目的是使板16和18的金屬變形而不使它們接合。在超塑溫度時(shí)，變形幾乎一瞬間就產(chǎn)生，形成如圖4所示的枕形網(wǎng)格32，這可以在空氣環(huán)境中完成，低于超型轉(zhuǎn)變(溫度)時(shí)將需要較長時(shí)間。然后移開模板，這樣成形(但未接合)的板16和18(成形的板如圖4所示，不管它們是否接合在一起，當(dāng)如圖放置時(shí)，它們基本上具有同樣的形態(tài))可以進(jìn)行清掃，以進(jìn)行以后的工藝處理。然后板可以例如用芯棒進(jìn)行局部變形，以提供如圖4所示的輸入管14。然后將板沿它們的邊緣處焊接起來，這可用現(xiàn)有的焊接方法，如電子束(EB)焊或鎢惰性氣(tungsteninertgas)(TIG)焊，這些方法不污染金屬表面。管子14最好也用例如條焊焊到位，這樣兩塊板形成氣密性內(nèi)腔。
然后通過管子14進(jìn)行抽真空，真空度為約10-2和10-3乇之間，并且將兩塊板再放入爐中，爐溫和加熱時(shí)間應(yīng)使足以產(chǎn)生擴(kuò)散接合，模板基本上保持與在原有成形步驟中使用的一樣的閉合程度。板之間的真空保證沿條板表面22能足夠的接合，以避免形成由殘留的甚至是很少量的氣體可能引起的未接合區(qū)。同時(shí)，真空也不可高到以致破壞成形的枕塊。
需要注意的是，如果模板10和12是閉?；蛳拗颇?，其中所形成的枕塊可以具有平頂?shù)牧呅沃北谛螤?。對于鈦來說，最好是模板表面用硼鎳粉末潤滑，這是一種已知的干潤滑劑，以便防止由于與金屬板摩擦而使模板表面磨損。
使用在上述工藝中的0.030英寸的鈦合金鈦6鋁-4釩和用六邊形模板壓的5%壓扁量時(shí)，六邊形對邊之間的距離是0.050英寸且條板寬為0.040英寸，并且在大約1440°F下加熱15分鐘，如圖4所示形成的可以看到的諸小網(wǎng)格高出板16和18原有表面約1/16英寸，內(nèi)網(wǎng)格深約為1/8英寸，當(dāng)使離隙26寬度約為3/32～1/8英寸時(shí)，形成的泄氣通道30的內(nèi)徑約1/32～1/16英寸，就形成了泄氣通道30互連的小網(wǎng)格網(wǎng)。
本發(fā)明的上述實(shí)施例優(yōu)點(diǎn)在于它可以在一般的熱壓機(jī)上實(shí)施，在該溫度下一個操作過程約為一小時(shí)。另外，該工藝也可在較昂貴的真空壓機(jī)上實(shí)施，但一個操作過程需要較長時(shí)間。鍛壓機(jī)內(nèi)的真空與上述焊接的預(yù)制件內(nèi)的真空作用一樣，即保證足夠的接合。還有，在該實(shí)施例中，熱和壓力在起始步驟中可保持足夠長的時(shí)間，以使接合以及形成互連的小網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。對于鈦合金鈦6鋁-4釩和在約1700°F溫度下，對于與5%壓扁量接合所需的時(shí)間為1至2小時(shí)。用本發(fā)明的該實(shí)施例，板16和18可以同時(shí)沿其邊緣擴(kuò)散接合成一條帶，而不是焊接而成。如管子14的管子最好有但不是必需，這足以在周邊接合處留出一間隙，通過該間隙內(nèi)預(yù)制件腔和爐子的真空環(huán)境相連?？稍趬毫C(jī)或爐子中使用多套模板，每套模板如上所述，這可以增加工藝效率。
應(yīng)該注意在模板中避免有尖角，例如，對于0.040英寸條板表面寬度，在模板中相鄰六邊形之間的壁厚可以是0.1英寸，彎成半徑為0.032英寸的圓，六邊形的角同樣是圓的，使可避免尖角產(chǎn)生高局部應(yīng)力。
最好管子14用和板16及18相同的合金制成;然而，管子可用任何能擴(kuò)散接合或焊接于金屬板的材料制成，這要視所采用的工藝的實(shí)施例而定，此材料有相近的熱膨脹系數(shù)和或者與基金屬相容。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明制造的預(yù)制件24，然后在超塑溫度下以及以一般大約為200至300磅/每平方英寸的壓力的惰性氣體(如氬氣)的充氣，以形成板結(jié)構(gòu)或規(guī)則或不規(guī)則形狀的芯結(jié)構(gòu)。如果象上面所說的那樣，預(yù)制件的兩半部分制成后未接合在一起，那么當(dāng)它們再加熱以便接合時(shí)，它們從模板移開后在同一個熱循環(huán)中可進(jìn)行另外的充氣(膨脹)。充氣(膨脹)使諸小網(wǎng)格32從板16、18的平面沿兩個方向向外伸展使伸展量為最后所需的伸長度的一個百分比，比如70～90%。請注意，和已有方法比較，此方法能使制造所需要的溫度循環(huán)數(shù)目為最少。
預(yù)制件的充氣(膨脹)只要在其周邊固定時(shí)就能進(jìn)行，此時(shí)諸小網(wǎng)格將沿他們各自的方向相等地?cái)U(kuò)展。或者，預(yù)制件可以在封閉空腔模子里充氣(膨脹)，這樣空腔的壁限制并限定了膨脹或部分膨脹的芯的所希望的形狀。比如，這樣的模子可以使膨脹限制到最終結(jié)果的較大的百分比。它也可以允許使脹到所希望的完全的擴(kuò)展度，同時(shí)可以接納諸外部板或結(jié)構(gòu)單元，這樣板或結(jié)構(gòu)單元就可穿過氣囊的整個區(qū)域擴(kuò)散接合于諸小網(wǎng)格的膨脹端上，而使諸板和諸小網(wǎng)格之間的表面接合且基本上為空的。另一方面，預(yù)制件也可用這種方法充分充氣(膨脹)，然后接合于諸外部單元。下面將可以看到，既然膨脹是通過氣體壓力均勻平緩地進(jìn)行，實(shí)際上各種任意芯形狀可以通過相應(yīng)模子空腔的定形來實(shí)現(xiàn)。只要膨脹度足夠小以致不會發(fā)生接合比如在相鄰小網(wǎng)格壁之間接合，充氣(膨脹)就可在空氣中進(jìn)行。如哪種操作是在空氣中進(jìn)行，板金屬或預(yù)制件必須去除氧化物和其它雜質(zhì)，這可通過已知技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，比如本領(lǐng)域中所熟知的在接合徹底完成之前進(jìn)行酸洗。
對于形成空間曲率翼片結(jié)構(gòu)比如風(fēng)扇、壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片以及整體式帶葉圓盤結(jié)構(gòu)，常常需要高度彎曲表面、高強(qiáng)度和剛度、重量輕，而且在早期制造階段對核心可進(jìn)行檢測，這已圖示于圖6-9。
預(yù)制件24先大致根據(jù)翼片內(nèi)部中空部分或穴窩的空間曲率扭轉(zhuǎn)成一定形狀。如此扭轉(zhuǎn)的芯在圖中用44表示，它位于翼片40的分別也稱為上下外殼的上下兩半部分46、48之間。根據(jù)本發(fā)明，上下外殼46、48是沿它們周邊對應(yīng)的表面50、52擴(kuò)散布接合在一起的，而它們之間的空腔或穴窩42(最好相等地?cái)U(kuò)伸入兩個外殼)完全由蜂窩狀的芯44充填，芯44膨脹以充填此體積并完全沿其外表面擴(kuò)散接合于相應(yīng)的翼片外殼的內(nèi)表面。
根據(jù)翼片的空間彎曲度，最好先將部分彎曲度分給模子里的預(yù)制件，也可以是全部或大部分最終所要的彎曲度，而剩下部分則由作為模子的翼片外殼本身來完成。另一種方法，如果只需要較小的空間彎曲度，則可以通過翼片外殼本身分給預(yù)制件，而不需要一個或多個初級模制步驟來逐步實(shí)現(xiàn)所需要的空間曲率。
圖6是模子56的透視圖，它包括頂和底部模板58和60，面62，我們希望通過特殊的模制步驟，當(dāng)具有不同扭曲度或空間曲率的兩半部分模子相配合時(shí)，使兩模板之間限定共同的外周表面62。預(yù)制件24圖示于模板58和60之間，管子14在其應(yīng)有位置以使預(yù)制件24內(nèi)部加壓。在爐子中，預(yù)制件24首先用隋性氣體加壓至幾個磅/每平方英寸，以避免預(yù)制件在彎曲時(shí)發(fā)生“扭結(jié)”或急彎。然后兩部分半模子或模板58、60閉合在預(yù)制件上，此時(shí)溫度在超塑范圍內(nèi)，這樣預(yù)制件可按希望進(jìn)行扭曲。如簡單為把部分扭曲分給預(yù)型，模子56可以是開口空腔模子;或者它也可以是個封閉空腔模子，其內(nèi)表面形成了通過膨脹的預(yù)制件24所要形成的芯的外部形狀。這可以是芯最后所要的形狀，或者也可是所需膨脹度的一定比例，而比全部膨脹度略小。當(dāng)在所有或大致全部扭曲被分給芯以前就完成一些膨脹度時(shí)，膨脹度最好保持在某值之下，此時(shí)諸小網(wǎng)格的邊壁開使相互接合直到實(shí)現(xiàn)最終的扭曲度。這樣就不必在邊壁已經(jīng)在芯內(nèi)接合后把一部分扭曲分給芯，這會使它們變形和造成諸小網(wǎng)格的厚度不均勻。對于較大的空間曲度，可采用一系列按順序使用的模子。
然后膨脹后的芯44放置在兩半部分翼片46、48之間，在芯和外殼的超塑區(qū)溫度下將三層?xùn)|西壓在一起。翼型外殼46、48的制造可通過任何一種本技術(shù)領(lǐng)域已知的方法來完成，比如通過機(jī)加工和熱成形相結(jié)合的方法。它們最好用與芯相同或相容的一種合金制成。在外殼46上加工有與通道64相似的通道65，以使在芯44和各自外殼之間形成的內(nèi)部容積中流通氣體，這樣可在這個容積內(nèi)產(chǎn)生真空以便實(shí)現(xiàn)芯44表面和外殼46、48的相應(yīng)內(nèi)表面之間的完全接合。這可用好幾種方法中任一種，將要在下面描述。管子14穿過通道64放到位，以為芯44內(nèi)部的加壓提供一個氣路，以使它膨脹到完全充滿由兩半部分翼片46、48之間形成的容積。形成這個結(jié)構(gòu)后，可移去管子，如需要則把留下的小孔塞住或焊住。
這里要描述將兩部分翼片和芯44的組件形成完整的翼片的兩種方法。其中之一，操作步驟在真空壓模中進(jìn)行，此時(shí)提供必要的溫度和壓力，以對真空條件下的翼片外殼的相配合的外周面50、52提供機(jī)械壓力。將三件式組件放置在真空壓模中，管子14與能使芯的諸小網(wǎng)格充氣膨脹的惰性氣體源連通。經(jīng)加溫，將模子閉合以對外殼的外周面50、52施加約5%的壓扁量的機(jī)械壓力，通過管子14加上惰性氣體壓力，使芯44膨脹抵住翼片外殼的內(nèi)部穴窩壁。在5%的壓扁量和約1675°F到1725°F的溫度下，對圖7-9所示的典型葉片結(jié)構(gòu)的成形和接合步驟可在約二小時(shí)內(nèi)完成。由壓力機(jī)提供的真空度最好在約10-4至10-6乇之間。在外殼48上機(jī)加工出通道65，以使由壓力機(jī)提供的真空與在芯和各自外殼之間的內(nèi)部容積相聯(lián)通?？稍谝粋€或兩個相配合的翼片外殼上機(jī)加工出這樣的通道，如果需要，也可以有多于一個的這樣的通道。另一種方法，翼片外殼46、48也可以沿其周邊上焊接并抽空，以形成真空腔，從而可使在壓力機(jī)下發(fā)生接合，而不必在更昂貴的真空爐中進(jìn)行。為此目的方便的做法是把管子67焊到通道5上，通道5可與真空度為10-4-10-6乇的一個適當(dāng)?shù)恼婵赵绰?lián)通。進(jìn)行這工作可以在組件置于壓力機(jī)中前把管子67連通到一個真空源，并把管子封口，這樣在整個熱循環(huán)中都可保持所需要的真空度而不必在壓力機(jī)中加入真空聯(lián)結(jié)器。在擴(kuò)散接合溫度下，芯充氣(膨脹)并充填和接合到翼片外殼內(nèi)的穴窩上。請注意這里總是說明充氣是采用惰性氣體如氬氣來進(jìn)行，以避免形成不容易去除的氧化物或其它雜質(zhì)。
為膨脹氣囊，芯內(nèi)維持壓力所需要的時(shí)間段與那些本領(lǐng)域所熟悉的相近似，這取決于氣體壓力、所采用的特定的合金、板的厚度和特定預(yù)制件的幾何形狀。請注意，如圖8所示，氣體通道或管子最好通過翼片的路徑片(route)69，或者通過末端，這樣它們不會穿過受到橫向應(yīng)力增加的橫向區(qū)域(traverseareaswhichmaybesubjecttotransversestressrisers)。
圖8和圖9示出了完整的翼片，外殼接合在一起，包圍并接合于芯44。重要的是，模板的后來的芯44在密封到翼片里前可以用任何常規(guī)的測試方法進(jìn)行檢查，使在此工藝的早期階段對芯的接合處及結(jié)構(gòu)整體性進(jìn)行檢查。通過用此方法進(jìn)行的適當(dāng)?shù)臋z查，不大可能使不正常接合或成形的芯與翼片相配合，從而避免了由出廢品而造成的不必要的費(fèi)用，比采用不允許作這樣的早期直接檢查的工藝提供了更高的結(jié)構(gòu)整體性和安全性。
請注意，根據(jù)本發(fā)明的兩個或更多的蜂窩狀芯可以接合在一起，以產(chǎn)生加強(qiáng)的結(jié)構(gòu)，這比僅采用單個芯而可行或所希望的能具有更大的深度和不同的形狀。
對在本領(lǐng)域內(nèi)的熟練人員來說很明顯的是，對上述實(shí)施例的修改和改變可在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)進(jìn)行，后附的權(quán)利要求書限定了本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種制作蜂窩狀結(jié)構(gòu)的方法，包括(a)提供至少一能夠進(jìn)行超塑成型的金屬板；(b)施加壓力使對所述的板沿著條板表面加壓，在其間隔中形成一系列彼此由條板表面內(nèi)的間隙互連的多邊形空腔，所述的壓力足以使板的厚度沿條板表面減小百分之幾到百分之十左右，在足夠溫度下施加所述的壓力并保持足夠的時(shí)間，以使金屬流入多邊形空腔區(qū)和在空腔區(qū)內(nèi)形成由與所述的間隙相對應(yīng)的通道互連的枕形柱，而所述枕形柱和通道相對于條板表面呈隆起。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的溫度足以使金屬板變成超塑性的。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述二塊金屬板以面對面的方式安放且施壓于它們上的壓力由至少一成形所述條板表面的模板和一相對的表面提供，所述的模板和相對表面一起頂著牢靠的檔塊，并兩者之間構(gòu)成一與所述厚度的減小相對應(yīng)的間距。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的相對表面是平的表面。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述相對表面是一形成一與第一所述模板的第一條板表面相對應(yīng)的第二條板表面的第二模板，所述的諸壓模設(shè)有相對應(yīng)的諸間隙，使二塊金屬薄板在其間經(jīng)受上述施加(的)壓力并在相對方向上形成諸隆起的枕形柱，諸枕形柱則構(gòu)成一由通過所述的板的周邊上的孔可達(dá)到的諸通道所互連的小網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，這種條板表面具有1/32至1/8英寸左右的基本上恒(穩(wěn))定的寬度，所有形成條板表面的模板的邊緣都經(jīng)倒圓，使足以避免形成在金屬板上產(chǎn)生過分應(yīng)力的尖角。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述諸多邊形空腔的形狀是選自六角形、八角形、十角形和十二角形組成的一組中的任一種。
8.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，包括將金屬板在所述的溫度下保持足夠長時(shí)間，以沿它們的條板表面使它們擴(kuò)散接合在一起。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在成形板在所述的溫度下保溫了足以使擴(kuò)散接合的時(shí)間之前，將它們圍繞其周邊接合在一起且提供與氣壓源相連通的裝置，以與由金屬板所形成的小網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)連通。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括沿它們的條板表面和擴(kuò)散焊接合一對所述的金屬薄板，并沿它們的周邊形成一預(yù)制件，以使各板的枕形柱構(gòu)成一由所述的諸通道所互連的小網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò);提供控制小網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的氣壓的連通裝置;和在超塑成形溫度下經(jīng)連通裝置將氣壓施加到諸小網(wǎng)格使它們的體積膨脹。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述諸小網(wǎng)格在壓力下對著限止它們膨脹的表面膨脹。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述諸小網(wǎng)格的擴(kuò)展是使在至少條板的平面的一側(cè)上的基本上所有的小網(wǎng)格被擴(kuò)散接合于鄰接的諸小網(wǎng)格，以形成加強(qiáng)的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在鄰接的諸小網(wǎng)格之間是基本上沒有空隙的。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括擴(kuò)散接合所述的中空芯加強(qiáng)結(jié)構(gòu)到一個或多個附加的金屬件上，以形成一剛性的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述的一個或多個附加的金屬件被擴(kuò)散接合到諸小網(wǎng)格的各端，使基本上諸小網(wǎng)格的整個壁面沒有空隙地?cái)U(kuò)散接合到鄰接的諸小網(wǎng)格壁或所述的諸金屬件上。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，一個或多個金屬件基本上(包)圍住整個蜂窩狀加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，以形成中空芯的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，其中所述諸附加金屬件包括翼片外殼，和所形成的結(jié)構(gòu)是一中空芯加強(qiáng)的翼片。
17.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括在超塑溫度下在成形的壓模之間安放預(yù)制件的工序，以在預(yù)制件的平面上產(chǎn)生彎曲。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，還包括在通過成形壓模使預(yù)制件變形之前把正氣壓引進(jìn)入諸小網(wǎng)格的網(wǎng)絡(luò)，并且在上述的彎曲產(chǎn)生之后增加氣壓，以超塑膨脹諸小網(wǎng)格的體積。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，將所述的成形壓模的形狀做得能在預(yù)制件上產(chǎn)生一空間曲率。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還包括在超塑成形溫度下在一對翼片外殼之間放置預(yù)制件的工序，該對翼片外殼間具有一帶空間曲率的穴窩;在預(yù)制件的諸小網(wǎng)格內(nèi)引進(jìn)正氣壓;把預(yù)制件安放在翼片外殼中的穴窩中，且將外殼結(jié)合在一起，以把預(yù)制件模壓成與穴窩的曲率相對應(yīng)的空間曲率;以及將預(yù)制件充氣，使其外表面吻合于和擴(kuò)散接合于所述穴窩的諸外殼的諸內(nèi)壁。
21.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，還包括在預(yù)制件接合到一個或多個金屬件上之前，檢查預(yù)制件的接合和結(jié)構(gòu)的整體性。
22.一種蜂窩狀結(jié)構(gòu)包括二沿條板表面擴(kuò)散接合在一起的金屬板，在其條板表面的間隔中形成一系列由諸金屬板所形成的諸通道互連的諸多邊形網(wǎng)格。
23.如權(quán)利要求22所述的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其特征在于，諸小網(wǎng)格是在超塑溫度下、氣壓作用下膨脹的。
24.如權(quán)利要求23所述的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其特征在于，鄰接諸小網(wǎng)格的壁被擴(kuò)散接合在一起而基本上沒有空隙。
25.如權(quán)利要求24所述的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的結(jié)構(gòu)具有一空間曲率。
26.如權(quán)利要求24所述的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的蜂窩狀結(jié)構(gòu)被放置在諸附加結(jié)構(gòu)件內(nèi)并接合到附加結(jié)構(gòu)件上。
27.如權(quán)利要求25所述的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的蜂窩狀結(jié)構(gòu)被放置在諸翼片外殼內(nèi)并擴(kuò)散接合到諸翼片外殼上，從而形成一中空芯空間曲率的翼片。
28.一種由權(quán)利要求1的方法所形成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。
29.一種由權(quán)利要求5的方法所形成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。
30.一種如權(quán)利要求24所述的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少在結(jié)構(gòu)的一個區(qū)域內(nèi)，諸多邊形的面積大小不同。
31.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，根據(jù)應(yīng)力，振動的擾動或結(jié)構(gòu)預(yù)計(jì)所受到的彎矩，使在至少結(jié)構(gòu)的一區(qū)域內(nèi)的諸多邊形面積的大小做成不同于在結(jié)構(gòu)的其它諸區(qū)域中、的諸多邊形面積的大小。
全文摘要
揭示一種制造超塑性地成型并擴(kuò)散接合的制品的方法及用該方法制造的制品。將金屬板以一定方式超塑性地成型并擴(kuò)散結(jié)合，即使在金屬板各外表面上形成一些枕形塊，提供一種由槽互連的蜂窩結(jié)構(gòu)以便控制進(jìn)入小網(wǎng)格內(nèi)的氣體壓力。該蜂窩結(jié)構(gòu)在一個實(shí)施例中可扭曲，而這些小網(wǎng)格通過超塑性成型可被充氣膨脹。這種扭曲的蜂窩結(jié)構(gòu)尤其用作為一種翼片所需的中間硬化件。
文檔編號B23K20/00GK1043894SQ8910970
公開日1990年7月18日 申請日期1989年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月27日
發(fā)明者馬文M·薩頓 申請人:巴恩斯集團(tuán)公司