基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法，该方法将钛合金铆钉插入工程陶瓷构件上的连接孔内，然后使钛合金铆钉在连接设备的执行机构作用下经过弹性变形过程、摩擦加热过程、铆接成形过程、成形保持冷却过程和铆接结束过程将工程陶瓷构件紧密连接。本发明专利技术提供的基于钛合金铆钉的工程陶瓷结构的连接工艺方法，可操作性强、工作效率高、适用范围广泛，加工制备得到的工程陶瓷结构通过钛合金铆钉紧密连接，结构稳固牢靠耐用、环境适应性好，可克服现有技术中胶接、钎焊、扩散焊等工程陶瓷结构连接工艺方法的诸多不足。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种工程陶瓷结构件的连接工艺方法，具体涉及一种，该方法适用于航空航天领域中各工程陶瓷零部件结构的连接。
技术介绍
工程陶瓷结构具有高硬度、高强度、高耐热性和抗氧化性等优良特点，具有极其广泛的应用前景，尤其是在未来航空航天领域具有很大的应用潜力，工程陶瓷结构常根据实际需要由多个工程陶瓷件连接而成，目前工程陶瓷结构常见的连接方式有胶接、钎焊、扩散焊等。胶接方式获得的工程陶瓷连接结构存在易于老化，环境适应性差及可靠性低等缺陷；钎焊会影响陶瓷的界面显微结构，形成的液相在冷却凝固过程中发生体积收缩，容易产生较大的局部热应力，且环境适应性差；扩散焊要求陶瓷结构连接界面抛光呈镜面，操作复杂，工作效率低，工艺性差；机械连接虽然具有可靠、稳定、适应性强及更换方便等优点，但对于陶瓷结构来说，其连接通常存在工艺实现困难，且连接过程中陶瓷结构易发生脆性破裂、连接不紧密。目前工程陶瓷结构连接困难且技术上难以实现，极大限制了工程陶瓷结构的应用与推广，因此，很有必要在现有技术的基础之上，设计研究出一种可操作性强、加工效率高的工程陶瓷结构的连接工艺方法。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种易操作实施、加工效率高的，该方法加工制备得到的工程陶瓷结构稳固牢靠、环境适应性好、适用范围广泛。技术方案为了实现以上目的，本专利技术所采取的技术方案为一种，它包括以下步骤 a、弹性变形过程根据连接结构件的尺寸确定钛合金铆钉的直径和长度，然后将钛合金铆钉插入第一工程陶瓷构件和第二工程陶瓷构件的连接孔内。连接设备的执行机构压向钛合金铆钉的两端迫使钛合金铆钉弹性变形，从而与第一工程陶瓷构件和第二工程陶瓷构件的连接孔壁充分接触；么摩擦加热过程启动连接设备的执行机构的旋转功能，并带动钛合金铆钉沿连接孔的中心轴线高速旋转，此时连接设备的执行机构轴向不进给，摩擦产生的热量对钛合金铆钉进行加热；C、铆接成形过程当测温装置测得钛合金铆钉温度达到最佳成形温度范围时，连接设备的执行机构按进给加工程序从两端压向钛合金铆钉，钛合金铆钉受到两端进给力变形， 并在两端形成镦头将第一工程陶瓷构件和第二工程陶瓷构件连接，完成铆接成形过程，此时停止连接设备的执行机构的进给与旋转；Λ成形保持冷却过程保持连接设备的执行机构进给与旋转停止的状态，以保证结构成形充分；&铆接结束过程结构充分冷却后，松开连接设备的执行机构，完成整个连接过程。作为优选方案，以上所述的，其中步骤力中连接设备的执行机构的旋转速度为1000至2000转/分钟。连接设备的执行机构压在钛合金铆钉的两端，当执行机构高速旋转时就可带动钛合金铆钉一起高速旋转，通过机械摩擦产生热量加热钛合金铆钉，当达到钛合金铆钉最佳成形温度范围时，连接设备的执行机构轴向进给，使钛合金铆钉迅速成形将第一工程陶瓷构件和第二工程陶瓷构件连接，操作效率高。作为优选方案，以上所述的，其中步骤c中的钛合金铆钉加热成形温度范围为350°C至500°C，作为更优选的方案，步骤c 中的钛合金铆钉加热成形温度范围为400°C至420°C，当钛合金铆钉加热温度达到此温度范围时，具有最佳的成形性能，如温度过低钛合金铆钉的成形效果差，但温度过高钛合金铆钉变形公差大，因此本专利技术根据钛合金铆钉的性能特征，经过试验筛选得到其最佳成形温度范围，在执行机构的作用力下使工程陶瓷构件紧密连接成形。作为优选方案，以上所述的，所述的连接设备的执行机构实现对钛合金铆钉的可靠夹紧，具有高的机械强度和耐摩擦功能。有益效果本专利技术提供的与现有技术相比具有以下优点专利技术提供的，可操作性能强、工作效率高，适用范围广泛，可用于加工制备适用于航空航天领域中工程陶瓷零部件结构等各种工程陶瓷结构；本专利技术提供的方法加工制备得到的工程陶瓷结构通过钛合金铆钉紧密连接，结构稳固牢靠耐用、环境适应性好。本专利技术提供的，可克服现有技术中胶接、钎焊、扩散焊等工程陶瓷结构连接工艺方法的诸多不足。附图说明图中1-第一工程陶瓷构件，2-第二工程陶瓷构件，3-钛合金铆钉，4-连接设备的执行机构，5-测温装置。图1是步骤a中弹性变形过程的结构示意图。图2是步骤力中连接设备的执行机构带动钛合金铆钉高速旋转，通过摩擦加热钛合金铆钉的结构示意图。图3是步骤c中连接设备的执行机构带动铆钉高速旋转，并进行轴向进给，使钛合金铆钉成形的结构示意图。图4是步骤i/中连接设备的执行机构进给和旋转停止，保持此状态以保证结构成形充分的结构示意图。图5是步骤e中连接设备的执行机构与钛合金铆钉分离，工程陶瓷构件形成紧密可靠连接的结构示意图。具体实施例方式下面结合附图和具体实例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。一种，它包括以下步骤a、如图1所示，根据连接结构的尺寸确定钛合金铆钉3的直径和长度，然后将钛合金铆钉3插入第一工程陶瓷构件1和第二工程陶瓷构件2的连接孔内。连接设备的执行机构4 压向钛合金铆钉3的两端迫使钛合金铆钉3弹性变形与第一工程陶瓷构件1和第二工程陶瓷构件2的连接孔壁充分接触；^如图2所示，启动连接设备的执行机构4的旋转功能，并带动钛合金铆钉3沿连接孔的中心轴线高速旋转，此时连接设备的执行机构4轴向不进给，摩擦产生的热量对钛合金铆钉3进行加热；C、如图3所示，当测温装置5测得钛合金铆钉3温度达到最佳成形温度范围时，连接设备的执行机构4沿进给加工程序从两端压向钛合金铆钉3，钛合金铆钉3受到进给力变形， 并在两端形成镦头将第一工程陶瓷构件1和第二工程陶瓷构件2连接，此时停止连接设备的执行机构4的进给和旋转；Λ如图4所示，保持连接设备的执行机构4进给与旋转停止的状态，以保证结构成形充分；&如图5所示，结构充分冷却后，松开连接设备的执行机构4，完成整个连接过程。以上所述的，步骤力中连接设备的执行机构4的旋转速度为1000至2000转/分钟，并且所述的钛合金铆钉3加热温度范围为350°C至500°C，在该温度范围内具有最佳的热成形性能。以上所述的，所述的连接设备的执行机构4实现对钛合金铆钉的可靠夹紧。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。权利要求1.一种，其特征在于，它包括以下步骤3、根据连接结构件的尺寸确定钛合金铆钉(3)的直径和长度，然后将钛合金铆钉(3) 插入第一工程陶瓷构件(1)和第二工程陶瓷构件O)的连接孔内；然后连接设备的执行机构⑷压向钛合金铆钉⑶的两端迫使钛合金铆钉⑶变形与第一工程陶瓷构件⑴和第二工程陶瓷构件O)的连接孔壁充分接触；^启动连接设备的执行机构的旋转功能，并带动钛合金铆钉(3)沿连接孔的中心轴线高速旋转，此时连接设备的执行机构(4)轴向不进给，摩擦产生的热量对钛合金铆钉 (3)进行加热；c、当测温装置( 测得钛合金铆钉C3)温度达到最佳成形温度范围时，连接设备的执行机构(4)按进给加工程序从两端压向钛合金铆钉(3)，钛合金铆钉( 受到进给力变形， 并在两端形成镦头将第一工程陶瓷构件(1)和第二工程陶瓷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韦红余，陈文亮，潘国威，黄志祥，潘勇，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：