CN106270095A - 一种带加强筋零件超塑成形扩散连接一体化成形模具及方法 - Google Patents

Abstract

一种带加强筋零件超塑成形扩散连接一体化成形装置及方法，根据零件尺寸计算零件毛坯尺寸，将毛坯圈圆焊接成筒坯，将模具镶块、加强筋和密封完成的圆筒放入型腔，并在模具上布置密封圈，合模后加温，超塑过程结束后，加强筋和筒体完全贴合进行扩散连接过程，冷却脱模，得到带加强筋的筒形零件，本发明采用超塑成形/扩散连接一体化成形工艺成形带加强筋的钛合金筒形零件，解决了钛及钛合金冷成形困难的问题，保证成形零件无回弹、外形准确、加工余料少；提高了材料的利用率，有效减轻了零构件重量，减少了装配连接的工序和成本；模具型腔与零钱内腔的独立密封，进一步减少了零件所需工序，降低了成本，提高了零件加工的时间效益。

Description

一种带加强筋零件超塑成形扩散连接一体化成形模具及方法

技术领域

本发明涉及一种带加强筋零件超塑成形扩散连接一体化成形模具及方法，特别设计一种钛及钛合金在高温密封状态下超塑成形/扩散连接一体化成形模具和方法，它适用于成形尺寸精度、型面精度以及表面质量要求较高，并且外表面需要连接加强筋进行区域增强的筒形零件。

背景技术

钛合金具有高比强度、良好的抗腐蚀性和耐热稳定性，广泛应用在航空航天、轨道交通、武器装备等领域中，但钛及钛合金在常温情况下通常具有屈服强度高、弹性模量低、塑性变形范围小凳特点，因此结构比较复杂的零件很难利用一般冷成形工艺得到较好的加工质量，甚至无法进行冷状态加工。超塑成形技术可以使处于超塑状态的钛及钛合金具有优异的成形特性，保证零件无回弹、外形准确、质量好、几乎没有加工余量，大大改善钛及钛合金的加工性能，扩大了加工范围，克服了成形困难的问题；而扩散连接技术能够实现复杂高温钛合金零构件的整体成形，大量减少加工工序，提高零构件的整体性和承载效率，减轻零构件重量，降低装配成本，提高时间效益。但目前常见的超塑成形/扩散连接技术有两类：一类是先实现接触面的扩散连接后，再对零件进行超塑成形，只能用于成形壁板端框类零件；另一类是将超塑成形和扩散连接过程在不同的模具分工序进行。第一类工艺方法难以成形相对复杂的零件，而第二类工艺方法需要超塑成形、酸洗、扩散连接等多道工序，扩散连接工艺视零件成形时间和成形温度的不同可能对零件性能降低5％-15％左右，工序的增多需要更多的工装和设备，也增加了更多时间成本。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服现有技术不足，提供一种带加强筋零件超塑成形扩散连接一体化成形磨具及方法，它能克服钛及钛合金材料本身冷成形困难的问题，在实现有效减重10％的同时，保证成形后的零件表面保持原始板材粗糙度，表面阶差不超过0.3mm的设计精度要求，并且将超塑成形-碱崩酸洗-扩散连接的成形工序变成1道超塑成形扩散连接一体化成形工序，将零件的加工周期由130小时缩短为70小时，减少了1套扩散连接模具及配套工装，降低时间和经济成本。

本发明解决的技术方案为：一种带加强筋零件超塑成形扩散连接一体化成形模具包括：：上模(1)、密封圈(2)、下模(3)、上模充气通道(4)、下模抽气通道(5)、镶块(7)、加强筋(8)和钛合金块(9)、转接管(10)；

上模(1)和下模(3)的型腔表面光滑，且上模(1)和下模(3)的型腔表面设置有拔模斜角，在上模(1)和下模(3)的型腔表面设置安装镶块(7)的环状凹槽，镶块(7)为多块，多块镶块(7)组成环状，镶块(7)能够可拆卸的放置于环状凹槽内，在镶块(7)上设置加强筋的预埋槽，预埋槽与上模(1)和下模的型腔连通；加强筋(8)能够可拆卸的放置在加强筋的预埋槽内；加强筋(8)靠近上模(1)和下模的型腔的一侧表面与上模(1)和下模的型腔的表面平齐；下模(3)型腔外的一端设置有凹槽，该凹槽与上模(1)和下模(3)的型腔连通，转接管(10)放置在该凹槽内，转接管(10)的一端与成形模具要成型的筒坯密封连接；下模(3)紧贴放置转接管(10)的凹槽设置另一个凹槽用于可拆卸的设置钛合金块(9)；

放置转接管(10)的凹槽与放置钛合金块(9)的凹槽连通；

钛合金块(9)与上模(3)的接触面设置有凸起的密封环，钛合金块(9)内设置导气通道，导气通道的一端朝向上模(3)，导气通道的另一端与转接管(10)的另一端密封连接；上模(1)设置有充气通道(4)，上模充气通道(4)的一端连接成形模具的外部气源设备，上模充气通道(4)的另一端朝向下模(3)，并通过密封环与钛合金块(9)内导气通道的另一端密封对接；

下模(3)的分型面的边缘设置凹槽，上模(1)和下模(3)对应下模(3)的分型面的边缘对应凹槽位置设置凸起的密封环，上模(1)的密封环和下模(3)的密封环压紧密封圈(2)实现上模(1)、下模(3)型腔的密封；

下模(3)靠近放置钛块(9)的凹槽的位置设置下模抽气通道(5)，下模抽气通道(5)的一端与放置钛合金块(9)的凹槽连通，下模抽气通道(5)的另一端连接外部气源设备。

一种带加强筋零件超塑成形扩散连接一体化成形方法，是按下述步骤进行的：a.根据零件尺寸计算零件毛坯料尺寸，采用激光切割或水切割加工钛合金毛坯，将毛坯卷圆焊接成圆筒，酸洗后在两端焊接密封口盖，在一端口盖上加工出通气孔制成筒坯(6)，将筒坯(6)的通气孔与转接管(10)的一端密封焊接(转接管(10)的另一端已经与钛合金块(9)密封焊接)，保证气体通路的畅通；b.将镶块(7)、加强筋(8)和连接有转接管(10)和钛合金块(9)的筒坯(6)放入下模(3)的型腔及对应的凹槽内，并在模具四边对应位置设置密封圈(2)，然后将上模(1)与下模(3)闭合并加压升温，升温过程通过下模通气通道(5)抽真空，目标温度设置为钛合金的超塑成形温度650-1000℃；c模具到温后，通过上模充气通道(4)缓慢充入气体，气体压力为0.1-1.5MPa；d.超塑过程结束后，继续向上模充气通道(4)充入气体，使其压力大到2.0-4.0MPa的扩散压力，使加强筋(8)和超塑胀大后的筒坯(6)完全贴合，开始进行扩散连接过程，扩散结束后冷却到300-500℃后脱模；e.利用激光切割去除余料，碱洗、酸洗后得到最终带加强筋的筒形零件。

所述密封圈(2)能够承受650℃到1000℃温度；

所述加强筋(8)为环形结构；

所述加强筋(8)靠近上模(1)和下模(3)的型腔的一侧表面要光滑，并与上模(1)和下模(3)的型腔的表面平齐且平滑过渡连接；

所述镶块(7)与上模(1)和下模(3)接触位置设置拔模斜角；

所述加强筋(8)为有厚度的T型，T型包括横面和竖面，加强筋(8)的横面与上模(1)和下模(3)型腔的表面平齐，作为扩散面；

所述外部气源设备为气压设备，具备至少2条气路，气路能够独立调节送气的气压或抽真空，气压范围至少为0.1-5MPa；

所述上模(1)和下模(3)型腔表面和镶块(7)表面在装模时喷涂氮化硼喷剂；

所述上模充气通道(4)内充入的气体为惰性气体或氮气；

所述筒坯、转接管(10)、加强筋(8)为钛及钛合金；上模(1)和下模(3)、镶块(7)为陶瓷材料或耐热铸铁、耐热合金钢，能够承受650℃到1000℃温度。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明通过将可拆卸设置的转接管(10)和钛合金块(9)与筒坯密封连接为一个整体后，利用钛合金块(9)与上模具的紧密接触形成对筒坯内腔的密封，成形过程中气体依次通过上模充气通道(4)、钛合金块(9)和转接管(10)形成的密封气路进入筒坯内施加成形所需压力，这种方法可以同时实施对复杂零件内腔和模具型腔的分别密封和独立控制气体压力，使得超塑成形和扩散连接过程在一个升温工序中完成，减少了成形所需要的工序及其配套模具、工装等，降低了成形所需要的时间和经济成本；

(2)本发明通过设置密封圈(2)实施了在650℃到1000℃温度下对模具上模(1)和下模(3)的型腔进行密封，防止了成形过程空气对成形零件性能的降低，也防止了对扩散连接质量的影响；

(3)本发明通过设置加强筋(8)为环形结构，确保加强筋在成形过程中定位准确，并且有连续的扩散连接面；

(4)本发明通过设置加强筋(8)靠近上模(1)和下模(3)的型腔的一侧表面表面光滑，并且与上模(1)和下模(3)的型腔的表面平齐并平滑连接：表面光滑可防止成形过程中对筒坯内外壁的型面产生损伤或破坏，而两表面平齐可以保证超塑过程中筒壁能准确地被吹塑成所需的型面，避免阶差或错位的产生；

(5)本发明通过在镶块(7)与上模(1)和下模(3)的接触位置设置拔模斜角，防止出现取件时模具卡死零件或模具对零件作用力过大破坏零件的情况，降低了取件难度；

(6)本发明通过设置加强筋(8)为有厚度的T型，扩散连接面背面紧贴镶块，成形过程中可得到支持，不会因为超塑或扩散气压产生剧烈变形；

(7)本发明通过能够独立地调节气压或抽真空的外部气源设备，为零件超塑成形扩散连接一体化成形过程同时执行对零件内腔的充气过程和对上模(1)和下模(3)的型腔进行抽真空保护，且互不干扰；

(8)本发明通过上模(1)和下模(3)型腔表面和镶块(7)表面喷涂氮化硼喷剂，对最终成形零件外表面进行了一定防氧化保护，氮化硼还作为最终零件脱模的润滑剂，避免了零件发生损坏或者卡死的情况；

(9)本发明中上模充气通道(4)内充入的气体为惰性气体或氮气，既是超塑成形和扩散连接的压力源，也可以一定程度地保护最终成形零件的性能；

(10)本发明中的上模(1)和下模(3)、镶块(7)为陶瓷材料或耐热铸铁、耐热合金钢等材料制作而成，这几类材料可以满足零件在650℃到1000℃温度下成形时所承受的机械压力和气体压力。

附图说明

图1是本发明带加强筋筒形零件的尺寸图；

图2是本发明成形零件毛坯的展开尺寸图；

图3是本发明零件装模后的简单示意图。

具体实施方式

本发明的基本思路为：提出一种带加强筋零件超塑成形扩散连接一体化成形方法，涉及一种高温条件下实现零件筒腔与模具型腔密封和一体化成形带加强筋筒形零件的方法，方法按照如下的步骤进行：a.根据零件尺寸计算零件毛坯料尺寸，采用激光切割或水切割加工钛合金毛坯，将毛坯卷圆焊接成圆筒，酸洗后在两端焊接密封口盖，在一端口盖上加工出通气孔制成筒坯(6)，将筒坯(6)的通气孔与转接管(10)的一端密封焊接(转接管(10)的另一端已经与钛合金块(9)密封焊接)，保证气体通路的畅通；b.将镶块(7)、加强筋(8)和连接有转接管(10)和钛合金块(9)的筒坯(6)放入下模(3)的型腔及对应的凹槽内，并在模具四边对应位置设置密封圈(2)，然后将上模(1)与下模(3)闭合并加压升温，升温过程通过下模通气通道(5)抽真空，目标温度设置为钛合金的超塑成形温度650-1000℃；c模具到温后，通过上模充气通道(4)缓慢充入气体，气体压力为0.1-1.5MPa；d.超塑过程结束后，继续向上模充气通道(4)充入气体，使其压力大到2.0-4.0MPa的扩散压力，使加强筋(8)和超塑胀大后的筒坯(6)完全贴合，开始进行扩散连接过程，扩散结束后冷却到300-500℃后脱模；e.利用激光切割去除余料，碱洗、酸洗后得到最终带加强筋的筒形零件。

本发明采用超塑成形/扩散连接一体化成形工艺成形带加强筋的钛合金筒形零件，克服了钛及钛合金冷成形困难的问题，可以保证成形零件无回弹、外形准确、加工余料少；扩散连接工艺提高了材料的利用率，有效减轻了零构件重量，减少了装配连接的工序和成本；一体化成形进一步减少了零件所需工序，降低了成本，提高了零件加工的时间效益。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述，带加强筋零件超塑成形扩散连接一体化成形方法加工的零件尺寸如图1所示，实际成形时所需要加工的毛坯尺寸如图2所示，预处理阶段结束的装模示意图如图3所示，包括：上模(1)、密封圈(2)、下模(3)、上模充气通道(4)、下模抽气通道(5)、筒坯(6)、镶块(7)、加强筋(8)和钛合金块(9)、转接管(10)等部分组成。模具上模(1)和下模(3)的型腔表面光滑，且表面设置有拔模斜角和设置安装镶块(7)的环状凹槽。镶块(7)为多块式，装配后组成环状，并设置有加强筋的预埋槽，镶块(7)本身能够可拆卸的放置于型腔的环状凹槽内，并且在与上模(1)和下模(3)接触位置设置拔模斜角和圆角；上模(1)和下模(3)、镶块(7)为陶瓷材料、耐热铸铁或耐热合金钢，能承受650℃到1000℃的温度；在一体化成形之前，上模(1)和下模(3)型腔表面和镶块(7)表面喷涂氮化硼喷剂；加强筋(8)为环形，截面为T型，能够可拆卸的放置在加强筋的预埋槽内；加强筋(8)靠近上模(1)和下模的型腔的一侧表面必须光滑，并与上模(1)和下模(3)的型腔表面平齐且平滑连接，作为扩散连接面；下模(3)型腔外的一端设置有2个与型腔连通的凹槽，凹槽可拆卸放置转接管(10)和钛合金块(9)，转接管(10)的两端分别与筒坯(6)和钛合金块(9)密封连接；钛合金块(9)与上模(3)的接触面设置有凸起的密封环，钛合金块(9)内加工有“L”形的导气通道；上模(1)设置有充气通道(4)，上模充气通道(4)的一端连接成形模具的外部气源设备，另一端通过密封环与钛合金块(9)内导气通道密封对接；外部气源设备为气压设备，能够调节送气的气压，且具备抽真空功能；一体化成形过程中，上模充气通道(4)内充入的气体为惰性气体或氮气，可以对零件进行一定程度的防氧化保护，也能保证扩散连接的质量；下模(3)的分型面的边缘加工出可设置密封圈(2)的凹槽，密封圈(2)能够承受650℃到1000℃温度；上模(1)和下模(3)对应密封圈(2)的位置设置有凸起的密封环，上模(1)的密封环和下模(3)的密封环压紧密封圈(2)实现上模(1)、下模(3)型腔的密封；下模(3)的凹槽的位置设置下模抽气通道(5)，下模抽气通道(5)的一端与放置钛合金块(9)的凹槽连通，下模抽气通道(5)的另一端连接外部气源设备。

本发明一种带加强筋钛合金筒形零件的超塑成形扩散连接一体化成形方法，包括预处理阶段、加热阶段、超塑成形阶段、扩散连接阶段、后续加工阶段：

a)所述预处理阶段步骤如下：

根据模具要成型的零件尺寸计算零件筒坯尺寸(例如：筒坯为圆筒时计算筒坯的半径，筒坯长度)，采用激光切割或水切割加工(钛合金)毛坯，将毛坯圈圆后焊接成筒坯，酸洗后在筒坯两端焊接密封口盖，在筒坯一端口盖上加工出通气孔，将筒坯(6)的通气孔、转接管(10)及(加工有“L”通孔的)钛合金块(9)焊接连接；

b)所述加热阶段步骤如下：

加热过程，将镶块(7)、加强筋(8)和预处理完成的筒坯(6)装模(装在模具里)，放置密封圈(2)后合模(上模和下模闭合)加热到650‐1000℃，实现了钛合金的超塑成形，加热过程通过下模抽气通道(5)持续对模具型腔抽真空；

c)所述超塑成形阶段步骤如下：

通过上模通气通道(4)对筒坯(6)内缓慢充入气体，气体压力范围为0.1‐1.5MPa，使筒坯(6)胀大至与模具型腔和加强筋扩散面完全贴合；

d)扩散连接阶段步骤如下：

超塑成型过程结束后，继续向上模充气通道(4)充入气体，使气压达到2.0‐4.0MPa的扩散压力，使胀大后的筒坯(6)与加强筋扩散面紧密贴合一段时间(优选60到120分钟)后，冷却脱模，得到成型后的带加强筋圆筒；

e)后续加工阶段步骤如下：

利用激光切割切除带加强筋圆筒的工艺余量，依次碱洗、酸洗后去除毛刺，清洁表面得到最终带加强筋的圆筒零件。

优选的实施例如下：

以某钛合金带加强筋筒形零件为例，其形状尺寸见图1，零件材料为TA12钛合金，圆筒外直径为345mm，长度为550mm，圆筒外表面连接一条环形加强筋，加强筋截面宽度为50mm，高度为20mm，厚度为1.5mm，加强筋中面距一侧端口距离为250mm，本实施例要求成形后壁厚不小于1.3mm。

具体实时方式按如下工艺步骤进行：

第一步预处理过程：根据实验需要，初步设计筒坯的直径为320mm，筒坯板材厚度＝零件最终壁厚×零件最终表面积/筒坯表面积，计算得出筒坯板材厚度＝1.509375mm，选取厚度近似的标准规格板材δ＝1.5mm。为了方便后续加工，筒坯增加50mm的双边工艺余量，其尺寸见图2。采用水切割加工按照图2加工出钛合金筒坯，将筒坯圈圆后焊接成圆筒，并在两端焊接密封口盖，在一端口盖上加工出通气孔，则完成筒坯(6)的加工。将筒坯(6)、转接管(10)及加工有“L”通孔的钛块(9)焊接连接，在确保密封的情况下气路也不被封堵。

第二步加热过程：装模前，清洁模具型腔和镶块(7)表面后喷涂氮化硼喷剂，喷剂干燥后先将镶块(7)放入模具预留的镶块槽中。然后将加强筋(8)套在预处理完成的筒坯(6)上同时装模，装模过程中注意不要让加强筋(8)和筒坯(6)的扩散连接面受到污染或沾上氮化硼，以免影响扩散质量。装模完成后，在模具预留的密封槽上放置不锈钢密封圈(2)，之后可以闭合模具，将闭合压力设置为30t，气压补偿面积设置为200000mm²，保持压力进行加热，直到模具温度比较均匀得达到钛合金的超塑成形温度920℃。整个加热过程通过下模抽气通道(5)持续对模具型腔抽真空。

第三步超塑成形过程：模具均匀达到920℃，可以开始进行超塑成形过程。在成形前，可通过上模充气通道(4)和下模抽气通道(5)同时向筒坯内和模具型腔内在10min内线性施加0.3MPa的氩气，通过观察压力示数变化情况可以判断密封圈(2)是否将模具与外界大气压密封。如密封情况良好，则通过下模抽气通道(5)对模具型腔在3min内抽至真空，此后将上模充气通道的0.3MPa气压保持5min。保压后，继续通过上模充气通道(5)对筒坯(6)内缓慢充入氩气，在10min内将气体压力升至1.5MPa后继续保持气压25min，使筒坯(6)胀大至与模具型腔和加强筋(8)扩散面完全贴合。下模抽气通道(5)在加压过程中持续对模具型腔抽真空，超塑过程中可将模具缓慢升温至940℃。

第四步扩散连接过程：超塑过程结束后，继续向上模充气通道(4)充入氮气，在5min使气压进一步线性升至3MPa的扩散压力后保压120min。保压结束后可在10min内将上模充气通道(4)的气压线性将至标准大气压，之后停止对模具的加热，保持模具合模压力让模具缓慢冷却。为防止脱模困难，模具冷却至200℃卸除合模压力，将成形后的零件从模具中取出，放置到专门的工装上防止变形。扩散连接过程中，在卸除模具合模压力前，都通过下模抽气管5对模具型腔持续抽真空。

第五步后续加工过程：将取出的零件利用激光切割切除余料，碱洗酸洗后清理毛刺，得到最终带加强筋的圆筒零件。

经过重量、尺寸精度、形位精度和荧光渗透等测量测试方法验证，一种带加强筋钛合金筒形零件的超塑成形扩散连接一体化成形方法在实现有效减重10％以上的情况下，成形后零件表面仍然可以保持原始板材粗糙度。成形后零件表面阶差不超过0.3mm的设计精度要求，并且将超塑成形-碱崩酸洗-扩散连接的成形工序变成1道超塑成形扩散连接一体化成形工序，将零件的加工周期由130小时缩短为70小时，减少了1套扩散连接模具及配套工装，降低时间和经济成本。一体化成形的零件对比原本的将超塑成形-碱崩酸洗-扩散连接工艺成形的零件，在500℃的抗拉强度高出近100MPa，室温拉伸性能约为母材的85％。成形后零件最小厚度为1.30mm，零件表面无裂纹等缺陷，满足设计使用的要求。

本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。

Claims (10)

1.一种带加强筋零件超塑成形扩散连接一体化成形模具，其特征在于包括：上模(1)、密封圈(2)、下模(3)、上模充气通道(4)、下模抽气通道(5)、镶块(7)、加强筋(8)和钛合金块(9)、转接管(10)；

上模(1)和下模(3)的型腔表面光滑，且上模(1)和下模(3)的型腔表面设置有拔模斜角，在上模(1)和下模(3)的型腔表面设置安装镶块(7)的环状凹槽，镶块(7)为多块，多块镶块(7)组成环状，镶块(7)能够可拆卸的放置于环状凹槽内，在镶块(7)上设置加强筋的预埋槽，预埋槽与上模(1)和下模的型腔连通；加强筋(8)能够可拆卸的放置在加强筋的预埋槽内；加强筋(8)靠近上模(1)和下模的型腔的一侧表面与上模(1)和下模的型腔的表面平齐；下模(3)型腔外的一端设置有凹槽，该凹槽与上模(1)和下模(3)的型腔连通，转接管(10)放置在该凹槽内，转接管(10)的一端与成形模具要成型的筒坯密封连接；下模(3)紧贴放置转接管(10)的凹槽设置另一个凹槽用于可拆卸的设置钛合金块(9)；

放置转接管(10)的凹槽与放置钛合金块(9)的凹槽连通；

钛合金块(9)与上模(3)的接触面设置有凸起的密封环，钛合金块(9)内设置导气通道，导气通道的一端朝向上模(3)，导气通道的另一端与转接管(10)的另一端密封连接；上模(1)设置有充气通道(4)，上模充气通道(4)的一端连接成形模具的外部气源设备，上模充气通道(4)的另一端朝向下模(3)，并通过密封环与钛合金块(9)内导气通道的另一端密封对接；

下模(3)的分型面的边缘设置凹槽，上模(1)和下模(3)对应下模(3)的分型面的边缘设置凹槽位置设置凸起的密封环，上模(1)的密封环和下模(3)的密封环压紧密封圈(2)实现上模(1)、下模(3)型腔的密封；

下模(3)靠近放置钛块(9)的凹槽的位置设置下模抽气通道(5)，下 模抽气通道(5)的一端与放置钛合金块(9)的凹槽连通，下模抽气通道(5)的另一端连接外部气源设备。

2.根据权利要求1所述的一种带加强筋零件超塑成形扩散连接一体化成形模具，其特征在于：所述密封圈(2)能够承受650℃到1000℃温度，所述加强筋(8)为环形结构。

3.根据权利要求1所述的一种带加强筋零件超塑成形扩散连接一体化成形模具，其特征在于：所述加强筋(8)靠近上模(1)和下模的型腔的一侧表面要光滑，并与上模(1)和下模的型腔的表面平齐且平滑过渡连接。

4.根据权利要求1所述的一种带加强筋零件超塑成形扩散连接一体化成形模具，其特征在于：所述镶块(7)与上模(1)和下模(3)接触位置设置拔模斜角。

5.根据权利要求1所述的一种带加强筋零件超塑成形扩散连接一体化成形模具，其特征在于：所述加强筋(8)为有厚度的T型，T型包括横面和竖面，加强筋(8)的横面与上模(1)和下模(3)型腔的表面平齐，作为扩散面。

6.根据权利要求1所述的一种带加强筋零件超塑成形扩散连接一体化成形模具，其特征在于：所述外部气源设备为气压设备，能具备至少2条气路，气路能够独立调节送气的气压或抽真空，气压范围至少为0.1-5MPa。

7.根据权利要求1所述的一种带加强筋零件超塑成形扩散连接一体化成形模具，其特征在于：所述上模(1)和下模(3)型腔表面和镶块(7)表面在装模时喷涂氮化硼喷剂。

8.根据权利要求1所述的一种带加强筋零件超塑成形扩散连接一体化成形模具，其特征在于：所述筒坯、转接管(10)、加强筋(8)为钛及钛合金；上模(1)和下模(3)、镶块(7)为陶瓷材料或耐热铸铁、耐热合金钢，能够承受650℃到1000℃温度。

9.一种带加强筋零件超塑成形扩散连接一体化成形方法，其特征在于 步骤如下：

a、采用激光切割或水切割加工钛合金毛坯，将毛坯卷圆焊接成圆筒，酸洗后在圆筒两端焊接密封口盖，在一端口盖上加工出通气孔制成筒坯(6)，筒坯(6)上开设通气孔，将筒坯(6)的通气孔与转接管(10)的一端密封焊接，转接管(10)的另一端与钛合金块(9)密封焊接，使转接管(10)到钛合金块(9)的气体通路畅通；

b、将镶块(7)、加强筋(8)和连接有转接管(10)和钛合金块(9)的筒坯(6)放入下模(3)的型腔及对应的凹槽内，并在模具四边对应位置设置密封圈(2)，然后将上模(1)与下模(3)闭合并加压升温，升温过程通过下模通气通道(5)抽真空，目标温度设置为温度650-1000℃；

c、上模(1)与下模(3)到达步骤b的目标温度后，通过上模充气通道(4)缓慢充入气体，气体压力为0.1-1.5Mpa，保持气体压力10-30分钟后，完成钛合金的超塑成形过程；

d.超塑成形过程结束后，继续向上模充气通道(4)充入气体，使其压力大到2.0-4.0MPa的扩散压力，使加强筋(8)和超塑胀大后的筒坯(6)完全贴合，再开始进行筒坯(6)和加强筋(8)的扩散连接过程，扩散结束后冷却到300-500℃后脱模；

e.利用激光切割去除余料，碱洗、酸洗后得到最终带加强筋的筒形零件。

10.根据权利要求9所述的一种带加强筋零件超塑成形扩散连接一体化成形方法，其特征在于：所述超塑成形及扩散连接阶段，上模充气通道(4)内充入的气体为惰性气体或氮气。