DE3104919C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Verfahren ist aus der DE 25 44 359 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden Titanlegierungen superplastisch verformt und gleichzeitig durch Diffusion verbunden. Hierdurch sollen komplizierte Formen mit kleinen Radien und hoher Festigkeit hergestellt werden, was bei aus mehreren Blechen bestehenden Metallkörpers dadurch geschieht, daß die Bleche durch ein Druckmittel in obere und untere Formkammern auseinandergedrückt werden, wodurch sich ein Hohlkörperaufbau ergibt.

Durch die DE 26 11 859 A1 ist ein Verfahren bekannt, wobei superplastische Bleche, beispielsweise aus Titan zu Sandwich- Gebilden verformt und die Verformungskräfte durch Anlegen eines Kompressionsdruckes ausgeübt werden, die die Bleche so aufeinanderdrücken, daß nach Erhitzen auf die entsprechende Temperatur eine Diffusionsverbindung erzeugt wird. Der Sandwich- Körper wird von nach außen hin ebenen Blechen begrenzt, zwischen denen sich ein Zellenaufbau befindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, durch das auf wirtschaftliche Weise aus superplastischen Metallblechen eine durch einen Rahmen- oder Gitteraufbau verstärkte Tafel zu schaffen, die aus zwei übereinandergefügten und miteinander verbundenen Blechen besteht, von denen die Verstärkungsrahmenglieder beidseitig vorstehen.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Die gemäß der Erfindung hergestellten Tafelfelder besitzen eine Steifigkeit und eine Gestalt, die ähnlich ist jenen Tafeln, die durch Ausarbeiten von Material aus einem massiven Block durch spanabhebende Bearbeitung, durch Elektroerosion oder durch elektrochemische Verfahren hergestellt sind.

Das Wesen der Erfindung besteht demgemäß darin, daß die ursprünglich in einem Abstand zueinander gehaltenen Bleche durch Gasdruck so verformt werden, daß sie sich gegeneinander auswölben und flach aneinanderliegen, wodurch ein Steg gebildet wird, der die doppelte Dicke der Bleche besitzt und der in die Versteifungsrahmenabschnitte übergeht.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen, von denen die Ansprüche 2 und 3 sich auf die Diffusionsverschweißung der Bleche beziehen. Es gibt jedoch superplastisch deformierte Metalle wie z. B. Aluminium, die durch Diffusionsverschweißung nicht verbindbar sind. Der Anspruch 5 gibt eine Lösung hierfür an. Die diesem Anspruch zugrundeliegende Ofenlötung ist an sich bekannt. Ferner können eutektische Verbindungen, Flüssigphasenverbindungen oder chemische Klebemittel oder mechanische Festlegemittel Anwendung finden. Bei Anwendungsfällen, bei denen ein Verbindungsmetall benutzt wird, um die Verbindung herzustellen, kann dieses Metall mit dem Blech verbunden werden, und zwar beispielsweise durch Überziehen, durch Aufbringen einer Folie, durch elektrolytische Plattierung, durch Dampfablagerung, durch Ionenplattierung, durch Ionensputtering, durch Metallsprühen oder durch Plasmasprühen. Das Verbindungsmetall kann eine Aluminiumlegierung sein.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung von Bestandteilen eines unverformten Feldes,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht eines fertiggeformten Feldes,

Fig. 3 eine entsprechende perspektivische Ansicht eines fertiggeformten Bauteils,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines größeren Abschnitts des Bauteils mit mehreren Feldern.

Gemäß Fig. 1 werden zwei Bleche, die durch Diffusionsbindung verbindbar sind und aus superplastisch deformierbarem Metall bestehen, auf gegenüberliegenden Seiten eines Verstärkungsaufbaus 3 beispielsweise in Gestalt eines Rahmens oder eines Gitters angeordnet, von dem nur ein einziger Rahmenteil in Fig. 1 ersichtlich ist. Dieser Gitterrahmen besteht aus einem durch Diffusionsverbindung festlegbaren Metall. Die Bauteile 1, 2 und 3 werden in ein Formwerkzeug eingelegt, welches nicht dargestellt ist, jedoch eine bekannte Form aufweist und eine Erhitzung auf Temperaturen ermöglicht, die eine superplastische Deformation und Diffusionsbindung ermöglicht. Außerdem kann in die Form ein inertes Druckgas von außen auf die Bleche 1 und 2 geleitet werden.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, werden die Bauteile 1, 2 und 3 so innerhalb des Formwerkzeuges angeordnet, daß erste Bereiche A der Bleche gegenüberliegende Bereiche a des Rahmens berühren.

Dann wird das Formwerkzeug zusammen mit den Bauteilen 1, 2 und 3 auf die erforderliche Temperatur erhitzt und dann werden die Bleche 1 und 2 durch von außenher wirkende Kraft oder einen Gasdruck gegen den Rahmen 3 gepreßt, so daß die ersten Bereiche A durch Diffusionsbindung mit den gegenüberliegenden Bereichen a verbunden werden.

Durch weitere Anwendung des Gasdruckes werden gleichzeitig die Bleche 1 und 2 nach innen verformt, d. h. sie werden, wie aus Fig. 2 ersichtlich, gegeneinandergepreßt. Es zeigt sich, daß die Bereiche B der Bleche 1 und 2 auf beiden Seiten der Bereiche A nach innen gefaltet werden und gegen die Flankenbereiche b des Rahmens 3 zur Anlage kommen und schließlich daran durch Diffusionsverschweißung befestigt werden. Es hat sich außerdem gezeigt, daß Bereiche C der Bleche 1 und 2, die auf beiden Seiten der Bereiche B liegen, aneinanderstoßen und durch Diffusion miteinander verbunden werden, wodurch Stege mit der doppelten Blechdicke gebildet werden, die in einer Ebene zu liegen kommen, die im wesentlichen parallel zu den Ebenen verläuft, in denen die Ausgangsbleche 1 und 2 ursprünglich lagen. Die Bereiche B haben im allgemeinen gleiche Längen, so daß die Stege, die durch die Bereiche C gebildet werden, im gleichen Abstand zu den Bereichen A liegen.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen eines versteiften Metallgebildes aus einer Mehrzahl von superplastischen Blechwerkstücken und damit verbundenen, zur Versteifung des Metallgebildes dienenden weiteren Metallteilen, demzufolge die Blechwerkstücke in einer Form durch Gasdruck unter geeignet erhöhter Temperatur superplastisch um die weiteren Metallteile herumgeformt und an diese angedrückt und mit diesen vorzugsweise durch Diffusionsverbindung verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) zur Herstellung einer Metalltafel mit einem Stegbereich und einem Flanschbereich zur Aussteifung der Tafel auf beiden Seiten der als Verstärkungsaufbau dienenden Metallteile (3) je ein Blech (1, 2) angeordnet wird,
• b) daß jeweils erste Bereiche (A) der beiden Bleche (1, 2) gegen die gegenüberliegenden Bereiche (a) des Verstärkungsaufbaus (3) gedrückt werden,
• c) daß durch Gasdruck die verbleibenden Abschnitte (B, C) der Bleche (1, 2) superplastisch gegeneinander ausgewölbt werden und die superplastische Deformation der Bleche allein durch den Gasdruck fortgesetzt wird, bis jeweils zweite Bereiche (B) benachbart zu den ersten Bereichen (A) gegen Bereiche (b) des Verstärkungsaufbaus (3) gedrückt werden und dritte Abschnitte (C) benachbart zu den zweiten Abschnitten (B) veranlaßt werden, in einem gemeinsam, im wesentlichen ebenen Bereich aufeinanderzutreffen, der zwischen den gegenüberliegenden Bereichen des Verstärkungsaufbaus liegt, und
• d) daß die aneinandergedrückten Bereiche der Bleche (1, 2) und des Verstärkungsaufbaus (3) miteinander verbunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bleche (1, 2) aus einem Metall bestehen, das durch Diffusion verbindbar ist, und daß die Bleche auf einen Temperaturbereich aufgeheizt werden, indem eine Diffusionsverbindung stattfinden kann.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Versteifungsaufbau (3) aus einem durch Diffusion verbindbaren Metall besteht und daß der gesamte Aufbau auf Diffusionstemperatur erhitzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsaufbau (3) die Form eines Rahmens oder Gitters hat.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lötverbindungsmittel auf wenigstens einen Teil eines der Bereiche oder auf beide Bereiche, die verbunden werden sollen, aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stegbereich, der durch die dritten Abschnitte (C) der beiden Bleche (1, 2) gebildet wird, in einer Ebene liegt, die im wesentlichen gleichen Abstand von den durch die verstärkenden Metallteile distanziert gehaltenen Stellen (a) des Verstärkungsaufbaus hat.