一种大型坯料或构件的构筑锻挤成形方法

摘要

本发明涉及一种大型坯料或构件的构筑锻挤成形方法，包括以下步骤：S001根据大型坯料或构件的形状和尺寸设计小基元的尺寸、数目和分布方式；S002根据S001的结果，确定成形装置中与其相匹配的冲头、盛料器、刮料板和模具的结构；S003基于S001中的小基元尺寸、数目、分布方式和S002中的成形装置进行构筑锻挤成形；S004将S003所获得的大型坯料进行塑性变形后，得到加工完毕的大型坯料，或S003所获得的大型构件即为加工完毕的大型构件。通过将坯料或构件由复杂形状分解为多个简单外形的小基元，再根据与小基元形状选择相匹配的成形装置的部件，减少大型坯料或构件成形过程中复杂外形带来的局限性，也避免传统构筑方法中繁琐的基元表面处理和真空封焊多道工序。

权利要求

1.一种大型坯料或构件的构筑锻挤成形方法，其特征在于：包括以下步骤：S001、根据大型坯料或构件的形状和尺寸设计小基元的尺寸、数目和分布方式；

S002、根据S001的结果，确定成形装置中与其相匹配的冲头、盛料器、刮料板和模具的结构；

S003、基于S001中的小基元尺寸、数目、分布方式和S002中的成形装置进行构筑锻挤成形；

S004、将S003所获得的大型坯料进行塑性变形后，得到加工完毕的大型坯料，或S003所获得的大型构件即为加工完毕的大型构件；

其中，所述S002中的成形装置包括连接在下压块上表面并列布置的多组导柱，导柱顶端与上压块滑动连接，上压块上表面连接驱动滑块，下表面连接冲头，冲头的下方空间设有盛料器，盛料器底部依次连接刮料板和模具，模具位于下压块的上表面；

所述S001具体包括：

根据大型坯料或构件的形状和尺寸，在大型坯料或构件上划分出多个子区域，每个子区域的中心位置对应为小基元的中心位置；

所述盛料器包括多个容纳通道，每一个容纳通道的中心轴与S001中的子区域的中心位置在同一轴线上，每一个容纳通道盛放至少一个小基元；

所述刮料板中具有多个刮料通道，刮料通道与容纳通道的位置一一对应，刮料通道的横截面尺寸不大于容纳通道横截面尺寸，容纳通道和刮料通道相连通。

2.如权利要求1所述的一种大型坯料或构件的构筑锻挤成形方法，其特征在于：所述子区域的数目Nz与小基元的数目Nb相等；

根据子区域面积SZ确定小基元的横截面积SE，SZ和SE满足关系式0.01≤SE/SZ≤20，根据SE计算出小基元的直径DE；

根据大型坯料或构件每个子区域对应的体积，基于体积不变原则，得到小基元的最小长度LEM。

3.如权利要求1所述的一种大型坯料或构件的构筑锻挤成形方法，其特征在于：所述冲头数目与小基元数目一致。

4.如权利要求1所述的一种大型坯料或构件的构筑锻挤成形方法，其特征在于：所述刮料板还包括芯轴，芯轴与刮料板中心轴同轴，用于成形筒形件的内壁。

5.如权利要求1所述的一种大型坯料或构件的构筑锻挤成形方法，其特征在于：所述模具具有模膛和连通模膛的排气孔，排气孔与抽真空系统连接，刮料通道与模膛连通。

6.如权利要求1所述的一种大型坯料或构件的构筑锻挤成形方法，其特征在于：所述S003中对大型坯料构筑锻挤成形时，具体包括：预热成形装置，将多个小基元加热到不低于其熔点1/2的温度，放入盛料器的容纳通道；

冲头在驱动滑块的作用下被推入到盛料器的容纳通道中，逐步向容纳通道中的小基元施加压力；

容纳通道中的小基元被推入到刮料板时，抽真空系统工作，从模具的排气孔处将刮料通道和模膛内的空气抽出，形成真空环境；

冲头继续对小基元施加压力，在刮料通道的横截面尺寸不大于容纳通道的横截面尺寸的作用下，小基元的表层金属被刮除并逐渐进入刮料板的刮料通道；

去除表面层的小基元从刮料通道进入模膛，在模膛内以塑性变形和固态焊合的方式构筑成形，通过冲头的持续加压使得小基元之间的焊合界面充分融合，从而获得由多个小基元组成的大型坯料。

7.如权利要求1所述的一种大型坯料或构件的构筑锻挤成形方法，其特征在于：所述S003中对大型构件构筑锻挤成形时，具体包括：预热成形装置，将多个小基元加热到不低于其熔点1/2的温度，放入盛料器的容纳通道；

冲头在驱动滑块的作用下被推入到盛料器的容纳通道中，逐渐对容纳通道中的小基元施加压力；

容纳通道中的小基元被推入到刮料板时，在刮料通道的横截面尺寸不大于容纳通道的横截面尺寸的作用下，小基元的表层金属被刮除；

小基元依次进入刮料板的刮料通道和模具模膛，逐渐充满模膛内的空间，使得刮料通道和模膛内的空气排尽；

继续对冲头施加压力，使得从刮料通道内进入模膛内的小基元以塑性变形和固态焊合的方式构筑成形；

进一步对冲头施加压力，使得模膛内构筑成形的金属从模具的出口被挤出，成形为大型构件。

8.如权利要求1所述的一种大型坯料或构件的构筑锻挤成形方法，其特征在于：所述S004具体包括：a.大型坯料为方形时，进行多向锻造，以进一步促进基元之间的界面融合和微观结构的均匀化；

b.大型坯料为环形时，进行热轧、扩孔成形，获得所需尺寸的环形构件。

说明书

一种大型坯料或构件的构筑锻挤成形方法

技术领域

[0001] 本发明涉及金属材料成形技术领域，具体为一种大型坯料或构件的构筑锻挤成形方法。

背景技术

[0002] 本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

[0003] 大型金属坯料是制造大型构件如航空、航天、航海、电力等领域中的大型环件、筒形件、壁板等关键构件的原料。目前主要采用铸造工艺制备大型金属坯料。但坯料尺寸越大，坯料内部微观结构和成分越难以保证，常出现偏析、缩松、晶粒粗大等质量问题，无法满足后续重大装备制造对大型金属坯料的严苛要求。

[0004] 为了应对上述问题，目前可通过金属构筑成形方法以制造大型金属坯料：首先对多个小型金属基元进行表面处理和堆垛，然后对基元进行封焊获得预制坯，最后对预制坯进行锻焊，使得基元之间的界面实现焊合以获得大型坯料。

[0005] 采用此种方法虽然可以避免大型坯料在铸造过程中出现的诸多问题，但整个制造工序较为复杂且条件苛刻，需要在锻焊之前对所有的基元表面进行机加工、酸洗、碱洗、清洗、干燥等多道工序处理，以确保基元表面高度清洁，避免存在杂质和表面氧化物残余等。并且在对基元进行堆垛封焊时，需要在真空条件或者保护气氛中进行，以避免氧气进入基元之间的接触间隙内，从而避免基元之间的界面出现氧化层而影响最终成形的坯料品质。

[0006] 在整个构筑成形过程中，任何基元之间存在杂质或者氧气都可能导致最后获得的大型坯料的焊合界面存在缺陷，从而难以达到技术指标要求。

发明内容

[0007] 为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种大型坯料或构件的构筑锻挤成形方法，根据大型坯料或构件的形状和尺寸设计小基元的尺寸、数目、分布方式，使得坯料或构件由复杂形状分解为多个简单外形的小基元，再根据与小基元形状选择相匹配的成形装置的部件，从而减少大型坯料或构件成形过程中复杂外形带来的局限性，适用范围广。

[0008] 此外，通过刮料板去除各个小基元的表层金属和杂质，并对模膛抽真空或者通过金属填充模膛的方式以实现排气，使得刮去表面层的小基元在高温、高压、真空环境中通过塑性变形和固态焊合实现构筑成形，从而获得大型坯料或者直接获得大型构件，避免了传统构筑方法中繁琐的基元表面处理和真空封焊多道工序。

[0009] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0010] 本发明的第一个方面提供一种大型坯料或构件的构筑锻挤成形方法，包括以下步骤：

[0011] S001、根据大型坯料或构件的形状和尺寸设计小基元的尺寸、数目和分布方式；

[0012] S002、根据S001的结果，确定成形装置中与其相匹配的冲头、盛料器、刮料板和模具的结构；

[0013] S003、基于S001中的小基元尺寸、数目、分布方式和S002中的成形装置进行构筑锻挤成形；

[0014] S004、将S003所获得的大型坯料进行塑性变形后，得到加工完毕的大型坯料，或S003所获得的大型构件即为加工完毕的大型构件。

[0015] S001具体包括：

[0016] 1.根据大型坯料或构件的形状和尺寸，在大型坯料或构件上划分出多个子区域，每个子区域的中心位置对应为小基元的中心位置；子区域的数目Nz与小基元的数目Nb相等。

[0017] 2.根据子区域面积SZ确定小基元的横截面积SE，SZ和SE满足关系式0.01≤SE/SZ≤20，根据SE计算出小基元的直径DE；

[0018] 3.根据大型坯料或构件每个子区域对应的体积，基于体积不变原则，得到小基元的最小长度LEM。

[0019] S002中的成形装置包括连接在下压块上表面并列布置的多组导柱，导柱顶端与上压块滑动连接，上压块上表面连接驱动滑块，下表面连接冲头，冲头的下方空间设有盛料器，盛料器底部依次连接刮料板和模具，模具位于下压块的上表面。

[0020] 冲头数目与小基元数目一致。

[0021] 盛料器中的每一个容纳通道的中心轴与S001中的子区域的中心位置在同一轴线上，每一个容纳通道盛放至少一个小基元。

[0022] 刮料板中具有多个刮料通道，刮料通道与容纳通道的位置一一对应，刮料通道的横截面尺寸不大于容纳通道横截面尺寸，容纳通道和刮料通道相连通。

[0023] 刮料板还包括芯轴，芯轴与刮料板中心轴同轴，用于成形筒形件的内壁。

[0024] 模具具有模膛和连通模膛的排气孔，排气孔与抽真空系统连接，刮料通道与模膛连通。

[0025] S003中对大型坯料构筑锻挤成形时，具体包括：

[0026] 1.预热成形装置，将多个小基元加热到不低于其熔点1/2的温度，放入盛料器的容纳通道；

[0027] 2.冲头在驱动滑块的作用下被推入到盛料器的容纳通道中，逐步向容纳通道中的小基元施加压力；

[0028] 3.容纳通道中的小基元被推入到刮料板时，抽真空系统工作，从模具的排气孔处将刮料通道和模膛内的空气抽出，形成真空环境；

[0029] 4.冲头继续对小基元施加压力，在刮料通道的横截面尺寸不大于容纳通道的横截面尺寸的作用下，小基元的表层金属被刮除并逐渐进入刮料板的刮料通道；

[0030] 5.去除表面层的小基元从刮料通道进入模膛，在模膛内以塑性变形和固态焊合的方式构筑成形，通过冲头的持续加压使得小基元之间的焊合界面充分融合，从而获得由多个小基元组成的大型坯料。

[0031] S003中对大型构件构筑锻挤成形时，具体包括：

[0032] 1.预热成形装置，将多个小基元加热到不低于其熔点1/2的温度，放入盛料器的容纳通道；

[0033] 2.冲头在驱动滑块的作用下被推入到盛料器的容纳通道中，逐渐对容纳通道中的小基元施加压力；

[0034] 3.容纳通道中的小基元被推入到刮料板时，在刮料通道的横截面尺寸不大于容纳通道的横截面尺寸的作用下，小基元的表层金属被刮除；

[0035] 4.小基元依次进入刮料板的刮料通道和模具模膛，逐渐充满模膛内的空间，使得刮料通道和模膛内的空气排尽；

[0036] 5.继续对冲头施加压力，使得从刮料通道内进入模膛内的小基元以塑性变形和固态焊合的方式构筑成形；

[0037] 6.进一步对冲头施加压力，使得模膛内构筑成形的金属从模具的出口被挤出，成形为大型构件。

[0038] S004具体包括：

[0039] a.大型坯料为方形时，进行多向锻造，以进一步促进基元之间的界面融合和微观结构的均匀化；

[0040] b.大型坯料为环形时，进行热轧、扩孔成形，获得所需尺寸的环形构件。

[0041] 与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

[0042] 1、根据大型坯料或构件的形状和尺寸设计小基元的尺寸、数目、分布方式，使得坯料或构件由复杂形状分解为多个简单外形的小基元，再根据与小基元形状选择相匹配的成形装置的部件，从而减少大型坯料或构件成形过程中复杂外形带来的局限性，适用范围广。

[0043] 2、成形装置经预热后，根据与小基元形状相匹配的刮料板去除基元的表层金属和杂质，配合对模膛抽真空或者金属填充模膛以实现排气，使得基元中的新鲜无污染金属在高温、高压、真空环境中通过塑性变形和固态焊合实现构筑成形，避免了传统构筑方法中繁琐的且严苛的基元表面处理和真空封焊多道工序，并且可直接获得大型构件，使制造流程缩短实现一体化制造。

[0044] 3、通过实验，对坯料或者构件的子区域面积SZ和小基元的横截面积SE限定在0.01≤SE/SZ≤20范围内，既保证了小基元在模膛内能够有效扩展，也确保了小基元之间能够实现良好的固态焊合，同时也使得构筑锻挤成形所需要的力能较小。

附图说明

[0045] 构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

[0046] 图1是本发明一个或多个实施例提供的成形装置轴测结构示意图；

[0047] 图2是本发明一个或多个实施例提供的成形装置正剖面结构示意图；

[0048] 图3是本发明一个或多个实施例提供的带有线性阵列容纳通道的盛料器结构示意图；

[0049] 图4是本发明一个或多个实施例提供的带有环形阵列容纳通道的盛料器结构示意图；

[0050] 图5是本发明一个或多个实施例提供的带有线性阵列刮料通道的刮料板结构示意图；

[0051] 图6是本发明一个或多个实施例提供的带有环形阵列刮料通道的刮料板结构示意图；

[0052] 图7是本发明一个或多个实施例提供的带有线性阵列刮料通道和芯轴的刮料板结构示意图；

[0053] 图8是本发明一个或多个实施例提供的带有方形模膛的模具结构示意图；

[0054] 图9是本发明一个或多个实施例提供的带有环形模膛的模具结构示意图；

[0055] 图10是本发明一个或多个实施例提供的带有环形模膛和出口的模具结构示意图；

[0056] 图11是本发明一个或多个实施例提供的大型方形坯料及小基元和子区域示意图；

[0057] 图12是本发明一个或多个实施例提供的大型方形坯料的多向锻造方式示意图；

[0058] 图13是本发明一个或多个实施例提供的大型环形坯料及小基元和子区域示意图；

[0059] 图14是本发明一个或多个实施例提供的大型环形坯料的扩孔或环轧示意图；

[0060] 图15是本发明一个或多个实施例提供的大型筒形构件及小基元位置示意图；

[0061] 图16是本发明一个或多个实施例提供的大型壁板构件及小基元位置示意图；

[0062] 图1‑2中：1、驱动滑块，2、上压块，3、导柱，4、冲头，5、盛料器，6、刮料板，7、模具，8、下压块，9、小基元；

[0063] 图3‑10中：5‑001、容纳通道；6‑001、刮料通道，6‑002、芯轴；7‑001、模膛，7‑002、排气孔，7‑003、凸台，7‑004、出口；

[0064] 图11‑16中：10、方形坯料，11、环形坯料，12、环形构件，13、筒形构件，14、壁板构件。

具体实施方式

[0065] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

[0066] 应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

[0067] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

[0068] 正如背景技术中所描述的，在整个构筑成形过程中，任何基元之间存在杂质或者氧气都可能导致最后获得的大型坯料的焊合界面存在缺陷，从而无法达到技术指标要求。

[0069] 因此以下实施例给出一种大型坯料或构件的构筑锻挤成形方法，根据大型坯料或构件的形状和尺寸设计小基元的尺寸、数目、分布方式，使得坯料或构件由复杂形状分解为多个简单外形的小基元，再根据与小基元形状选择相匹配的成形装置的部件，从而减少大型坯料或构件成形过程中复杂外形带来的局限性，适用范围广。此外，基元中的新鲜无污染金属在高温、高压、真空环境中通过塑性变形和固态焊合实现构筑成形，避免了传统构筑方法中繁琐且严苛的基元表面处理和真空封焊多道工序。

[0070] 实施例一：

[0071] 一种大型坯料或构件的构筑锻挤成形方法，参照图1、2、3、5、8、11、12，以大型方形坯料为例，包括如下步骤：

[0072] S001、根据图11中所示大型方形坯料10的形状和尺寸设计小基元的尺寸、数目、分布方式；

[0073] 具体包括：

[0074] 1.如图11所示，根据大型坯料10的形状和尺寸，在大型坯料上划分出多个子区域Z1、Z2、Z3…Z18，每个子区域的中心位置对应为小基元B1、B2、B3…B18的中心位置；子区域的数目Nz与小基元的数目Nb相等。

[0075] 2.根据子区域面积SZ确定小基元的横截面积SE，SZ和SE满足关系式0.01≤SE/SZ≤20，根据SE计算出小基元的直径DE；

[0076] 3.根据大型坯料每个子区域对应的体积，按照体积不变原则，计算出小基元的最小长度LEM；

[0077] S002、根据S001的计算结果，设计如图1和图2所示的成形装置，成形装置主要包括驱动滑块1、上压块2、导柱3、冲头4、盛料器5、刮料板6、模具7、下压块8、抽真空系统组成。

[0078] 其中，驱动滑块1提供驱动力，以驱动上压块2和冲头4向下运动；

[0079] 上压块2用于连接驱动滑块1和导柱3，并固定冲头4；

[0080] 导柱3的一端与上压块2连接，另一端与下压块8连接，导柱起到导向定位作用，并防止偏载；

[0081] 冲头4用于挤压小基元9，冲头数目与小基元数目一致；

[0082] 如图3所示，盛料器5包括多个容纳通道5‑001，容纳通道成线性阵列，每个容纳通道的中心轴与S001中的子区域(对应图11中的Z1、Z2、Z3…Z18)的中心位置在同一轴线上，容纳通道用于盛放小基元9(对应图11中的小基元B1、B2、B3…B18)；

[0083] 如图5所示，刮料板6中有多个刮料通道6‑001，刮料通道6‑001与容纳通道5‑001的位置一一对应，刮料通道的横截面直径小于容纳通道横截面直径，刮料板用于刮去小基元的表面层金属和杂质；盛料器中的容纳通道和刮料板的刮料通道连通；

[0084] 如图8所示，模具中有模膛7‑001、排气孔7‑002，用于成形获得所需大型坯料；刮料板的刮料通道与模具的模膛连通；排气孔与模膛连通，用于排出模膛内的空气，获得真空环境。

[0085] S003、采用S001中设计的小基元和S002中设计的成形装置进行构筑锻挤成形；

[0086] 具体包括：

[0087] 1.将多个小基元9加热到其熔点的1/2以上温度，并放入盛料器5的容纳通道5‑001；

[0088] 2.冲头4在驱动滑块1的作用下被推入到盛料器5的容纳通道中5‑001，逐渐对容纳通道中的小基元9施加压力；

[0089] 3.容纳通道中的小基元9被推入到刮料板6时，抽真空系统开始工作，从模具的排气孔7‑002处将刮料通道6‑001和模膛内7‑001的空气抽出，形成真空环境；

[0090] 4.冲头4继续对小基元9施加压力，由于刮料通道的横截面直径小于容纳通道的横截面直径，小基元的表层金属被刮除并逐渐进入刮料板的刮料通道；

[0091] 5.去除表面层的小基元9从刮料通道6‑001逐渐进入模膛7‑001，在模膛内的高温、高压、真空环境下通过塑性变形和固态焊合的方式构筑成形，通过冲头的持续加压使得小基元之间的焊合界面充分融合，从而获得由多个小基元组成的大型坯料10。

[0092] S004、将S003所获得的大型坯料10进行进一步的塑性变形；

[0093] 将S003所获得的大型方形坯料10进行如图12所示的多向锻造，以进一步促进基元之间的界面融合和微观结构的均匀化。

[0094] 实施例二：

[0095] 一种大型坯料或构件的构筑锻挤成形方法，参照图1、2、4、6、9、13、14，以大型环形坯料或环件为例，包括以下步骤：

[0096] S001、根据图13中所示大型环形坯料11的形状和尺寸设计小基元的尺寸、数目、分布方式；

[0097] 具体包括：

[0098] 1.如图13所示，根据大型坯料11的形状和尺寸，在大型坯料上划分出多个子区域Z1、Z2、Z3…Z10，每个子区域的中心位置对应为小基元B1、B2、B3…B10的中心位置；子区域的数目Nz与小基元的数目Nb相等。

[0099] 2.根据子区域面积SZ确定小基元的横截面积SE，SZ和SE满足关系式0.01≤SE/SZ≤20，根据SE计算出小基元的直径DE；

[0100] 3.根据大型坯料每个子区域对应的体积，按照体积不变原则，计算出小基元的最小长度LEM；

[0101] S002、根据S001的计算结果，设计如图1和图2所示的成形装置，成形装置主要包括驱动滑块1、上压块2、导柱3、冲头4、盛料器5、刮料板6、模具7、下压块8、抽真空系统组成。

[0102] 其中，驱动滑块1提供驱动力，以驱动上压块2和冲头4向下运动；

[0103] 上压块2用于连接驱动滑块1和导柱3，并固定冲头4；

[0104] 导柱3的一端与上压块2连接，另一端与下压块8连接，导柱起到导向定位作用，并防止偏载；

[0105] 冲头4用于挤压小基元9，冲头数目与小基元数目一致；

[0106] 如图4所示，盛料器5包括多个容纳通道5‑001，容纳通道成环形阵列，每个容纳通道的中心轴与S001中的子区域(对应图13中的Z1、Z2、Z3…Z10)的中心位置在同一轴线上，容纳通道用于盛放小基元9(对应图13中的小基元B1、B2、B3…B10)；

[0107] 如图6所示，刮料板6中有多个刮料通道6‑001，刮料通道6‑001与容纳通道5‑001的位置一一对应，刮料通道的横截面直径小于容纳通道横截面直径，刮料板用于刮去小基元的表面层金属和杂质；盛料器中的容纳通道和刮料板的刮料通道连通；

[0108] 如图9所示，模具中有模膛7‑001、排气孔7‑002、凸台7‑003，用于成形获得所需大型坯料；刮料板的刮料通道与模具的模膛连通；排气孔与模膛连通，用于排出模膛内的空气，获得真空环境。

[0109] S003、采用S001中设计的小基元和S002中设计的成形装置进行构筑锻挤成形；

[0110] 具体包括：

[0111] 1.将多个小基元9加热到其熔点的1/2以上温度，并放入盛料器5的容纳通道5‑001；

[0112] 2.冲头4在驱动滑块1的作用下被推入到盛料器5的容纳通道中5‑001，逐渐对容纳通道中的小基元9施加压力；

[0113] 3.容纳通道中的小基元9被推入到刮料板6时，抽真空系统开始工作，从模具的排气孔7‑002处将刮料通道6‑001和模膛内7‑001的空气抽出，形成真空环境；

[0114] 4.冲头4继续对小基元9施加压力，由于刮料通道的横截面直径小于容纳通道的横截面直径，小基元的表层金属被刮除并逐渐进入刮料板的刮料通道；

[0115] 5.去除表面层的小基元9从刮料通道6‑001逐渐进入模膛7‑001，在模膛内的高温、高压、真空环境下通过塑性变形和固态焊合的方式构筑成形，通过冲头的持续加压使得小基元之间的焊合界面充分融合，从而获得由多个小基元组成的大型坯料11。

[0116] S004、将S003所获得的大型坯料11进行进一步的塑性变形；

[0117] 将S003所获得的大型环形坯料11进行如图14所示的扩孔或者环轧，使得坯料11的内、外径增大、壁厚减薄，从而获得尺寸更大的环件。

[0118] 实施例三：

[0119] 一种大型坯料或构件的构筑锻挤成形方法，参照图1、2、4、7、10、15，以大型筒形构件为例，包括以下步骤：

[0120] S001、根据图15中所示大型筒形构件13的形状和尺寸设计小基元的尺寸、数目、分布方式；

[0121] 具体包括：

[0122] 1.如图15所示，根据大型筒形构件13的形状和尺寸，在大型坯料上划分出多个子区域，每个子区域的中心位置对应为小基元B1、B2、B3…B10的中心位置；子区域的数目Nz与小基元的数目Nb相等。

[0123] 2.根据子区域面积SZ确定小基元的横截面积SE，SZ和SE满足关系式0.01≤SE/SZ≤20，根据SE计算出小基元的直径DE；

[0124] 3.根据筒形构件每个子区域对应的体积，按照体积不变原则，计算出小基元的最小长度LEM；

[0125] S002、根据S001的计算结果，设计如图1和图2所示的成形装置，成形装置主要包括驱动滑块1、上压块2、导柱3、冲头4、盛料器5、刮料板6、模具7、下压块8。

[0126] 其中，驱动滑块1提供驱动力，以驱动上压块2和冲头4向下运动；

[0127] 上压块2用于连接驱动滑块1和导柱3，并固定冲头4；

[0128] 导柱3的一端与上压块2连接，另一端与下压块8连接，导柱起到导向定位作用，并防止偏载；

[0129] 冲头4用于挤压小基元9，冲头数目与小基元数目一致；

[0130] 如图4所示，盛料器5包括多个容纳通道5‑001，容纳通道成环形阵列，每个容纳通道的中心轴与S001中的子区域的中心位置在同一轴线上，容纳通道用于盛放小基元9(对应图15中的小基元B1、B2、B3…B10)；

[0131] 如图7所示，刮料板6中有多个刮料通道6‑001，刮料通道6‑001与容纳通道5‑001的位置一一对应，刮料通道的横截面直径小于容纳通道横截面直径，刮料板用于刮去小基元的表面层金属和杂质；盛料器中的容纳通道和刮料板的刮料通道连通；刮料板6中还包括芯轴6‑002，芯轴用于成形大型构件的内壁；

[0132] 如图10所示，模具中包括模膛7‑001和出口7‑004，用于成形获得所需大型构件；刮料板的刮料通道与模具的模膛连通；出口7‑004与模膛7‑001连通，用于成形大型构件的外壁并排出模膛内的气体。

[0133] S003、采用S001中设计的小基元和S002中设计的成形装置进行构筑锻挤成形；

[0134] 具体包括：

[0135] 1.将多个小基元9加热到其熔点的1/2以上温度，并放入盛料器5的容纳通道5‑001；

[0136] 2.冲头4在驱动滑块1的作用下被推入到盛料器5的容纳通道中5‑001，逐渐对容纳通道中的小基元9施加压力；

[0137] 3.料通道中的小基元9被推入到刮料板6时，由于刮料通道6‑001的横截面直径小于容纳通道5‑001的横截面直径，小基元9的表层金属被刮除；

[0138] 4.小基元9依次进入刮料板的刮料通道6‑001、模具模膛7‑001，逐渐填充满模膛内的空间，使得刮料通道和模膛内的空气排尽，

[0139] 5.继续对冲头施加压力，使得从刮料通道内进入模膛内的金属在高压、高温、真空环境下通过塑性变形和固态焊合的方式构筑成形，

[0140] 6.进一步对冲头施加压力，使得模膛内构筑成形的金属从模具的出口7‑004被挤出，直接成形为大型筒形构件13。

[0141] 实施例四：

[0142] 一种大型坯料或构件的构筑锻挤成形方法，参照图1、2、3、5、10和16，以图16中的大型壁板构件14为例，其步骤与实施例三相似，不同点在于，小基元的设计和排布方式如图16所示，因此图3中的容纳通道5‑001和图5中刮料通道6‑001按照如16所示的小基元的排布方式进行排布、图10中模膛7‑001和出口7‑004按照16所示壁板的截面形状进行随形设计。

[0143] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。