[发明专利]一种原位增大孔壁厚的双层同步摩擦拉拔方法

权利要求书

1.一种原位增大孔壁厚的双层同步摩擦拉拔方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤一：根据板材设计孔形尺寸设计制造摩擦拉拔头(2)和成型模具(3)的形状，所述摩擦拉拔头(2)包括拉拔杆(2-1)和拉拔轴肩(2-2)，所述拉拔轴肩(2-2)为圆台形结构，圆台形最小直径处与拉拔杆(2-1)相连，圆台形最大直径为d2，所述成型模具(3)上开设有通孔，通孔由圆台形孔和圆柱形孔组成，圆柱形孔直径d4大于等于拉拔杆(2-1)最小直径d1；

步骤二：在双层板材(1)待制备孔位置开设圆孔，圆孔直径d大于等于拉拔杆(2-1)最小直径d1；

步骤三：将摩擦拉拔头(2)中的拉拔杆(2-1)穿过双层板材(1)的待制备孔和成型模具(3)上开设的通孔，使双层板材(1)待制备孔与摩擦拉拔头(2)的轴线重合，组合后共同安装到焊机上，摩擦拉拔头(2)中的拉拔轴肩(2-2)与成型模具(3)之间的间距为待制备孔的增厚尺寸；

步骤四：驱动摩擦拉拔头(2)旋转，使摩擦拉拔头(2)以一定的旋转速率和拉拔速度向上抬起，摩擦拉拔头(2)与周围材料摩擦形变产热使双层板材(1)金属发生塑化，呈塑性的金属在摩擦拉拔头(2)向上抬起产生的拉力作用下发生拉伸变形，当塑性的金属与成型模具(3)圆台形孔接触并受到限制时，摩擦拉拔头(2)停止向上抬起，保持摩擦拉拔头(2)旋转并停留1-200秒；

步骤五：摩擦拉拔头(2)停止旋转，将摩擦拉拔头(2)和成型模具(3)分离，完成双层板材(1)的孔壁增厚。

2.根据权利要求1所述的一种原位增大孔壁厚的双层同步摩擦拉拔方法，其特征在于：所述摩擦拉拔头(2)和成型模具(3)的材料为铝、钢、硬质合金或陶瓷。

3.根据权利要求1所述的一种原位增大孔壁厚的双层同步摩擦拉拔方法，其特征在于：所述双层板材(1)厚度为0.3-3mm，预制备圆孔直径d大于等于拉拔轴肩(2-2)圆台形最大直径d2的1/10，小于拉拔轴肩(2-2)圆台形最大直径d2。

4.根据权利要求1所述的一种原位增大孔壁厚的双层同步摩擦拉拔方法，其特征在于：所述双层板材(1)厚度大于3mm，预制备圆孔直径d大于等于拉拔轴肩(2-2)圆台形最大直径d2的1/2，小于拉拔轴肩(2-2)圆台形最大直径d2。

5.根据权利要求1所述的一种原位增大孔壁厚的双层同步摩擦拉拔方法，其特征在于：所述双层板材(1)维氏硬度不高于200Hv且厚度不大于1mm，摩擦拉拔头(2)旋转速率为100-10000rpm，拉拔速度为0.1-50mm/min，停留时间为1-100s。

6.根据权利要求1所述的一种原位增大孔壁厚的双层同步摩擦拉拔方法，其特征在于：所述双层板材(1)维氏硬度高于200Hv或厚度大于1mm，摩擦拉拔头(2)旋转速率为500-10000rpm，拉拔速度为0.1-20mm/min，停留时间为5-200s。