[发明专利]一种高强韧性金属基复合块材的固相增材制造工艺

权利要求书

1.一种高强韧性金属基复合块材的固相增材制造工艺，其特征在于，包括第一机械手(2)和第二机械手(8)，所述第一机械手(2)和第二机械手(8)上下移动逐层实现金属基复合块材的固相增材制造，所述第一机械手(2)设置于承载座(1)的一侧，且第一机械手(2)的下方安置有喷枪(3)，所述承载座(1)的顶部设置有承载板(5)，且承载板(5)的顶端安置有基体(4)，所述承载板(5)的底端连接有滑块(6)，且滑块(6)的底部外侧设置有滑槽(7)，所述滑槽(7)通过开槽与承载座(1)构成一体化连接，所述第二机械手(8)外接于第一机械手(2)的外侧，且第二机械手(8)的顶部与承载座(1)相连接，所述第二机械手(8)的下方夹持有搅拌工具(9)，所述基体(4)的顶部涂覆有金属合金或颗粒增强金属基复合块材(10)。

2.根据权利要求1所述的一种高强韧性金属基复合块材的固相增材制造工艺，其特征在于：所述高强韧性金属基复合涂层或块材的固相增材制造具体步骤如下：

1)将基体(4)安放于承载板(5)的顶端内侧，并通过固定组件完成固定工作；

2)再将启动第一机械手(2)，使得其对喷枪(3)进行安装、夹持操作，并且通过启动第二机械手(8)，且通过其对搅拌工具(9)进行安装、夹持处理；

3)通过启动喷枪(3)及搅拌工具(9)，且在第一机械手(2)与第二机械手(8)的协同作用下，分别带动喷枪(3)及搅拌工具(9)进行工作，并完成对基体(4)表面金属基复合块材的固相增材制造过程，且喷枪(3)喷涂陶瓷/金属混合粉末时，加入的陶瓷颗粒，可使金属合金粒子的塑性变形加剧，进而提高成形体致密性与结合强度。

4)通过调节第一机械手(2)与第二机械手(8)上下位置，且控制喷枪(3)和搅拌工具(9)与第一层已沉积涂层表面的距离，完成第二层、第三层、直至第n层金属基复合块材的制备与改性，逐层实现金属基复合块材所需的厚度。

3.根据权利要求2所述的一种高强韧性金属基复合块材的固相增材制造工艺，其特征在于：所述搅拌工具(9)通过实施机械的搅拌作用以及摩擦产热的热效应可实现块材内部结构的致密化、增强相均匀化以及金属细晶化。

4.根据权利要求3所述的一种高强韧性金属基复合块材的固相增材制造工艺，其特征在于：所述金属粉末材料可以Al合金、Mg合金等轻质金属材料。

5.根据权利要求3所述的一种高强韧性金属基复合块材的固相增材制造工艺，其特征在于：所述陶瓷相可以是SiC、TiN、WC、Al₂O₃、碳纳米管或者石墨烯等增强相材料。

6.根据权利要求1所述的一种高强韧性金属基复合块材的固相增材制造工艺，其特征在于：所述喷枪(3)通过实施冷喷涂技术，应用于制备金属合金或颗粒增强金属基复合材料，且喷枪(3)工作时需要冷喷涂加速气体辅助。

7.根据权利要求5所述的一种高强韧性金属基复合块材的固相增材制造工艺，其特征在于：所述冷喷涂加速气体可以是压缩空气、氮气或者氦气。

8.根据权利要求3所述的一种高强韧性金属基复合块材的固相增材制造工艺，其特征在于：所述搅拌工具是热作磨具钢、高速钢、WC-Co合金、W-Re合金、或者多晶立方BN材料的搅拌工具(9)。