[发明专利]一种搅拌摩擦焊用搅拌头材料及其制备方法

权利要求书

1.一种搅拌摩擦焊用搅拌头材料，其特征在于：

所述搅拌头材料的成分为W-Re-ZrC，且各成分的质量比为W-（10~20）wt.%Re-（0.3~1.0）wt.%ZrC；

其中，所述ZrC为纳米ZrC，且所述搅拌头材料通过各成分球磨后进行氢气还原并去除杂质后，依次进行热压制料、旋锻加工致密化以及清洗后得到，其中，所述热压制料的步骤包括在加压前先进行真空无压烧结；且所述搅拌头材料为旋锻态晶粒，且径向尺寸为8~12μm，横向尺寸为2~6μm。

2.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊用搅拌头材料，其特征在于：

所述材料的径向尺寸为10μm，横向尺寸为4μm。

3.一种权利要求1或2所述的搅拌摩擦焊用搅拌头材料的制备方法，其特征在于，包括：

将钨粉、铼粉以及ZrC进行球磨混粉后得到的混合粉末进行氢气还原，去除杂质；

将去杂后的混合粉末依次进行热压制料、旋锻加工致密化以及清洗。

4.根据权利要求3所述的搅拌摩擦焊用搅拌头材料的制备方法，其特征在于，在所述将钨粉、铼粉以及ZrC进行球磨混粉的步骤之前还包括：

将粒径为3~20μm的所述钨粉和粒径为5~20μm的铼粉进行球磨处理。

5.根据权利要求4所述的搅拌摩擦焊用搅拌头材料的制备方法，其特征在于，所述将钨粉、铼粉以及ZrC进行球磨混粉的步骤具体包括：

将球磨后的所述钨粉和所述铼粉继续与所述ZrC混合，混合的过程中通入混合比例H₂：Ar=1:1~5的氩氢混合气体，且混合过程中还伴随球磨，且球磨转速控制在210~350rpm/min，球磨时间5~30h。

6.根据权利要求3所述的搅拌摩擦焊用搅拌头材料的制备方法，其特征在于，在所述将球磨后的混合粉末进行氢气还原，去除杂质的步骤中：

还原温度为750~900℃，还原时间为2~4h。

7.根据权利要求3所述的搅拌摩擦焊用搅拌头材料的制备方法，其特征在于，在所述将去杂后的所述混合粉末依次进行热压制料、旋锻加工致密化以及清洗的步骤中：

所述热压制料的步骤包括在加压前先进行真空无压烧结，烧结时间为1~3h，保温温度为400~700℃，然后加压到10~60MPa，并保压至烧结，且烧结的温度为1750~2200℃，烧结后保温2~5h。

8.根据权利要求3所述的搅拌摩擦焊用搅拌头材料的制备方法，其特征在于，在所述将去杂后的所述混合粉末依次进行热压制料、旋锻加工致密化以及清洗的步骤中：

所述旋锻加工致密化的步骤包括：在1350~1550℃的温度下，将依次经过至少两个道次开坯处理后得到的材料的变形量控制在至少60%。

9.根据权利要求3所述的搅拌摩擦焊用搅拌头材料的制备方法，其特征在于，在所述将去杂后的所述混合粉末依次进行热压制料、旋锻加工致密化以及清洗的步骤中：

所述清洗的步骤具体包括将旋锻加工致密化后的材料放置在氢氧化钠水溶液里进行清洗。