[发明专利]搅拌摩擦焊接复合挤压制备高性能微/纳米块体技术

摘要

在摩擦搅拌焊接中，由于搅拌头在旋转的同时对变形材料施加了较大的正压力，类似于是高压扭转变形，因此通过搅拌摩擦焊的焊接，焊缝处材料已经经历了一次剧烈变形，晶粒得到初步细化，尤其焊缝下部是细小的等轴晶粒。在此基础上，考虑导搅拌摩擦焊金属以垂直板材方向为轴的轴对称金属流动特征，取焊缝附近材料为挤压变形坯料，以焊接方向为挤压方向进行扭转挤压剧烈塑性成形，由于挤压变形方向与摩擦焊的挤压方向互相垂直，利用两种变形金属流动的互补性细化晶粒，改善组织，制备高质量微纳米多晶体块体。

主权项

搅拌摩擦焊复合挤压制备高性能微/纳米块体技术的特征在于：第一步：搅拌摩擦焊接及下料。可通过搅拌摩擦焊设备进行搅拌摩擦焊，或直接购买用搅拌摩擦焊焊接过后的金属合金(钛，铝等)进行切割，保留焊缝作为扭转挤压剧烈塑性成形待挤压的坯料型材。第二步：扭转挤压剧烈塑性成形(见说明书附图图1)。将经搅拌摩擦焊后下料得到的合金坯料置于扭转挤压挤压筒中，通过相应的挤压设备配合扭转挤压模具进行扭转挤压剧烈塑性变形。依托挤压过程中以挤压轴为中心的剧烈轴对称剪切变形与搅拌摩擦焊金属流动方向的垂直变形关系，在不改变坯料截面几何形状的条件下趋使合金晶粒发生强烈的交叉扭转变形，形成对合金晶粒的细化。第三步：取样分析，力学性能测试及微观组织观察。对于扭转挤压变形后得到的材料进行显微分析，确定晶粒尺寸及宏观机械性能的变化，确定是否满足设计要去或是否需要进一步扭转挤压变形。