搅拌摩擦加工

摘要： 采用搅拌摩擦加工(FSP)技术制备出具有细晶组织的Al-30Cu合金,并对其微观组织和阻尼性能进行了研究。研究结果表明:Al-30Cu合金经过FSP后,晶粒和Al_(2)Cu相均得到显著细化,Al-30Cu合金FSP过程中并没有新相生成;Al-30Cu合金的内耗值均随着应变和温度的增大而增大,且FSP样品的阻尼性能明显优于母材的;当温度为360°C时,低转速FSP样品的内耗值高达0.276,比母材的提升了268%,FSP样品中大量的细小晶界以及Al_(2)Cu相与基体间的界面发生滑移运动,诱发晶界和界面阻尼,使合金内耗值增加;Al-30Cu合金的储能模量值均随着应变和温度的增大而减小,FSP样品的存储模量低于母材的。

摘要： 采用搅拌摩擦加工(FSP)技术对TiB_(2)/7050复合材料进行再加工,通过光学显微镜、扫描电镜和XRD衍射分析加工区微观组织和物相变化,通过电化学阻抗技术分析搅拌摩擦加工对TiB_(2)/7050复合材料腐蚀行为的影响。研究结果表明,TiB_(2)/7050复合材料因搅拌摩擦加工时的高温加热和塑性变形发生动态再结晶,晶粒尺寸显著细化,TiB_(2)颗粒弥散分布,化合物相向铝合金基体发生回溶;采用等效电路模型分别对搅拌摩擦加工前后TiB_(2)/7050复合材料的电化学腐蚀行为进行拟合,发现搅拌摩擦加工后该复合材料的耐蚀性能相对有所下降。

摘要： 碳纳米管(CNTs)是一种具有独特管状结构和优异力学、电学及化学性能的一维纳米材料,是制备金属基复合材料的理想增强体。近日,广东省科学院智能制造研究所先进激光增材制造技术创新团队在碳纳米管增强激光熔覆高熵合金涂层技术研究方面取得新进展。目前,碳纳米管增强金属基复合材料仍主要采用冷压烧结、搅拌铸造、搅拌摩擦加工、粉末冶金、高压扭转、离子喷涂等技术制备。碳纳米管的团聚问题始终是制约其工业应用的主要原因之一,而球磨和超声分散方法均存在对工艺参数要求严苛、耗时耗能等问题。

摘要： 目的研究有针、无针搅拌摩擦加工对AZ31镁合金薄板的微观组织和力学性能的影响。方法通过搅拌摩擦加工技术(FSP)以不同的转速对AZ31镁合金薄板进行加工,采用拉伸试验机、金相显微镜、UMT摩擦磨损试验机、维氏硬度机对无针搅拌加工后的AZ31镁合金加工表面的晶粒形貌、拉伸性能、磨损性能和硬度进行研究分析,并与同转速有针搅拌进行比较。结果无针条件下与同转速下的有针搅拌相比,焊缝表面更加细密、美观,无针加工下焊缝的抗拉强度最大为242 MPa,测得的维氏硬度最大为97.6HV,且焊缝的平均摩擦因数最小,为0.31。结论无针时FSP镁合金焊缝的抗拉强度随刀具转速的提高而增大;焊缝的硬度与镁合金母材相比有明显的提高,且随刀具转速的提高,维氏硬度值逐渐降低;无针条件下获得的AZ31镁合金焊缝的平均摩擦因数随刀具转速的增加而增大,与同转速时有针条件下获得的焊缝的平均摩擦因数相比,无针时获得的焊缝平均摩擦因数明显更高;无针时获得的焊缝表面的晶粒尺寸随转速的增加而增大。

摘要： 目的研究搅拌摩擦加工工艺改性的Ti-6Al-4V双相钛合金的超塑性变形行为。方法对360 r/min、30 mm/min工艺条件下搅拌摩擦加工处理的TC4钛合金在不同的变形条件下进行超塑性拉伸实验,在实验数据的基础上构建以变形温度、应变速率和晶粒尺寸为输入参数且以峰值应力为输出参数的3-16-1结构的BP人工神经网络模型。应用所构建的BP人工神经网络模型对不同变形条件的Ti-6Al-4V钛合金的超塑性行为进行预测。结果BP人工神经网络预测的精准度较高,实验应力值与预测应力值吻合度较高,相关系数R=0.9913,相对误差为1.91%~12.48%,平均相对误差为5.92%。结论该模型预测的准确性较高,能够客观真实地描述Ti-6Al-4V合金的超塑性变形行为。

摘要： 采用搅拌摩擦加工制备了以AlCoCrFeNi;高熵合金为增强相的6061铝合金复合材料(AlCoCrFeNi;/6061Al),重点研究了加工道次对复合材料组织均匀性、界面结合以及力学性能的影响.结果表明,随搅拌摩擦加工道次的增加,AlCoCrFeNi;/6061Al复合材料组织均匀性及力学性能均得到明显改善.复合材料中基体与增强相界面结合良好,界面处扩散层厚度随加工道次增加而增大.相较于不添加增强相的6道次搅拌摩擦加工铝合金,AlCoCrFeNi;增强相颗粒的引入可进一步细化晶粒并提高抗拉强度,且随着加工道次增加,复合材料抗拉强度及断后伸长率均显著升高.2,4道次下的断口存在明显的颗粒聚集区,而6道次下断口表面颗粒分布均匀且呈现大量韧窝,为典型的韧性断裂.该现象主要归因于载荷传递效应、弥散强化和细晶强化3大强化机制.

摘要： 在轴肩倾角分别为0°、1°、2°、3°、4°的条件下,对6082-T4铝合金板材进行摩擦搅拌加工(FSP);借助光学显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射技术(EBSD)等测试手段,研究了FSP轴肩倾角对板材表层晶粒和第二相形貌与分布以及晶体取向的影响规律。结果表明:所有FSP加工样品表层均呈现均匀分布的超细等轴晶及近球状第二相粒子形貌。且随轴肩倾角θ的减小,表层晶粒平均尺寸略微下降并可细化至3.10μm,第二相粒子平均尺寸无明显变化并均可细化至0.30μm以下,该层晶体的剪切织构E{111}和F{111}的强度增加。这种带有较强E、F剪切织构的超细等轴晶结构的形成与FSP加工特有的强剪切形变及动态再结晶行为相关。

摘要： 近年来,航空航天领域轻量化进程发展迅速,镁合金在其中扮演着越来越重要的角色。然而,镁合金耐腐蚀性不佳的特点制约了镁合金的应用范围。本文综述了搅拌摩擦加工技术调控含第二相镁合金耐腐蚀性能的研究现状,从动态再结晶和加速第二相破碎、固溶两个角度,论述了搅拌摩擦加工调控镁合金组织的基本原理,并分析了搅拌摩擦加工改善含粗大第二相镁合金耐腐蚀性的原因,为改善含粗大第二相镁合金的耐蚀性提供了技术途径和研究方向。

摘要： 文中选用碳纤维为增强相,通过在H62黄铜板上钻孔添加碳纤维的方式,采用搅拌摩擦加工的方法制备碳纤维增强H62黄铜基复合材料,研究了焊接速度和碳纤维的复合量对复合材料成形和性能的影响,进行了正交变量试验.结果表明:在焊接速度为40 mm/min,添加碳纤维的孔深为1.5 mm时,碳纤维在复合材料中分布比较均匀,复合材料中无明显的疏松和孔洞等缺陷出现.添加碳纤维可以提高复合材料的硬度以及耐磨性能,碳纤维分布越均匀,越有利于提高复合材料的硬度以及耐磨性能.

摘要： 近年来,航空航天领域轻量化进程发展迅速,镁合金在其中扮演着越来越重要的角色.然而,镁合金耐腐蚀性不佳的特点制约了镁合金的应用范围.本文综述了搅拌摩擦加工技术调控含第二相镁合金耐腐蚀性能的研究现状,从动态再结晶和加速第二相破碎、固溶两个角度,论述了搅拌摩擦加工调控镁合金组织的基本原理,并分析了搅拌摩擦加工改善含粗大第二相镁合金耐腐蚀性的原因,为改善含粗大第二相镁合金的耐蚀性提供了技术途径和研究方向.

摘要： 在不同的搅拌头轴肩直径、转速及行进速度下,对2.7mm厚5083-O铝合金进行了搅拌摩擦加工(Friction Stir Processing,FSP).研究表明,加工区由细小的再结晶组织组成.随着搅拌头轴肩直径和转速的增加,晶粒尺寸逐渐增大;随着行进速度的增加,晶粒尺寸减小.在大轴肩直径(16mm)低行进速度下,加工区强度最低.随着搅拌头轴肩直径和转速的减小,加工区强度上升,最高强度可达母材的108％,延伸率约为母材的123％.研究了加工区内部明暗弧纹的形成机理和性能差异.分析表明,与内部浅色弧纹区域相比,深色弧纹区域晶粒更小,Mg原子含量更高,位错更多,硬度更高,其内部硬度差异随热输入量的增加而减小.

摘要： 采用搅拌摩擦加工-(Friction Stir Processing,FSP)的方法,通过在1060A1表层添加2.3μm的纯Ni和Ni+X(SiC、La2O3、PTFE)混合粉末制备了Ni/Al金属间化合物表面增强复合材料,采用光学显微镜,SEM对试样进行组织观察,XRD、电子探针(EPMA)对试样进行成分及物象分析,研究了混合粉末对制备过程中控制粉末团聚的影响.结果表明:添加纯Ni粉进行制备Ni/A1金属间化合物表面增强复合材料时Ni粉出现严重的团聚现象,添加Ni+X(SiC、La2O3、PTFE)混合粉末能有效控制团聚现象且反应生成的Al3Ni金属间化合数量增多,强化层组织更加均匀.

摘要： 本文采用冷喷涂(CS)在碳钢基体上沉积制备了Al-12Si合金涂层,分别采用平端面和渐开线端面的搅拌头以950RPM转速对涂层表面进行搅拌摩擦加工(FSP)改性,预期在涂层的组织和性能上得到改善.采用光镜和扫描电镜对喷涂态和FSP改性后涂层的组织结构进行了表征.结果表明:采用两种搅拌头获得了不同形貌的组织,随着渐开线端面搅拌头的移动距离增加,提高了热输入,涂层组织出现了缺陷.两种FSP搅拌头改性后涂层表面的硬度分别为113.8HV0.5和125.1 HV0.5.此外,Si颗粒在搅拌中得到了充分的混合,均分的分散在涂层中.试验表明颗粒的再分布和晶粒的细化能显著提高涂层的性能.

摘要： 本文对过共晶A1-Si-Fe合金进行了搅拌摩擦加工(FSP),研究了不同FSP转速和道次对过共晶铝硅合金的强度和组织的影响.其中,选择搅拌转速分别为750 r/min、1050 r/min和1500 r/min,搅拌道次分别为1、2、3道.结果表明,合金经过搅拌摩擦加工后,硬质相颗粒明显细化,但是随着搅拌转速的提高,硬质相颗粒细化效果越来越差.随着搅拌道次的增加,细化效果越发显著.当搅拌转速为750 r/min、道次为3时,材料抗拉强度和延伸率较铸态大幅度提高,分别由原来的48Mpa和0.43％提高到150MPa和2.97％,整个合金组织和性能得到极大改善.

摘要： 搅拌摩擦加工是一种较新的细晶材料制备方法，制备出的细晶结构含有非常高比率的高角晶界，晶界间夹角与立方晶格的随机分布近似。超塑性研究表明搅拌摩擦加工铝合金不仅可以在175°C的低温下表现出大于200%的延伸率，还可以在1× 10-1 s-1的超高应变速率变形条件下表现出高达2150%的超塑性。

摘要： 对搅拌摩擦加工Al-Mg-Sc合金,制备细晶超塑性结构及其高应变速率超塑性进行了深入研究.采用小尺寸搅拌头,在低转速下对Al-Mg-Sc合金进行搅拌摩擦加工(FSP),得到了平均晶粒尺寸1.6μm的细小等轴晶结构.超塑性研究表明,FSP样品可以在400～475°C较宽的温度范围和1×10-2～3×10-1s-1的应变速率下获得高应变速率超塑性.在450°C,3×10-2s-1时,获得了最高1500％的延伸率.超塑性拉伸数据分析及扫描电镜观察表明超塑性变形机理以晶界滑移为主.

摘要： 对7.5mm厚的6061-T6铝合金板材进行搅拌摩擦加工(FSP)及180°C/8h峰值时效处理,利用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)分析母材和搅拌区的显微组织和拉伸断口形貌特征,并测试其室温拉伸性能和显微硬度.结果表明:当搅拌摩擦加工参数为:压入量为1mm,加工速度90mm/min,搅拌头旋转速度1200r/min,搅拌区发生回复再结晶使晶粒细化,同时部分Mg2Si第二相粒子回溶到基体中.经搅拌摩擦加工处理后的搅拌区试样的抗拉强度为346MPa,延伸率为24.7％,硬度降低至60HV,再经180°C/8h峰值时效处理,Mg2Si第二相粒子重新析出,搅拌区试样抗拉强度为396MPa,延伸率为16.4％,硬度接近母材硬度,达到110Hv.

摘要： 初步探索和证明了利用大塑性变形技术(SPD)使过共晶铝硅合金中粗大硬脆第二相细化,再进行半固态重熔,以制备过共晶铝硅合金半固态触变成形坯料的可行性。文中使用了搅拌摩擦加工(FSP)技术以细化过共晶铝硅合金Al-Si25Fe2的组织。结果表明,利用上述技术获得的半固态触变成形坯料中同时含小于10μm的第二相颗粒和一定含量的细小球状Al晶粒,是一种较为理想的半固态坯料组织。

摘要： 详细论述了搅拌摩擦焊接技术在航空航天、船舶、陆路交通等工业制造领域的应用现状，介绍了搅拌摩擦加工技术在晶粒细化、制备超塑性材料与表面复合材料中的应用，并展望了搅拌摩擦焊接及其加工技术的应用前景。

摘要： 通过在Al合金1100-H14表面搅拌摩擦加工(Friction StirProcessing,FSP)过程中添加微米级Ti粉的方法,利用Al-Ti在FSP条件下的快速原位反应,在Al合金表面获得A13Ti-Al复合层.采用扫描电镜(SEM))、能谱分析(EDS)以及X射线衍射(XRD)对表面复合层微观结构及相组成进行了分析,并对复合层的显微硬度进行了检测.试验结果表明,在FSP强烈的热、力耦合作用下,Ti粉产生了碎化,破碎后的Ti粒子与Al产生快速原位反应,生成微米和亚微米级Al3Ti颗粒,残留的Ti颗粒和细小的Al3Ti颗粒一同均匀的分布于Al合金基体中,从而使得Al合金表面的硬度得到提高,其平均值达到了71.39HV,为基体硬度的2.1倍.

摘要： 本发明公开了一种切削-搅拌摩擦焊接联合加工设备及其制造方法，该切削-搅拌摩擦焊接联合加工设备集铣削系统或切削系统、搅拌摩擦焊接系统、强制冷却系统、气体保护系统、温度传感系统、压力感应系统、铣削液供应系统、无传感系统于一体，是一种铣削或切削加工和搅拌摩擦焊接加工同时并行开展的联合或者复合加工装置及其方法，具有温度控制、气体保护、压力检测、冷却液保护、铣削头可更换、双轴肩自支撑功能；本发明减少了制造工序，节约了加工成本，突破了常规机械加工技术的局限性，形成了机械制造加工的新方法和新思路，在采暖、空调、制冰、保鲜、制药、建筑、水产、食品行业具有广阔的工程应用。

摘要： 本发明公开了一种摩擦搅拌焊接组件及摩擦搅拌焊接加工方法，其中，摩擦搅拌焊接加工方法包括：提供一摩擦搅拌焊接组件，包含：二金属板件，每一金属板件具有一焊接区；以及一固定件，供置入二金属板件，使其局部位于二焊接区，以固定相邻叠置的二金属板件；其中，固定件的局部可借由摩擦搅拌焊接加工与二焊接区熔融；将二金属板件的二焊接区彼此相邻且相对叠置；将固定件置入二金属板件，且其局部触及二焊接区，使二金属板件相互固定；以及进行摩擦搅拌焊接加工，固定件的局部与二焊接区皆于摩擦搅拌焊接加工后熔融结合。

摘要： 本发明涉及一种搅拌摩擦焊用工具构件，其特征在于：在使台肩部和搅拌针部一体化的由陶瓷构件构成的搅拌摩擦焊用工具构件中，所述搅拌针部的根部以及台肩部的端部具有曲面形状，在将所述台肩部的端部的曲率半径设定为R1(mm)、台肩部的外径设定为D(mm)时，R1/D为0.02～0.20。另外，陶瓷构件优选由维氏硬度为1400HV1以上的氮化硅烧结体构成。根据上述构成，可以提供一种耐久性优良的搅拌摩擦焊用工具构件。

摘要： 本发明的课题在于，提供一种用于边使相对置的一对旋转工具相互向相反方向旋转边将两张金属板接合的双面摩擦搅拌接合的双面摩擦搅拌接合用旋转工具、使用该双面摩擦搅拌接合用旋转工具的双面摩擦搅拌接合装置以及双面摩擦搅拌接合方法。一种双面摩擦搅拌接合用旋转工具，使用于使在金属板的未接合部的一个面侧与另一个面侧配置的一对旋转工具相互向相反方向旋转而将金属板彼此接合的双面摩擦搅拌接合，一对双面摩擦搅拌接合用旋转工具具有圆形且形成为平面状的末端部，上述末端部为比金属板硬的材质。

摘要： 提供无论被加工件的板厚、材质等如何，都能摩擦搅拌加工成良好的品质的摩擦搅拌加工装置和摩擦搅拌加工方法。摩擦搅拌加工装置（1）包括：工具（20），其用于对被加工件（W1、W2）进行摩擦搅拌加工；加工头（7），其保持工具（20），且能够一边使该加工头（7）旋转，一边将该加工头（7）推压于被加工件（W1、W2）地沿加工方向相对移动；支承台（3），其保持被加工件（W1、W2）；作动缸装置（6），其用于对支承台（3）进行支承，并且向工具（20）侧对支承台（3）施力；载荷控制部件（61），其将作动缸装置（6）的作用力控制为保持恒定，从而将工具（20）推压被加工件（W1、W2）的加压力保持恒定。另外，摩擦搅拌加工装置（1）具有工具高度设定部件（56），该工具高度设定部件（56）用于将工具（20）相对于被加工件（W1、W2）设定为预先设定的高度位置。

摘要： 本发明公开了一种摩擦搅拌焊接组件及摩擦搅拌焊接加工方法，其中，摩擦搅拌焊接加工方法包括：提供一摩擦搅拌焊接组件，包含：二金属板件，每一金属板件具有一焊接区；以及一固定件，供置入二金属板件，使其局部位于二焊接区，以固定相邻叠置的二金属板件；其中，固定件的局部可借由摩擦搅拌焊接加工与二焊接区熔融；将二金属板件的二焊接区彼此相邻且相对叠置；将固定件置入二金属板件，且其局部触及二焊接区，使二金属板件相互固定；以及进行摩擦搅拌焊接加工，固定件的局部与二焊接区皆于摩擦搅拌焊接加工后熔融结合。

摘要： 提供了一种搅拌摩擦加工用工具及使用该工具的搅拌摩擦加工方法。该工具即使在高温下也表现出更加优异的硬度，由此，工具磨耗减少且得到抑制，工具寿命得到提高。搅拌摩擦加工用工具由添加了Re的Ni基二元多相金属间化合物合金构成。优选所述Ni基二元多相金属间化合物合金通过使含有其组成的全部成分的金属熔体缓冷进行铸造而形成，另外，优选在铸造后进行热处理。而且，搅拌摩擦加工方法是使所述搅拌摩擦加工用工具边旋转边对被加工件进行按压，通过产生的摩擦热使被加工件软化而进行加工。

摘要： 提供了一种搅拌摩擦加工用工具及使用该工具的搅拌摩擦加工方法。该工具即使在高温下也表现出更加优异的硬度，由此，工具磨耗减少且得到抑制，工具寿命得到提高。搅拌摩擦加工用工具由添加了Re的Ni基二元多相金属间化合物合金构成。优选所述Ni基二元多相金属间化合物合金通过使含有其组成的全部成分的金属熔体缓冷进行铸造而形成，另外，优选在铸造后进行热处理。而且，搅拌摩擦加工方法是使所述搅拌摩擦加工用工具边旋转边对被加工件进行按压，通过产生的摩擦热使被加工件软化而进行加工。

摘要： 本发明提供了一种用于搅拌摩擦加工待焊铝基复合材料的搅拌摩擦工具，包括搅拌头和夹持体，搅拌头具有第一圆锥面，夹持体具有第二圆锥面，第一圆锥面和所述第二圆锥面彼此接触，使搅拌头同轴地安装在夹持体中，搅拌摩擦工具还具有固定结构，将搅拌头和夹持体固定在一起。搅拌头安装在夹持体中，使得搅拌头径向受力时位置不会改变，受轴向力时搅拌头与夹持体被牢牢固定住。本发明一方面相对于整体式硬质合金搅拌摩擦工具，节省了价格昂贵的硬质合金的使用，大大降低成本；另一方面，具有顶部为圆锥面的搅拌头和内腔为圆锥面的夹持体，采用圆锥面之间的配合可实现自动对准中心的作用，同时采用螺钉固定，从而避免“偏心”问题，保证安装后搅拌头的稳定运行。

摘要： 使用一种可以进行搅拌摩擦加工、搅拌摩擦混合或搅拌摩擦焊接的工具，在工件上进行固态加工，其中在某些实施方案中，固态加工可在基本上保持固相的情况下改变工件的性质，在另外一些实施方案中，允许一些元素经过液相，其中改变的材料性质包括(但不限于)微观结构、宏观结构、韧性、硬度、晶界、晶粒尺寸、相分布、延展性、超塑性、成核位置密度变化、可压缩性、可膨胀性、摩擦系数、抗磨损性、耐蚀性、耐疲劳性、磁性、强度、辐射吸收和导热性。