多道无针搅拌摩擦加工制备纤维增强金属基复合材料的方法

摘要

本发明公开了一种多道无针搅拌摩擦加工制备纤维增强金属基复合材料的方法，首先预打磨清洗金属基板片；其次在两金属基板间以预置方式夹入经预处理的纤维网或单向纤维束，要求覆板完全覆盖并足以保护纤维网；同时，轻度倾斜安装无针搅拌摩擦工具；启动无针工具在覆板表面旋转摩擦并移动，利用肩的锻压与扭转效应所产生的塑性变形梯度场，既可破碎金属基体界面的氧化膜，又可使发热而软化的金属基体发生围绕纤维的塑性流动而包裹纤维，从而同时实现纤维/基体与基体/基体界面间的致密复合。采用40～50mm以上直径无针搅拌头进行多道多层搅拌摩擦加工可制得大而厚的纤维增强金属基复合材料板材。加钎料后可解决纤维损伤与改善界面结合间的矛盾。

主权项

多道无针搅拌摩擦加工制备纤维增强金属基复合材料的方法，其特征在于：首先预打磨清洗第一基体金属板和第二基体金属板；其次在第一基体金属板和第二基体金属板间以预置方式夹入经预处理的纤维网或单向纤维束，使第一基体金属板和第二基体金属板完全覆盖并足以保护纤维网；在第一基体金属板上表面倾斜安装无针搅拌摩擦工具，启动无针搅拌摩擦工具在第一基体金属板表面旋转摩擦并移动，利用肩的锻压效应与扭转效应所产生的塑性变形梯度场，实现纤维与其两侧的第一基体金属板和第二基体金属板间的致密复合以及第一基体金属板和第二基体金属板间的致密焊合；所述无针搅拌摩擦工具为40～50mm直径无针搅拌头，在肩端前沿适当露出的条件下进行多道多层搅拌摩擦加工，以消除轴肩极易产生严重的肩前飞边，进而避免肩前飞边的连续累积而最终使纤维裸露出，制得宽而厚的纤维强化金属基复合材料板材。