搅拌头同步送粉的金属表面纳米复合化加工装置与方法

摘要

本发明涉及一种采用搅拌头同步送粉对金属工件搅拌摩擦加工以原位合成纳米复合材料表层的加工装置和方法。该搅拌头夹持部位1、轴肩2与搅拌探针3可采用刚性整体或紧固式同轴分离体，搅拌头内设送粉通道A，入口在夹持部位1侧面或中轴向，出口在探针3中轴向与工件接触面上。加工时，利用可自动升降的工作台中的液压装置沿搅拌头轴向B加压，旋转轴驱动搅拌头高速旋转并压紧工件，外接自动送粉器经搅拌头送粉通道A将亚微米级增强相粉体送至工件表层严重塑化区C,籍由摩擦热原位合成纳米复合材料。本发明设备简单，操作方便,适于各种金属基体的表层复合化与组织细化，技术经济效益高，工业应用潜力大。

主权项

一种用搅拌头同步送粉的金属表面纳米复合化加工的装置进行金属表面复合纳米化的加工方法，其特征在于所述的加工装置包括搅拌头、旋转轴（5）和可自动升降的工作台（7），其特征在于还包括自动送粉器（4），搅拌头内设置送粉通道A, 其中搅拌头由夹持部位（1）、轴肩（2）与搅拌探针（3）所构成，送粉通道A由搅拌头上端夹持部位(1)入口，经轴肩（2）由搅拌探针（3）轴向端面出口，自动送粉器（4）固定在旋转轴承台的侧面，并与送粉通道A的入口相连接，旋转轴（5）与搅拌头的夹持部位（1）相连接；利用该加工装置进行金属表面复合纳米化的加工方法，其加工步骤如下：（1）将金属工件（6）固定在可自动升降的工作台（7）上，安装好搅拌头使之与自动送粉器（4）和旋转轴（5）连接；（2）利用可自动升降的工作台（7）中的液压装置沿搅拌头轴向B轴向加压，并驱动金属工件（6）横向运动使搅拌头在旋转轴（5）的驱动下高速旋转并压紧金属工件（6）； （3）开启均装有亚微米级增强相粉体的自动送粉器（4），经搅拌头内部送粉通道A将亚微米级增强相粉体送至金属工件（6）表层严重塑化区C,籍搅拌头高速旋转产生大的摩擦热使增强相粉体与塑化区基体材料反应，金属工件（6）表层获得原位合成金属基纳米复合材料。