[發(fā)明專利]一種氮氧氛圍離子弧輔助FSW制備顆粒增強超細晶表層方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011629971.4
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112719653A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 萬龍;溫琦;黃體方;黃永憲
• 申請（專利權(quán)）人: 昆山哈工萬洲焊接研究院有限公司;哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B23K28/02
• 分類號: B23K28/02;B23K10/02;B23K20/12
• 代理公司: 北京君恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11466
• 代理人: 張林

本發(fā)明涉及超細晶強化表層制備領(lǐng)域，更具體的說是一種氮氧氛圍離子弧輔助FSW制備顆粒增強超細晶表層方法，包括以下步驟：步驟一：離子弧焊槍在氮氧環(huán)境下對加工板材進行燒蝕；步驟二：攪拌工具在后方對待加工板材進行加工；可以采用等離子弧焊與攪拌摩擦焊結(jié)合的方法，其中，氮氧化物抑制材料晶粒長大，同時彌散分布于材料中增強材料表面；氮氧環(huán)境下等離子焊在板材表面燒蝕，促使基體材料與氮氧元素反應(yīng)產(chǎn)生氮氧化物，攪拌工具在后方進行加工，一方面促進板材發(fā)生大的塑性變形，細化晶粒產(chǎn)生超細晶；另一方面，氮氧化物抑制晶粒的長大，使材料更容易形成超細晶，同時攪拌摩擦焊促進氮氧化物顆粒在加工區(qū)彌散分布，增加超細晶材料的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超細晶強化表層制備領(lǐng)域，更具體的說是一種氮氧氛圍離子弧輔助FSW制備顆粒增強超細晶表層方法。

背景技術(shù)

為增加材料表面強度，從而提高車輛安全性能，眾多汽車廠家開始采用超細晶表層強化材料制造車體。

由于超細晶材料具有更多的晶界，需要更大的外力才能產(chǎn)生位錯塞積，因此超細晶材料具有更優(yōu)異的力學(xué)新能。

中國發(fā)明專利CN 201310050662.5發(fā)明了一種基于超聲輔助半固態(tài)攪拌摩擦加工工藝制備超細晶/納米晶板材的方法。該發(fā)明通過超聲一體化的攪拌工具對板材進行加工來制備超細晶；該發(fā)明的缺點是不能高效快速的細化晶粒產(chǎn)生超細晶。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種氮氧氛圍離子弧輔助FSW制備顆粒增強超細晶表層方法，可以高效快速的細化晶粒產(chǎn)生超細晶。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種氮氧氛圍離子弧輔助FSW制備顆粒增強超細晶表層方法，包括以下步驟：

步驟一：離子弧焊槍在氮氧環(huán)境下對加工板材進行燒蝕；

步驟二：攪拌工具在后方對待加工板材進行加工。

作為本技術(shù)方案的進一步優(yōu)化，本發(fā)明一種氮氧氛圍離子弧輔助FSW制備顆粒增強超細晶表層方法，在攪拌摩擦焊機上安裝氣體保護裝置，氣體保護裝置內(nèi)裝有夾具，將待加工板材裝夾于夾具上，氣體保護裝置用于持續(xù)供應(yīng)氮氣與氧氣混合氣體，形成氮氧環(huán)境。

作為本技術(shù)方案的進一步優(yōu)化，本發(fā)明一種氮氧氛圍離子弧輔助FSW制備顆粒增強超細晶表層方法，所述攪拌工具安裝在攪拌摩擦焊機上。

作為本技術(shù)方案的進一步優(yōu)化，本發(fā)明一種氮氧氛圍離子弧輔助FSW制備顆粒增強超細晶表層方法，所述攪拌工具包括攪拌頭、碾壓軸肩、攪拌針和軸套，攪拌頭插入軸套內(nèi)，軸套和碾壓軸肩連接，碾壓軸肩中部的下端固定連接有攪拌針。

作為本技術(shù)方案的進一步優(yōu)化，本發(fā)明一種氮氧氛圍離子弧輔助FSW制備顆粒增強超細晶表層方法，所述碾壓軸肩和軸套之間設(shè)置有墊片。

作為本技術(shù)方案的進一步優(yōu)化，本發(fā)明一種氮氧氛圍離子弧輔助FSW制備顆粒增強超細晶表層方法，所述軸套上通過螺紋連接有頂絲，頂絲穿過軸套頂在攪拌頭上。

作為本技術(shù)方案的進一步優(yōu)化，本發(fā)明一種氮氧氛圍離子弧輔助FSW制備顆粒增強超細晶表層方法，所述碾壓軸肩和軸套通過螺母可拆卸固定連接。

作為本技術(shù)方案的進一步優(yōu)化，本發(fā)明一種氮氧氛圍離子弧輔助FSW制備顆粒增強超細晶表層方法，所述碾壓軸肩的下端設(shè)置有螺旋形花紋。

作為本技術(shù)方案的進一步優(yōu)化，本發(fā)明一種氮氧氛圍離子弧輔助FSW制備顆粒增強超細晶表層方法，所述碾壓軸肩的下端設(shè)置有點狀突起花紋。

作為本技術(shù)方案的進一步優(yōu)化，本發(fā)明一種氮氧氛圍離子弧輔助FSW制備顆粒增強超細晶表層方法，所述攪拌工具和離子弧焊槍的加工速度相同。

本發(fā)明一種氮氧氛圍離子弧輔助FSW制備顆粒增強超細晶表層方法的有益效果為：