[發明專利]棒材攪拌摩擦加工裝置

有效

• 申請號: 202110384937.3
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113084329B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 龍飛;張雷;程亞芳;鐘素娟
• 申請（專利權）人: 鄭州機械研究所有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/26
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 李天龍

本發明涉及棒材攪拌摩擦加工裝置。棒材攪拌摩擦加工裝置包括儲料模，具有用于儲存金屬材料的模腔，模腔具有出料口和進料口；攪拌頭配置在儲料模內，包括攪拌盤和固定在攪拌盤上的攪拌針；攪拌盤具有攪拌葉，攪拌葉具有朝下用于向下頂鍛金屬材料的頂鍛面，頂鍛面在攪拌盤旋轉方向前端上揚；攪拌針固定在攪拌葉上頂鍛面所在位置，用于摩擦攪拌頂鍛面下側的金屬材料。本發明的板材攪拌摩擦加工通過攪拌盤上的頂鍛面和攪拌針對金屬材料進行攪拌，在攪拌頭的旋轉、頂鍛、和刮擦作用下，使模腔內的待加工金屬材料塑性變形并逐漸向下移動，從模腔的出料口被擠出，通過向模腔內加料，可以連續加工棒材，制備出的棒材組織致密且均勻。

技術領域

本發明涉及一種棒材攪拌摩擦加工裝置。

背景技術

攪拌摩擦加工是根據攪拌摩擦焊接的基本原理開發的，這種新型的金屬加工技術可以通過摩擦攪拌作用引起材料劇烈的塑性變形，在機械攪拌和熱的雙重作用下，加工區域能發生明顯的微觀結構細化，從而使組織更加致密和均勻。目前攪拌摩擦加工應用于材料的表面處理、材料表面缺陷的修復，在材料的成型方面應用較少。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠連續制備棒材的棒材攪拌摩擦加工裝置。

本發明的棒材攪拌摩擦加工裝置采用如下技術方案：

棒材攪拌摩擦加工裝置包括：

儲料模，具有用于儲存金屬材料的模腔，模腔具有出料口和進料口；

攪拌頭，配置在儲料模內，包括攪拌盤和固定在攪拌盤上的攪拌針；攪拌盤具有至少一個攪拌葉，攪拌葉具有朝下用于向下頂鍛金屬材料的頂鍛面，頂鍛面在攪拌盤旋轉方向前端上揚，以在攪拌盤旋轉過程中向下頂鍛處于頂鍛面下側的金屬材料；

攪拌針固定在攪拌葉上頂鍛面所在位置，用于摩擦攪拌頂鍛面下側的金屬材料。

有益效果：本發明的板材攪拌摩擦加工通過攪拌盤上的頂鍛面和攪拌針對金屬材料進行攪拌，在攪拌頭的旋轉、頂鍛、刮擦作用下，使模腔內的待加工金屬材料塑性變形并逐漸向下移動，從模腔的出料口被擠出，通過向模腔內加料，可以連續加工棒材，制備出的棒材組織致密且均勻。

進一步的，頂鍛面的至少一部分為在攪拌盤旋轉方向自下向上逐漸向前傾斜的斜面。斜面結構較為簡單，便于加工。

進一步的，所述攪拌葉具有在攪拌盤旋轉方向上處于頂鍛面前側的前側防飛濺面，前側防飛濺面為在攪拌盤旋轉方向上前端上揚的斜面，頂鍛面上與前側防飛濺面相接的部分為斜率小于前側防飛濺面的斜面。前側防飛濺面能夠減少被擠出材料向攪拌盤上側飛濺。

進一步的，所述頂鍛面包括在攪拌盤旋轉方向上處于前側的第一部分和處于后側的第二部分，第一部分和第二部分均為斜面，其中第一部分的斜率大于第二部分的斜率，攪拌針處于第一部分所處的位置。第二部分斜率較小，延長了頂鍛面的面積，能夠改善對待加工金屬材料頂鍛效果。

進一步的，所述攪拌葉具有在攪拌盤旋轉方向上處于頂鍛面后側的支撐平面。支撐平面起到支撐和刮擦作用，對金屬材料平整效果較好。

進一步的，所述攪拌葉具有在攪拌盤旋轉方向上處于頂鍛面后側的后側防飛濺面，后側防飛濺面的后端上揚。減少被擠出材料向攪拌盤上側飛濺。

進一步的，所述攪拌葉沿攪拌盤周向間隔設置至少兩個，在攪拌盤周向上相鄰的兩個攪拌葉的攪拌針的攪拌區域僅部分重疊。有利于提高棒材成型效率。

進一步的，所述攪拌針在攪拌盤的旋轉方向上自下而上逐漸向后傾斜。

進一步的，所述模腔具有收縮段，收縮段內壁面上端周向尺寸大于下端周向尺寸。收縮段對模腔內的材料起到限位作用，使模腔內的材料塑形變形更均勻。

進一步的，所述棒材攪拌摩擦加工裝置包括用于對儲料模加熱的加熱套。便于保持模腔內溫度。