一种双面搅拌摩擦加工超细晶板材设备及方法技术

一种双面搅拌摩擦加工超细晶板材设备及方法，尺寸规格相同的正、反搅拌头分别位于板材上、下方，加工时先确定正、反搅拌头的相对位置，在搅拌摩擦加工方向上，正、反搅拌头之间的轴向中心线距离L1为DS～4DS，DS为搅拌头的轴肩直径，在垂直于加工方向上，正、反搅拌头之间的轴向中心线距离L2为0.5D0～DP，D0为搅拌针端部直径，DP为搅拌针根部直径；控制正、反搅拌头实现高速旋转并迁入板材，沿着搅拌摩擦加工方向匀速行进一段距离后迁出板材，第一道次完成，然后正、反搅拌头返回上一道次的初始加工位置，在垂直于搅拌摩擦加工方向上移动小于轴肩直径的距离，保证相邻道次之间的搅拌区搭接量，完成第二道次加工，按照上述步骤，可完成后续道次加工。

【技术实现步骤摘要】
一种双面搅拌摩擦加工超细晶板材设备及方法
本专利技术属于超细晶板材制备
，特别是涉及一种双面搅拌摩擦加工超细晶板材设备及方法。
技术介绍
通过搅拌摩擦方式对材料微观组织进行改性，并通过材料加工区的剧烈塑性变形、混合、破碎及热暴露，可实现材料加工区微观结构的致密化、均匀化和细化，具体可用于制备晶粒尺寸为微米级、纳米级的铝合金、铜合金及镁合金等超细晶板材。目前，在超细晶板材制备过程中，由于受到搅拌摩擦设备热输入和热循环的影响，以及现有板材制备方法不完善的影响，总是不可避免的在相邻搅拌区之间产生热机影响区及热影响区，由于热机影响区及热影响区的组织粗大，且有一定的方向性，使热机影响区及热影响区成为了力学性能薄弱区，而力学性能薄弱区的存在直接降低了超细晶板材的力学性能，因此，亟需一种能够有效消除热机影响区及热影响区的超细晶板材加工设备及方法。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种双面搅拌摩擦加工超细晶板材设备及方法，能够有效消除相邻搅拌区之间的热机影响区及热影响区，有效提高超细晶板材的力学性能。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种双面搅拌摩擦加工超细晶板材设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双面搅拌摩擦加工超细晶板材设备，其特征在于：包括两个搅拌头，一个搅拌头设为正搅拌头，另一个搅拌头设为反搅拌头，所述正搅拌头和反搅拌头的尺寸规格相同，均由轴肩和搅拌针构成；所述正搅拌头位于板材上方，所述反搅拌头位于板材下方。

【技术特征摘要】
1.一种双面搅拌摩擦加工超细晶板材的方法，采用的设备包括两个搅拌头，一个搅拌头设为正搅拌头，另一个搅拌头设为反搅拌头，所述正搅拌头和反搅拌头的尺寸规格相同，均由轴肩和搅拌针构成；所述正搅拌头位于板材上方，所述反搅拌头位于板材下方，其特征在于包括如下步骤：步骤一：选取待加工的板材，并对板材进行装夹固定；步骤二：将正搅拌头和反搅拌头分别调整到板材的上方和下方；步骤三：确定正搅拌头与反搅拌头之间在搅拌摩擦加工时的相对位置；①在搅拌摩擦加工方向上，正搅拌头与反搅拌头之间的轴向中心线距离为L1，且DS＜L1＜4DS，其中，DS为搅拌头的轴肩直径；②在垂直于搅拌摩擦加工方向上，正搅拌头与反搅拌头之间的轴向中心线距离为L2，且0.5D0＜L2≤DP，其中，D0为搅拌头的搅拌针端部直径，DP为搅拌头的搅拌针根部直径；步骤四：将正搅拌头与反搅拌头移至板材一侧边缘，并控制正搅拌头及反搅拌头实现高速旋转；步骤五：控制高速旋转的正搅拌头及反搅拌头迁入板材，正搅拌头与反搅拌头之间的相对位置按照步骤三确定的数值进行设定，当正搅拌头及反搅拌头均迁入板材后，再控制高速旋转的正搅拌头及反搅拌头沿着搅拌摩擦加工方向匀速行进；步骤六：当高速旋转的正搅拌头及反搅拌头行进到板材另一侧边缘位置后，停止正搅拌头及反搅拌头的行进动作，然后控制正搅拌头及反搅拌头迁出板材；步骤七：当正搅拌头及反搅拌头从板材中完成迁出后，第一道次的搅拌摩擦加工工序完成，此时单一道次的搅拌区的宽度为Lk；步骤八：控制正搅拌头及反搅拌头回到板材位于上一道次的初始加工位置，并在垂直于搅拌摩擦加工方向上控制正搅拌头及反搅拌头进行移动，移动距离小于搅拌头的轴肩直径DS，保证相邻道次之间的搅拌区具有的搭接量为L0；步骤九：重复步骤五、步骤六，完成第二道次的搅拌摩擦加工工序；步骤十：重复步骤五、步骤六及步骤八，完成第n道次(n≥3)的搅拌摩擦加工工序；步骤十一：...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁桦，杨文静，李继忠，张文井，陈雨，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21