本发明专利技术涉及棒材搅拌摩擦加工装置。棒材搅拌摩擦加工装置包括储料模，具有用于储存金属材料的模腔，模腔具有出料口和进料口；搅拌头配置在储料模内，包括搅拌盘和固定在搅拌盘上的搅拌针；搅拌盘具有搅拌叶，搅拌叶具有朝下用于向下顶锻金属材料的顶锻面，顶锻面在搅拌盘旋转方向前端上扬；搅拌针固定在搅拌叶上顶锻面所在位置，用于摩擦搅拌顶锻面下侧的金属材料。本发明专利技术的板材搅拌摩擦加工通过搅拌盘上的顶锻面和搅拌针对金属材料进行搅拌，在搅拌头的旋转、顶锻、和刮擦作用下，使模腔内的待加工金属材料塑性变形并逐渐向下移动，从模腔的出料口被挤出，通过向模腔内加料，可以连续加工棒材，制备出的棒材组织致密且均匀。制备出的棒材组织致密且均匀。制备出的棒材组织致密且均匀。
【技术实现步骤摘要】
棒材搅拌摩擦加工装置
[0001]本专利技术涉及一种棒材搅拌摩擦加工装置。
技术介绍
[0002]搅拌摩擦加工是根据搅拌摩擦焊接的基本原理开发的，这种新型的金属加工技术可以通过摩擦搅拌作用引起材料剧烈的塑性变形，在机械搅拌和热的双重作用下，加工区域能发生明显的微观结构细化，从而使组织更加致密和均匀。目前搅拌摩擦加工应用于材料的表面处理、材料表面缺陷的修复，在材料的成型方面应用较少。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于提供一种能够连续制备棒材的棒材搅拌摩擦加工装置。
[0004]本专利技术的棒材搅拌摩擦加工装置采用如下技术方案：棒材搅拌摩擦加工装置包括：储料模，具有用于储存金属材料的模腔，模腔具有出料口和进料口；搅拌头，配置在储料模内，包括搅拌盘和固定在搅拌盘上的搅拌针；搅拌盘具有至少一个搅拌叶，搅拌叶具有朝下用于向下顶锻金属材料的顶锻面，顶锻面在搅拌盘旋转方向前端上扬，以在搅拌盘旋转过程中向下顶锻处于顶锻面下侧的金属材料；搅拌针固定在搅拌叶上顶锻面所在位置，用于摩擦搅拌顶锻面下侧的金属材料。
[0005]有益效果：本专利技术的板材搅拌摩擦加工通过搅拌盘上的顶锻面和搅拌针对金属材料进行搅拌，在搅拌头的旋转、顶锻、刮擦作用下，使模腔内的待加工金属材料塑性变形并逐渐向下移动，从模腔的出料口被挤出，通过向模腔内加料，可以连续加工棒材，制备出的棒材组织致密且均匀。
[0006]进一步的，顶锻面的至少一部分为在搅拌盘旋转方向自下向上逐渐向前倾斜的斜面。斜面结构较为简单，便于加工。
[0007]进一步的，所述搅拌叶具有在搅拌盘旋转方向上处于顶锻面前侧的前侧防飞溅面，前侧防飞溅面为在搅拌盘旋转方向上前端上扬的斜面，顶锻面上与前侧防飞溅面相接的部分为斜率小于前侧防飞溅面的斜面。前侧防飞溅面能够减少被挤出材料向搅拌盘上侧飞溅。
[0008]进一步的，所述顶锻面包括在搅拌盘旋转方向上处于前侧的第一部分和处于后侧的第二部分，第一部分和第二部分均为斜面，其中第一部分的斜率大于第二部分的斜率，搅拌针处于第一部分所处的位置。第二部分斜率较小，延长了顶锻面的面积，能够改善对待加工金属材料顶锻效果。
[0009]进一步的，所述搅拌叶具有在搅拌盘旋转方向上处于顶锻面后侧的支撑平面。支撑平面起到支撑和刮擦作用，对金属材料平整效果较好。
[0010]进一步的，所述搅拌叶具有在搅拌盘旋转方向上处于顶锻面后侧的后侧防飞溅面，后侧防飞溅面的后端上扬。减少被挤出材料向搅拌盘上侧飞溅。
[0011]进一步的，所述搅拌叶沿搅拌盘周向间隔设置至少两个，在搅拌盘周向上相邻的两个搅拌叶的搅拌针的搅拌区域仅部分重叠。有利于提高棒材成型效率。
[0012]进一步的，所述搅拌针在搅拌盘的旋转方向上自下而上逐渐向后倾斜。
[0013]进一步的，所述模腔具有收缩段，收缩段内壁面上端周向尺寸大于下端周向尺寸。收缩段对模腔内的材料起到限位作用，使模腔内的材料塑形变形更均匀。
[0014]进一步的，所述棒材搅拌摩擦加工装置包括用于对储料模加热的加热套。便于保持模腔内温度。
附图说明
[0015]图1是本专利技术棒材搅拌摩擦加工装置具体实施例1中的剖视图；图2是本专利技术棒材搅拌摩擦加工装置具体实施例1中搅拌头的结构示意图；图3是本专利技术棒材搅拌摩擦加工装置具体实施例1中搅拌叶的剖视图；图中：1、储料模；11、模腔；111、进料口；112、出料口；113、收缩段；2、搅拌头；21、搅拌盘；211、搅拌叶；212、后侧防飞溅面；213、顶锻面；2131、第一部分；2132、第二部分；214、前侧防飞溅面；215、支撑平面；22、搅拌针；3、冷却块；31、棒料穿孔；4、待加工金属材料；5、已加工金属材料。
具体实施方式
[0016]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，即所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0017]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0019]术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为假定的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0020]以下结合实施例对本专利技术的特征和性能作进一步的详细描述。
[0021]本专利技术棒材搅拌摩擦加工装置的具体实施例1：如图1所示，棒材搅拌摩擦加工装置包括储料模1和搅拌头2，储料模1具有用于储存金属材料的模腔11，模腔11具有进料口111和出料口112，进料口111设置在模腔11的上
部，供待加工金属材料4进入。出料口112设置在模腔11的底部，经过搅拌摩擦成型的棒材从出料口112被挤出。本实施例中待加工金属材料4是颗粒料。
[0022]搅拌头2在工作时处于储料模1内，搅拌头2包括搅拌盘21，如图2和图3所示，搅拌盘21包括两个中心对称设置的搅拌叶211，搅拌叶211与模腔11内壁面间隙配合，二者的配合间隙不大于0.5mm，以约束搅拌叶211下侧的金属材料。搅拌叶211上固定有用于搅拌金属材料的搅拌针22。
[0023]搅拌叶211具有朝下用于向下顶锻金属材料的顶锻面213，顶锻面213在搅拌盘21旋转方向前端上扬，使顶锻面213形成前高后低的坡面，以在搅拌盘21旋转过程中向下顶锻处于顶锻面213下侧的金属材料。本实施例中，顶锻面213包括第一部分2131和第二部分2132，第一部分2131和第二部分2132均为在搅拌盘21旋转方向自下向上逐渐向前倾斜的斜面。第一部分2131的倾斜角度优选5
°‑
25
°
，第二部分2132为倾斜角度为2
°
的斜面。在搅拌盘21旋转时，顶锻面213为加工材料提供顶锻力。第二部分2132本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.棒材搅拌摩擦加工装置，其特征在于，包括：储料模（1），具有用于储存金属材料的模腔（11），模腔（11）具有出料口（112）和进料口（111）；搅拌头（2），配置在储料模（1）内，包括搅拌盘（21）和固定在搅拌盘（21）上的搅拌针（22）；搅拌盘（21）具有至少一个搅拌叶（211），搅拌叶（211）具有朝下用于向下顶锻金属材料的顶锻面（213），顶锻面（213）在搅拌盘（21）旋转方向前端上扬，以在搅拌盘（21）旋转过程中向下顶锻处于顶锻面（213）下侧的金属材料；搅拌针（22）固定在搅拌叶（211）上顶锻面（213）所在位置，用于摩擦搅拌顶锻面（213）下侧的金属材料。2.根据权利要求1所述的棒材搅拌摩擦加工装置，其特征在于，顶锻面（213）的至少一部分为在搅拌盘（21）旋转方向自下向上逐渐向前倾斜的斜面。3.根据权利要求2所述的棒材搅拌摩擦加工装置，其特征在于，所述搅拌叶（211）具有在搅拌盘（21）旋转方向上处于顶锻面（213）前侧的前侧防飞溅面（214），前侧防飞溅面（214）为在搅拌盘（21）旋转方向上前端上扬的斜面，顶锻面（213）上与前侧防飞溅面（214）相接的部分为斜率小于前侧防飞溅面（214）的斜面。4.根据权利要求1所述的棒材搅拌摩擦加工装置，其特征在于，所述顶锻面（213）包括在搅拌盘（21）旋转方向上处于前侧的第一部分（2131）和处于后侧的第二部分（2132），第一部分（2131）和第二部分（2132）均为斜面，其中第一部分（2131）...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙飞，张雷，程亚芳，钟素娟，
申请(专利权)人：郑州机械研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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