[发明专利]用于制造金属基质复合材料结构的装置和方法

权利要求书

1.一种用于形成金属基质复合材料(MMC)结构(800)的方法(100)，所述方法包含：

形成(102)装配件(200)，所述装配件(200)包括共享界面(202)的主相材料(211)的至少两个块体(210，220)，其中次相材料(231)被设置在所述界面处，所述装配件具有从前边缘(204)延伸至后边缘(206)的长度(L)、垂直于所述长度延伸的宽度(W)、和厚度(T)；

夹紧(106)所述装配件至压力机的两个压台(510，520)中的至少一个，所述压力机推动所述至少两个块体靠近彼此或者维持所述至少两个块体处于预定位置；

使转动的摩擦-搅拌轴针(600)沿着所述界面从所述前边缘至所述后边缘通过(108)，其中当所述摩擦-搅拌轴针沿着所述界面通过时，所述摩擦-搅拌轴针被支撑在相对端处，其中所述摩擦-搅拌轴针具有延伸了至少所述装配件的所述宽度的混合长度(622)，其中使所述摩擦-搅拌轴针通过将使所述次相材料分散进入所述主相材料中并且将所述至少两个块体焊接到一起。

2.根据权利要求1所述的方法(100)，其进一步包含：当使所述搅拌摩擦轴针沿着所述界面(202)通过时，在相对端驱动所述摩擦-搅拌轴针(600)。

3.根据权利要求1所述的方法(100)，其中形成(102)所述装配件(200)包含将所述次相材料(231)设置在所述至少两个块体(210，220)的至少一个的腔体(410)中。

4.根据权利要求1所述的方法(100)，其中所述至少两个块体(210，220)包含限定了两个界面(941，951)的至少三个块体(910，920，940)。

5.根据权利要求4所述的方法(100)，其中所述次相材料(231)包含被设置在第一界面(941)处的第一次相材料和被设置在第二界面(951)处的第二次相材料。

6.一种摩擦-搅拌装配件(1000)，其包含：

第一压台(1010)和第二压台(1020)，其被配置为保持装配件(200)，所述装配件包括共享界面(202)的主相材料(211)的至少两个块体(210，220)，其中次相材料(231)被设置在所述界面处，所述装配件具有从前边缘(204)延伸至后边缘(206)的长度(L)、垂直于所述长度延伸的宽度(W)、和厚度(T)；

第一卡盘(1030)和第二卡盘(1040)，其被设置在所述装配件的所述宽度的相对侧上并且被配置为沿着所述装配件的所述长度通过；以及

摩擦-搅拌轴针(1050)，其具有分别被所述第一卡盘(1030)和所述第二卡盘(1040)支撑的第一端(1052)和第二端(1054)，其中当所述摩擦-搅拌轴针沿着所述界面通过时，所述摩擦-搅拌轴针被支撑在相对端处，其中所述摩擦-搅拌轴针具有延伸了至少所述装配件的所述宽度的混合长度(1056)，其中使所述摩擦-搅拌轴针通过将使所述次相材料分散进入所述主相材料中并且将所述至少两个块体焊接到一起。

7.根据权利要求6所述的摩擦-搅拌装配件(1000)，其中所述第一卡盘(1030)和所述第二卡盘(1040)被配置为分别驱动所述摩擦-搅拌轴针(1050)的所述第一端(1050)和所述第二端(1052)。

8.根据权利要求6所述的摩擦-搅拌装配件(1000)，其中所述摩擦-搅拌轴针(1050)具有在所述装配件(200)的所述厚度的25％到85％之间的直径。

9.根据权利要求6所述的摩擦-搅拌装配件(1000)，其中所述摩擦-搅拌轴针(1050)具有在所述装配件(200)的所述厚度的1/3到1/2之间的直径。

10.根据权利要求6所述的摩擦-搅拌装配件(1000)，其包含沿所述装配件(200)的所述厚度(T)布置的多个摩擦-搅拌轴针(1050)。