[发明专利]高熔点材料搅拌摩擦焊复合搅拌头的制备方法

摘要

本发明公开了一种高熔点材料搅拌摩擦焊复合搅拌头的制备方法。搅拌头由端部的锥状搅拌针(1)和根部的圆柱状轴肩外部(2)和轴肩心部(3)组成，其根部和端部采用圆角过渡设计。搅拌针(1)和轴肩外部(2)由材质1的WC‑(Fe‑Co‑Ni)粉末、轴肩心部(3)由材质2的WC‑(Cu‑Ni)粉末经模压成型为一个搅拌头复合压坯，预烧结后对其进行机械加工，再经真空烧结得到成品。本发明操作简单，易加工，大量减少了烧结制品后续加工的加工余量，降低了生产成本，缩短了生产周期。

主权项

1.高熔点材料搅拌摩擦焊复合搅拌头由端部的锥状搅拌针和根部的圆柱状轴肩组成，所述搅拌头的搅拌针和轴肩外部材质1为WC-(Fe-Co-Ni)粉末，其成分由质量分数为70~85%的WC和总质量分数为15~30%的Fe、Co、Ni混合粉组成；搅拌头的轴肩心部材质2为WC-(Cu-Ni)，其成分由质量分数为65~80%的WC、8~15%的Ni和12~20%的Cu混合粉组成；其制备方法，特征在于包括以下步骤：S1. 原料配制：按照WC-(Cu-Ni)与WC-(Fe-Co-Ni)的配比分别称量粉末，各添加质量分数为1~2%的成形剂聚乙二醇（PEG），得到两份混合原料；S2. 球磨混料：将S1配制的两份混合料分别放入不锈钢球磨罐，加入适量无水乙醇、ZrO2磨球为介质，球料比10:1，密封放入行星式球磨机中球磨24h~48h，球磨机转速150r/min~250r/min，再干燥过筛，密封；S3. 分层模压成型：先将WC-(Fe-Co-Ni)混合粉末填满模具锥部后，把薄壁不锈钢套筒置于模具中央，再将WC-(Fe-Co-Ni)混合粉末注入套筒与模具之间，最后将WC-(Cu-Ni)粉末注入套筒内，将套筒抽出后加压成型一个复合胚料；S4. 预烧结：将成型的压坯放入真空烧结炉中，经100℃~200℃保温60min~120min后在200℃~380℃保温120min~180min，再在810℃~880℃保温为60min~90min，冷却至室温出炉得到预烧结搅拌头；S5. 机械加工：按照所需结构形状和大小对预烧结搅拌头进行机械加工；S6. 高温烧结：将S5所得坏料再次放入真空烧结炉中烧结，1370℃~1470℃保温60min~90min，冷却至室温出炉得到本发明搅拌头。