一种高熵合金搅拌摩擦增材装置的制作方法

1.本实用新型涉及金属增材技术领域，具体为一种高熵合金搅拌摩擦增材装置。


背景技术：

2.关于搅拌摩擦制造，在恒定或递增压力以及扭矩的作用下，利用搅拌头的搅拌运动在摩擦面及其附近区域产生摩擦热和塑形变形热，使及其附近区域温度上升到接近但一般低于熔点的温度区间，材料的变形抗力降低、塑性提高、界面的氧化膜破碎，在顶锻压力的作用下，伴随材料产生塑性变形及流动，通过界面的分子扩散和再结晶而实现的固态融合加工方法。
3.增材区别于去材制造，传统去材制造指将毛坯去除部分材料后得到所需零件或结构。增材可以简单理解为3d打印技术，现有搅拌摩擦增材技术想进行高熵合金增材制造，必须先制备高熵合金为线材或粉材，再进行摩擦增材，步骤繁琐。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种高熵合金搅拌摩擦增材装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高熵合金搅拌摩擦增材装置，包括搅拌头，所述搅拌头上端设有热沉模组，所述热沉模组一侧设有进料口，所述进料口下端依次垂直设置有冷却液出水口和冷却液进水口，所述热沉模组内腔设有旋转摩擦机构，所述旋转摩擦机构上端设有粉碎机构，所述热沉模组上端设有驱动模组。
6.优选的，所述旋转摩擦机构包含旋转轴，所述旋转轴上设有多个旋转叶片，所述旋转轴上端两侧还设有收集口工装。
7.优选的，所述粉碎机构包含砂轮片，所述粉碎机构两侧还设有固定块，所述粉碎机构与所述旋转摩擦机构转动连接。
8.优选的，所述搅拌头与所述旋转摩擦机构转动连接。
9.优选的，所述驱动模组内设有步进电机，所述步进电机输出端与所述粉碎机构相连接。
10.优选的，所述旋转摩擦机构与所述冷却液出水口和所述冷却液进水口均贯穿连接。
11.有益效果
12.本实用新型所设计的高熵合金搅拌摩擦增材装置，具体来说，是通过搅拌摩擦焊的方法，先将高熵合金原金属线材粉碎，将金属粉材通过搅拌摩擦产热融合，并以低于熔点的温度层层结合，通过此装置实现高熵合金增材工艺，此装置将此两个过程合并成一个过程，即输入材料为高熵合金各个金属母材，输出增材为高熵合金，极大程度提升了高熵合金的增材效率，并且可以快速调整不同配比，加快新高熵合金材料的实验进度。
附图说明
13.图1为本实用新型的整体结构示意图。
14.附图标记
[0015]1‑
搅拌头，2
‑
冷却液进水口，3
‑
冷却液出水口，4
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进料口，5
‑
驱动模组，6
‑
粉碎机构，7
‑
收集口工装，8
‑
旋转轴，9
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热沉模组，10
‑
旋转摩擦机构，11
‑
旋转叶片，12
‑
固定块。
具体实施方式
[0016]
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0017]
实施例
[0018]
如图1所示，一种高熵合金搅拌摩擦增材装置，包括搅拌头1，搅拌头1上端设有热沉模组9，热沉模组9一侧设有进料口4，进料口4下端依次垂直设置有冷却液出水口3和冷却液进水口2，热沉模组9内腔设有旋转摩擦机构10，旋转摩擦机构10上端设有粉碎机构6，热沉模组9上端设有驱动模组5。
[0019]
其中，旋转摩擦机构10包含旋转轴8，旋转轴8上设有多个旋转叶片11，旋转轴8上端两侧还设有收集口工装7。
[0020]
其中，粉碎机构6包含砂轮片，粉碎机构6两侧还设有固定块12，粉碎机构6与旋转摩擦机构10转动连接。
[0021]
其中，搅拌头1与旋转摩擦机构10转动连接。
[0022]
其中，驱动模组5内设有步进电机，步进电机输出端与粉碎机构6相连接。
[0023]
其中，旋转摩擦机构10与冷却液出水口3和冷却液进水口2均贯穿连接。
[0024]
设备电机启动后，整体垂直压力驱动和进给驱动送料机构将不同粗细的纯金属丝材送入进料口，进料速率可根据纯金属丝材粗细不同进行调整，进料后到达粉碎机构，纯金属丝材粉碎后得到薄片状的片材，粉碎后的纯金属片材再流入旋转摩擦机构进行搅拌摩擦，得到融合软化后的金属基材，融合软化后的金属基材由搅拌头开口处流向基板进一步摩擦和搅拌，随后进行冷却处理，冷却再结晶后的金属基材通过层层堆积累加后，完成高熵合金搅拌摩擦增材制造。
[0025]
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型性的保护范围之内的实用新型内容。


技术特征：
1.一种高熵合金搅拌摩擦增材装置，包括搅拌头(1)，其特征在于：所述搅拌头(1)上端设有热沉模组(9)，所述热沉模组(9)一侧设有进料口(4)，所述进料口(4)下端依次垂直设置有冷却液出水口(3)和冷却液进水口(2)，所述热沉模组(9)内腔设有旋转摩擦机构(10)，所述旋转摩擦机构(10)上端设有粉碎机构(6)，所述热沉模组(9)上端设有驱动模组(5)。2.根据权利要求1所述的高熵合金搅拌摩擦增材装置，其特征在于：所述旋转摩擦机构(10)包含旋转轴(8)，所述旋转轴(8)上设有多个旋转叶片(11)，所述旋转轴(8)上端两侧还设有收集口工装(7)。3.根据权利要求1所述的高熵合金搅拌摩擦增材装置，其特征在于：所述粉碎机构(6)包含砂轮片，所述粉碎机构(6)两侧还设有固定块(12)，所述粉碎机构(6)与所述旋转摩擦机构(10)转动连接。4.根据权利要求1所述的高熵合金搅拌摩擦增材装置，其特征在于：所述搅拌头(1)与所述旋转摩擦机构(10)转动连接。5.根据权利要求1所述的高熵合金搅拌摩擦增材装置，其特征在于：所述驱动模组(5)内设有步进电机，所述步进电机输出端与所述粉碎机构(6)相连接。6.根据权利要求1所述的高熵合金搅拌摩擦增材装置，其特征在于：所述旋转摩擦机构(10)与所述冷却液出水口(3)和所述冷却液进水口(2)均贯穿连接。

技术总结
本实用新型公开一种高熵合金搅拌摩擦增材装置，包括搅拌头，搅拌头上端设有热沉模组，热沉模组一侧设有进料口，进料口下端依次垂直设置有冷却液出水口和冷却液进水口，热沉模组内腔设有旋转摩擦机构，旋转摩擦机构上端设有粉碎机构，热沉模组上端设有驱动模组，本实用新型将不同粗细的纯金属丝材送入进料口，通过砂轮快速转动粉碎后得到薄片状的片材，再经过摩擦旋转机构热融合后再冷却处理，凝固后层层堆叠完成高熵合金增材制造，通过此装置将高熵合金制备和搅拌摩擦增材结合在一起，两个过程合并成一个过程，极大程度提升了高熵合金的增材效率，并且可以快速调整不同配比，加快新高熵合金材料的实验进度。熵合金材料的实验进度。熵合金材料的实验进度。


技术研发人员：尹伊 高阳 徐方达 于明 于楠 安亚通 龚海 王俊博
受保护的技术使用者：浙江大学湖州研究院
技术研发日：2021.07.12
技术公布日：2021/12/14