镁、铝合金铸件缺陷修复方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106392460A(43)申请公布日2017.02.15(21)申请号201610962778.X(22)申请日2016.11.04(71)申请人上海航天精密机械研究所地址201600上海市松江区贵德路1号(72)发明人邹文兵王学远李中权杨学勤李宝辉张旭亮刘立安王林沙卫彪吴晓松(74)专利代理机构上海航天局专利中心31107代理人金家山(51)Int.Cl.B23P6/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称镁、铝合金铸件缺陷修复方法(57)摘要本发明提供一种镁、铝合金铸件缺陷修复方法，包括：根据镁、铝合金的材料特点，设计搅拌针的规格；在缺陷修复前定位铸件缺陷部位，根据铸件结构形式设计背面顶紧工装；根据铸件缺陷面积及分布位置，利用可编程控制设备设定搅拌头行走路线，所述搅拌针随搅拌头在铸件表面下压行走，进行固相修复，所述搅拌针道间距离小于等于φ/2，φ为搅拌针根部直径，所述搅拌头转速与所述搅拌针行走速度比值大于等于10；固相修复完成后填补搅拌针留下的尾部匙孔。本发明提供的镁、铝合金铸件缺陷修复方法，铸件的缺陷修复是在塑形状态下完成的，微观组织不存在内应力，消除了修复重新引入缺陷的问题。CN106392460ACN106392460A权利要求书1/1页1.一种镁、铝合金铸件缺陷修复方法，其特征在于，包括：根据镁、铝合金的材料特点，设计搅拌针的规格；在缺陷修复前利用X-光无损检测设备定位铸件缺陷部位，根据铸件结构形式设计背面顶紧工装；根据铸件缺陷面积及分布位置，利用可编程控制设备设定搅拌头行走路线，所述搅拌针随搅拌头在铸件表面下压行走，进行固相修复，所述搅拌针道间距离小于等于φ/2，φ为搅拌针根部直径，所述搅拌头转速与所述搅拌针行走速度比值大于等于10；固相修复完成后填补搅拌针留下的尾部匙孔。2.如权利要求1所述的镁、铝合金铸件缺陷修复方法，其特征在于，所述搅拌针的长度与搅拌头的轴肩直径的比值为0.2~0.8。3.如权利要求1或2所述的镁、铝合金铸件缺陷修复方法，其特征在于，所述搅拌针的长度比铸件壁厚少1~3mm。4.如权利要求1所述的镁、铝合金铸件缺陷修复方法，其特征在于，所述背面顶紧工装与所述铸件的贴胎度小于等于0.05mm。5.如权利要求1所述的镁、铝合金铸件缺陷修复方法，其特征在于，在进行固相修复时，选择所述搅拌头转速为50~2500rpm，所述搅拌针行走速度为10~500mm/min。6.如权利要求1所述的镁、铝合金铸件缺陷修复方法，其特征在于，在固相修复前，搅拌针压下速度0.5~1mm/s，压下量为铸件表面以下0.1~0.5mm，搅拌头的顶锻力为（δ×1000）N，其中δ为板材厚度。7.如权利要求1所述的镁、铝合金铸件缺陷修复方法，其特征在于，铸件面状缺陷修复完成后采用弧焊方式填补搅拌针留下的尾部匙孔，弧焊过程采用惰性气体保护。8.如权利要求7所述的镁、铝合金铸件缺陷修复方法，其特征在于，填补尾部匙孔时弧焊电流为30~350A，弧焊送丝速度0.5~5m/min。9.如权利要求1所述的镁、铝合金铸件缺陷修复方法，其特征在于，所述搅拌针固定在搅拌头末端。2CN106392460A说明书1/3页镁、铝合金铸件缺陷修复方法[0001]技术领域[0002]本发明涉及铸造设备技术领域，特别涉及一种镁、铝合金铸件缺陷修复方法。[0003]背景技术[0004]镁、铝合金因其低密度、高强度、高刚性的特性被广泛应用于航空、航天工业等领域，其中以铸造镁合金的应用更为广泛。镁、铝合金在铸造过程中极易出现各类铸造缺陷，常见的有疏松、缩孔、气孔、裂纹、冷隔、浇不足、夹渣和偏析等。除了在铸造过程中采取工艺措施和加强过程控制外，对于铸件缺陷的焊补就成了重要的补救措施。钨极氩弧焊是目前广泛使用的铸件缺陷补焊方法，由于铸造镁、铝合金零件补焊过程复杂，熔池内金属凝固过程中极易出现裂纹、气孔、夹渣及疏松等缺陷，该问题已经成为制约镁、铝合金广泛应用的瓶颈。[0005]1991年英国焊接研究所研究发明搅拌摩擦焊工艺。其原理是利用一个用耐高温、耐磨损材料制成的搅拌头高速旋转插入两被焊工件接缝处，搅拌头与刚性固定的工件摩擦产生热量使周围的金属达到塑性软化状态。随着搅拌头的旋转前进，塑性金属在搅拌针搅拌力的作用下发生从前到后的流动，两被焊工件的塑性金属混合在一起重新结晶实现连接。由于在整个过程中，工件只达到塑性软化状态而没有发生熔化，因此搅拌摩擦焊是一种连续的固相连接技术。与传统熔焊方法相比，搅拌摩擦连接过程中不存在熔池，避免了合金液快速凝固导致的裂缝、气孔等缺陷，同时由于固相连接温度较低，热影响区小，结合处力学性能好。[0006]美国密苏里大学于2000年基于