【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于搅拌摩擦沉积增材，具体涉及一种悬空沉积搅拌摩擦增材制造工艺。
技术介绍
1、近些年，具有梯度性能或者交替梯度性能的材料发展迅速，相比于传统单一性能材料具有诸多的优势。它可以在单一结构中实现多种性能的综合，满足复杂工程需求，梯度性能材料还能够实现局部材料适应性，为推动未来材料设计和制造业的发展提供更加创新和高效的工程解决方案。
2、搅拌摩擦沉积增材(additive friction stir deposition，afsd)技术是近年来一种新兴固相增材制造技术。搅拌摩擦沉积增材的原理是增材的过程中通过中空轴肩内的原料棒与基板接触，在轴向力和轴肩的剪切力的作用下，原料棒与基板高速摩擦产生大量的摩擦热，使原料发生塑性软化，在轴肩的平行运动下，原料不断在基板上沉积，最后形成所需的实体构件。搅拌摩擦沉积增材技术在金属增材制造、装备修复、金属涂层都显示出巨大的应用潜力。
3、现有搅拌摩擦沉积增材工艺工具常采用带有突起的搅拌头，增材制造中，搅拌头与待增材区域(或上一层材料)始终接触摩擦搅拌，搅拌头的突起紧贴于基板，搅拌空间与突起的高度紧密相关，增材效率受到限制，增材效率较低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种悬空沉积搅拌摩擦增材制造工艺，以显著提高搅拌摩擦的增材效率、并获得具有单一结构下具有梯度性能的材料或构件。
2、实现本专利技术目的的技术解决方案为：
3、一种悬空沉积搅拌摩擦增材制造工艺，包括：
4、清
5、将搅拌摩擦沉积增材装置的搅拌头移动到距离基板上表面并悬空，搅拌头底部设有突起，突起不与基板接触，增材金属原料的下端面紧贴基板；
6、设置搅拌摩擦沉积增材装置的搅拌头转速以及轴向压力，增材金属原料跟随搅拌摩擦沉积增材装置搅拌头一同旋转，使得增材金属原料端部开始产生热塑性软化；
7、设置增材金属原料的进给速度，使得软化后的增材金属原料开始产生热塑性流动，将搅拌头与待增材区域间的空隙填充完全，通过悬空使得增材层内部形成两层区域：一是始终被搅拌头突起搅拌从而产生塑性变形的搅拌区，二是相比搅拌区塑性变形小的悬空沉积区；
8、按照预先设定好的增材沉积轨迹移动进行增材沉积，从而形成梯度性能材料层。
9、本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：
10、本专利技术通过使带突起的搅拌头与待增材区域悬空放置一定距离，显著提高搅拌摩擦沉积增材的增材效率，增材后的沉积层为性能梯度材料层，可应用于梯度性能材料或构件的制造，也可应用于构件表面的修复。
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1.一种悬空沉积搅拌摩擦增材制造工艺，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的悬空沉积搅拌摩擦增材制造工艺，其特征在于，突起距离基本悬空距离满足：0＜h2＜20h1；其中h2为突起悬空距离，h1为突起高度。
3.根据权利要求1所述的悬空沉积搅拌摩擦增材制造工艺，其特征在于，形成第一道性能梯度材料沉积层后按预定轨迹形成单层梯度性能材料层。
4.根据权利要求2所述的悬空沉积搅拌摩擦增材制造工艺，其特征在于，完成一层梯度性能材料层后，继续将突起再上抬至离待增材区域为h2处，逐层重复叠加完成多层梯度性能材料层或构件。
【技术特征摘要】
1.一种悬空沉积搅拌摩擦增材制造工艺，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的悬空沉积搅拌摩擦增材制造工艺，其特征在于，突起距离基本悬空距离满足：0＜h2＜20h1；其中h2为突起悬空距离，h1为突起高度。
3.根据权利要求1所述的悬空沉积搅拌摩擦增...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵磊，刘呈祥，武明建，王玉柱，吴志林，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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