成果简介：
异种金属材料的物理和化学性能不同 ，采用传统的连接技术不能实现铝与钢的可靠连接，其根本原因在于，铝与钢铁材料之间将会形成脆性的金属问化合物，金属间化合物界面层厚度的控制成为连接难题。本发明在连接过程中搅拌针插入到
铝合金侧进行搅拌，搅拌针与钢侧锯齿的齿顶的材料适度摩擦，而轴肩与钢上表面适度的摩擦，产生的摩擦热将提供界面反应的热量，连接过程中产生很少的金属间化合物;在钢侧开锯齿状的槽，开槽的方向与搅拌头回转的方向相吻合，将经搅拌摩擦后的塑态金属挤压到预先开设的锯齿状槽中，在顶锻力和摩擦力的共同作用下，完成异种金属间的界面反应，并且原来的面摩擦变为线摩擦，减小了摩擦面积从而减小了连接工具的磨损;通过增加轴肩面积来增加连接热量的输入，通过特殊形状的连接工具增加塑性金属的流动性。通过以上措施保证了这种异种金属材料的高质量、稳定性的连接。
本发明方法研制的铝钢搅拌摩擦连接方法在在贵重电器行业中针对异种金属焊接有着极其广阔的应用前景，已小批量化生产应用，并取得较好的经济效益。需要进一步研究其批量化生产技术，进一步降低装置生产成本，提高装置的经济性。
应用案例
1.汽车铝钢连接
2.铁路交通异种金属连接
研发背景
工业领域中，异种金属复合结构由于集成了两种材料各自的优点而获得了越来越广泛的应用，特别是铝及铝合金与其它高熔点金属如碳钢、不锈钢、钛合金、铜合金等。铝及铝合金具有轻质、高导热性、高导电性等特点，而钢具有高强度、塑韧性好等特点，由它们组成的复合结构可以有效减轻结构的重量或是实现结构功能一体化。如汽车领域铝板材与镀锌钢板材的复合连接结构、医疗器械领域铝材与不锈钢的连接、热控领域铝材与铜合金的连接、电子领域铝材与铝基
复合材料的连接等。然而采用传统的连接方法，如熔化焊、熔钎焊等连接铝合金与异种金属或金属基复合材料面临了巨大挑战。原因在于，铝与上述材料间将会形成脆性的金属间化合物，金属间化合物界面层的控制成为连接技术难题。因此，对于上述异种材料的复合结构而言，传统的连接手段难以实现高质量与高稳定性的连接。
作用原理
本发明的目的是提供一种铝钢搅拌摩擦连接方法。与现有技术相比：1.本发明在连接过程中搅拌针插入到铝合金侧进行搅拌，搅拌针与钢侧锯齿的齿顶的材料适度摩擦，而轴肩与钢上表面适度的摩擦，产生的摩擦热将提供界面反应的热量，连接过程中产生很少的金属间化合物。 2 .为了增加铝合金与钢界面反应的面积和减少连接工具的磨损，在钢侧开锯齿状的槽，开槽的方向与搅拌头回转的方向相吻合，这样的目的是将经搅拌摩擦后的塑态金属 挤压到预先开设的锯齿状槽中，在顶锻力和摩擦力的共同作用下，完成异种金属间的界面反应，开设锯齿另一目的是由原来的面摩擦变为线摩擦，减小了摩擦面积从而减小了连接工具的磨损。 3.通过增加轴肩面积来增加连接热量的输入，未提高界面反应所需温度。因为界面反应的热量主要由轴肩产生，所以增加搅拌头轴肩面积来增加摩擦面积使得产生更多的热量，特殊形状的连接工具的另一个方面是增加塑性金属的流动性。
市场分析
本发明方法研制的铝钢搅拌摩擦连接方法在在贵重电器行业中针对异种金属焊接有着极其广阔的应用前景，已小批量化生产应用，并取得较好的经济效益。需要进一步研究其批量化生产技术，进一步降低装置生产成本，提高装置的经济性。
声明：
“铝钢搅拌摩擦连接方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
143
编辑：中冶有色技术网
来源：兰州理工大学
分享 0
举报 0
收藏 0
反对 0
点赞 0
中冶有色技术平台
2024年08月16日 ~ 18日 
