[发明专利]一种基于搅拌摩擦连接的结构孔再制造和强化方法

权利要求书

1.一种基于搅拌摩擦连接的结构孔再制造和强化方法，其特征在于它包括以下步骤：

（1）根据结构件的金属材料种类，制作以金属材料为基体，硬质纳米颗粒作为增强相的增强体（3）；增强体（3）的直径与结构孔（4）的直径相同，二者之间的装配关系为过盈配合；增强体（3）的高度与结构孔（4）的高度一样；

（2）将增强体（3）装配到结构孔（4）中，启动搅拌摩擦连接设备，搅拌摩擦连接的起点在结构孔（4）中心位置，使搅拌针按照设定的加工轨迹运行，将增强体（3）与加工区域（5）完全连接在一起，且使增强体（3）中的硬质纳米颗粒均匀分散在加工区域（5）中；所述的加工区域（5）的尺寸应满足：对于结构孔（4）的裂纹修复再制造，要使加工区域（5）完全覆盖裂纹（6）；对于结构孔（4）的强化，要使加工区域（5）的直径不小于结构孔（4）直径的3倍；

（3）待搅拌摩擦连接加工结束后，将搅拌工具（1）的位置回到起点，使搅拌工具（1）的匙孔位置留在结构孔（4）的中心；在结构孔（4）的中心通过机械加工出所需要的孔径大小，完成结构孔裂纹的修复再制造和强化。

2.根据权利要求1所述的基于搅拌摩擦连接的结构孔再制造和强化方法，其特征是所述的增强体（3）采用粉末冶金的方法制作，以有效增加纳米颗粒之间的密实度。

3.根据权利要求1所述的基于搅拌摩擦连接的结构孔再制造和强化方法，其特征是所述的搅拌工具（1）的搅拌针的直径小于结构孔（4）的直径，这样搅拌针留在结构件上的匙孔大小不会影响后续结构孔（4）的加工。

4.根据权利要求1所述的基于搅拌摩擦连接的结构孔再制造和强化方法，其特征是所述的硬质纳米颗粒包括碳化钨、碳化钛、碳化硅、氧化锆、氧化铝、金刚石和碳纳米管粉末。

5.根据权利要求1或4所述的基于搅拌摩擦连接的结构孔再制造和强化方法，其特征是所述的硬质纳米颗粒的添加量根据结构件的使用需求添加。

6.根据权利要求5所述的基于搅拌摩擦连接的结构孔再制造和强化方法，其特征是所述的增强体（3）中的硬质纳米颗粒的体积分数为1-40%。