[发明专利]一种非晶合金的摩擦连接方法和块体非晶合金

说明书

本发明涉及非晶合金焊接技术领域，特别是涉及一种非晶合金的摩擦连接方法和块体非晶合金，该摩擦连接方法包括以下步骤，S1、采用至少两个待焊接的非晶合金棒，清洁各个非晶合金棒的表面；S2、将S1处理后的各个非晶合金棒并排放置且使相邻非晶合金棒的侧面相切接合；S3、在气氛环境下，使相邻非晶合金棒之间相对轴向自转，对各个非晶合金棒施加端面径向的压力以使各个非晶合金棒共同挤压一起，对各个非晶合金棒施加超声振动，使各个非晶合金棒与其相邻的非晶合金棒摩擦连接，直至各个非晶合金棒之间成型连接，该非晶合金的摩擦连接方法能使各非晶合金棒在轴向方向上焊接成型块体非晶合金，且该焊接工艺具有容易操作的优点。

技术领域

本发明涉及非晶合金焊接技术领域，特别是涉及一种非晶合金的摩擦连接方法和块体非晶合金。

背景技术

非晶合金因其独特的原子结构及优异的力学性能，在航空航天、3C数码、军事装备、生物医疗等高新技术领域有着重要的潜在应用价值。但非晶合金的形成大块体的能力有限，难以进行大尺寸制备，导致其广泛运用受到严重制约。

近年来，随着先进制造技术的发展，出现了利用非晶合金在其过冷液相区的超塑性变形进行大块非晶合金制备的思路，以取代传统非晶合金成分试错法研究以制备非晶合金的尺寸限制。

摩擦焊接是常用的金属构件或塑料制品的焊接模式，其利用样品接触界面的升温互溶从而形成连接，因此将摩擦焊接用于制造大块非晶合金是有效的途径。例如，专利CN201910479872.3公开了一种非晶合金构件的加工方法，将非晶合金进行摩擦生热加工和快速冷却，得到非晶合金产品，该方法利用非晶合金在过冷液相区粘滞阻力降低的特点对其进行加工；专利CN200910010651.8公开了一种非晶合金与异质金属材料搅拌摩擦连接方法，该方法通过搅拌摩擦焊接的方法在非晶合金过冷液相区进行连接加工，使块状非晶合金与异质金属材料搅拌连接的方法。专利CN200810230192.X公开了一种提高铝-锆基非晶合金搅拌摩擦焊接头强度的方法，该方法根据不同的焊接工艺参数对焊接工具位置进行变换，并相应地调整前进侧材料和焊接工具轴线与焊缝距离，使焊缝两侧材料产生协调流变，从而获得理想的焊缝组织与稳定的接头性能。虽然上述摩擦焊接的方法能实现非晶间、非晶与异种金属间的互连，但是该摩擦焊接的方法仍存在不足之处：常规的摩擦焊接均存在产热不均匀，从而导致连接强度不高，尤其是需要在大幅面上焊接时，常因为大幅面摩擦不均，因而导致无法实现大尺寸非晶合金的焊接。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种非晶合金的摩擦连接方法，该非晶合金的摩擦连接方法能使各非晶合金棒在轴向方向上焊接成型块体非晶合金，且该焊接工艺具有容易操作的优点。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供一种非晶合金的摩擦连接方法，包括以下步骤，

S1、采用至少两个待焊接的非晶合金棒，清洁各个非晶合金棒的表面；

S2、将S1处理后的各个非晶合金棒并排放置且使相邻非晶合金棒的侧面相切接合；

S3、在气氛环境下，使相邻非晶合金棒之间相对轴向自转，对各个非晶合金棒施加端面径向的压力以使各个非晶合金棒共同挤压一起，对各个非晶合金棒施加超声振动，使各个非晶合金棒与其相邻的非晶合金棒摩擦连接，直至各个非晶合金棒之间成型连接。

上述步骤的工作原理：采用非晶合金棒作为起始原料，非晶合金棒之间能在轴向面通过自转来相互摩擦，轴向接触面小从而便于产热均匀，且轴向接触面跨度大从而便于非晶合金棒在轴向方向连接，有效增加连接接触面，而多根非晶合金棒连接在一起则能构成大块非晶合金棒以便于在大块非晶合金棒上加工成型其他制品。