搅拌摩擦处理(fsp)——一种新型绿色表面强化技术

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1、焊管．第32卷第12期．2009年12月·23·●试验与研究搅拌摩擦处理(FSP)·一种新型绿色表面强化技术张贵锋，韦中新，张军，苏伟，张建勋(1．西安交通大学金属材料强度国家重点实验室焊接研究所，西安710049；2．广西特种设备监督检验院，南宁530022)摘要：搅拌摩擦处理(frictionstirprocessing缩写为FSP)是由美国密苏里大学(UniversityofMissouri)的RSMISHIRA于2000年基于搅拌摩擦焊工艺提出的材料改性与制备新技术。简要概述了搅拌摩擦焊(frictionstirwelding缩写为FSW)的优点及其焊接机理

2、，介绍了FSP的优点与典型应用(包括细化晶粒、消除铸造缺陷与制备表面复合材料)，重点介绍了基于FSP制备耐磨表面复合材料层的技术。强调指出：FSP可同时通过细化晶粒(可达20011121)与嵌入陶瓷颗粒增强相来大幅提高铝、镁的表面硬度；FSP以摩擦热作为热源，用杌加工的方法实现表面强化，是一种新型优质、绿色的固态表面强化技术。关键词：搅拌摩擦焊；搅拌摩擦处理；晶粒细化；表面复合材料制备中图分类号：TG453．9文献标志码：A文章编号：1001—3938(2009)12—0023—09FrictionStirProcess(FSP)·-----——ANewGreenP

3、rocessforEnhancingMetalSurfaceIntensityZHANGGui。feng，WEIZhong—xinIZHANGJun，SUWei，ZHANGJian．xun(1．WeldingResearchInstituteStateKeyLaboratoryforMechanicalBehaviorofMaterials，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049；China；2．GuangxiSpecialEquipmentSupervisionandInspectionInstitute，Nanning530022

4、，China)Abstract：Frictionstirprocess(FSP)wasdevelopedbyR．S．Mishira(UniversityofMissouri，USA)in2000tomodi—fymicrostructureandtofabricateFlewtechnologybasedontheprinciplesoffrictionstirwelding(FSW)．Inthisre—view，thegener~featuresandmechanismsofWweresummarized，andthentheadvantagesandtypica

5、lapplicationsofFSP(includinggrainrefinement，eliminationofcastingdefectsandfabricationofsurfacecomposite)，andfabricationofsHrfacecompositebyFSPwereespeciallyintroduced．ItemphasizedthatthemicrohardnessofsurfacecompositeonA1orMgsubstratecanberemarkablyincreasedbyFSPduetoboththegrainrefine

6、ment(reachedto200nm)andtheincorporationofceramicreinforcementparticulate；FSPisanewtypeofhigh—qualityandgreenprocessforenhancingmetalsurfaceintensityinsolidstateduetOtheuseoffrictionalheating．Keywords：frictionstirwelding；frictionstirprocess；grainrefinement；fabricationofsurfacecomposite0

7、前言火(固态表面强化)、激光表面合金化、激光熔敷处理、表面铸渗或熔渗强化(液态表面强化)表面强化技术分表面涂层技术及表面改性技等J。上述传统方法多采用焦耳能、激光能、化术两大类⋯。已被大面积应用于工业生产的表学能，存在能量利用率低(激光改性)、层／基界面面涂层技术主要有：电镀、热喷涂(机械结合为结合较差且材料利用率略低(热喷涂)、能耗大主)、堆焊(冶金结合)等；表面改性技术有表面淬(液态表面强化所需加热温度高)、对操作者或环·24·焊管2009年12月保有一定不利影响等不足之处。1999年年初，FSW在波音公司开始得到应用。自2000年与2003年l，美国密苏里