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申请/专利权人：燕山大学

摘要：本发明涉及搅拌摩擦沉积技术领域，尤其涉及一种厚壁并具有细晶组织的高氮不锈钢管的增材制造方法，包括将基板放置于工作台上，并进行装夹固定，确保在沉积过程中不会移动，选取符合要求的高氮不锈钢棒材，进行筛选和预处理，保证高氮不锈钢棒材质量；设置搅拌头的旋转速度和进给速度，根据材料特性和工艺要求进行调整；将高氮不锈钢棒材送至空芯旋转工具，通过调节施加给高氮不锈钢棒材的压力，调节增材制造过程中的沉积进给速度；启动搅拌头在基板上进行高速旋转和前进，同时送料系统将材料送至搅拌头与基板之间的接缝处。本发明通过增材制造高氮不锈钢管，避免了热裂纹和孔隙率的问题，增材构件的致密度高、残余应力低，增材构件的质量更高。

主权项：1.一种厚壁并具有细晶组织的高氮不锈钢管的增材制造方法，其特征在于，包括：步骤S1,将基板放置于工作台上，并进行装夹固定，确保在沉积过程中不会移动；选取符合要求的高氮不锈钢棒材进行筛选，保证所述高氮不锈钢棒材质量，并建立增材管件的模型；步骤S2,确定搅拌摩擦沉积增材制造的工艺参数初始值，根据所述工艺参数初始值设置空芯旋转工具的转速和移动速度，并以初始工艺参数进行试运行，根据试运行结果反馈调节初始工艺参数；步骤S3,将所述高氮不锈钢棒材送至所述空芯旋转工具，通过调节施加给高氮不锈钢棒材的压力，调节增材制造过程中的沉积进给速度，并判断空心旋转工具对于不锈钢棒材的加热能力能否满足当前增材管件的增材制造需求；步骤S4,启动所述空芯旋转工具，使其在所述基板上进行高速旋转和前进，同时送料系统将所述高氮不锈钢棒材送至空芯旋转工具与基板之间的接缝处，空芯旋转工具在旋转和前进过程中产生摩擦热和剪切塑性变形，促使高氮不锈钢棒材软化并与基板形成冶金连接，从而实现高氮不锈钢棒材的沉积；步骤S5,以初始检测周期获取所述不锈钢棒材在增材过程中的沉积温度，将所述沉积温度与目标沉积温度进行对比分析，在所述沉积温度处于目标沉积温度范围时对沉积温度的变化趋势进行判定；步骤S6,重复步骤S4，所述高氮不锈钢棒材逐层进行沉积，在所述基板上形成多层沉积结构，每层沉积完成后，对增材层表面进行切削加工和打磨处理，以保证增材层表面平整且与下一层界面紧密贴合；所述工艺参数初始值为所述空心旋转工具的初始转速、初始移动速度和对所述不锈钢棒材施加的初始压力。

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