本发明属于增材制造领域，具体涉及基于增材制造与搅拌摩擦的高强塑镁合金构件及制备方法。
背景技术：
1、镁合金由于具有密度低、比强度高、阻尼减振、生物相容性好、体内可降解等优点，在航空航天、汽车工业、生物医学等领域应用潜力巨大。制造业的发展对低能耗、高效率和高性能的需求越来越高，并且零件结构也逐渐复杂化。但是，传统铸造方式难以制造复杂结构、不规则形状、大型构件，因此需要开发新的成型技术。
2、增材制造(又称3d打印)技术具有无需模具、可自由成形、成形精度高等优点，受到了工业界和商业界的广泛关注，也为成形复杂零部件提供了一种新的途径。冷金属过渡作为电弧熔丝增材制造的一种，具备热输入低、成形效率高和设备要求低等优点，是制备大型零部件的首要选择，在各种金属成型上得到了广泛应用。但是，由于快速凝固导致的高温度梯度和复杂热循环导致生成粗大柱状晶，这会使得晶界强化的作用降低，且晶界处的应力集中会导致成型构件提前断裂，因此导致成型构件性能较低，此外成型构件局部或整体在力学性能上表现出各向异性。因此，如何将粗大柱状晶转变为细小等轴晶、细化晶粒、提高晶界强化作用、减小应力集中有效抑制增材制造材料的提前断裂、局部和整体各向异性和提升构件力学性能和同步提高强塑性是目前亟待解决的技术难题。
技术实现思路
1、为了解决上述技术难题，本发明提供基于增材制造与搅拌摩擦的高强塑镁合金构件，它的制备方法包括如下步骤：
2、(1)用砂纸对镁合金基板表面进行打磨并用无水乙醇进行清洗，然后使用吹风机吹干，去除镁合金基板表面的污渍及氧化层，获得具有干净表面的镁合金基板；
3、(2)将步骤(1)获得的镁合金基板固定在增材制造工作台上，在保护气体下，所述的保护气体流量为12-40l/min，用直径为0.8-4mm的镁合金焊丝在镁合金基板上进行增材制造，所述的增材制造为：将焊枪与基板之间的垂直距离调整为6-22mm，焊枪以循环螺旋摆动方式行进。所述的摆动方式为：摆动半径为3-16mm，在螺旋摆动过程中任意相邻两个螺旋中心之间的间隔距离为3-9mm，焊枪的行进速度为4-20mm/s，焊接电流为100-170a，焊接电压为15-30v，送丝速度为5-25m/min；沉积一层后待沉积层冷却至40-100℃打磨去除杂质层后，按照上述增材制造循环沉积后获得2-10层镁合金增材构件；再经铣平后进行搅拌摩擦处理。所述的搅拌摩擦处理为：使用搅拌摩擦设备在增材构件中间沿沉积方向进行搅拌摩擦加工，其中搅拌摩擦设备中的搅拌头直径为6-14mm，搅拌头深度为4-11mm，搅拌头的转动速度为100-2000转/min，搅拌头的前进速度为10-400mm/min，搅拌头的压下量为0.2-5mm，然后按照前述的增材制造、铣平和搅拌摩擦处理。如此反复循环，最终获得20-100层基于增材制造与搅拌摩擦的高强塑镁合金构件。
4、进一步地，步骤(1)所述的镁合金为az31镁合金或az51镁合金或zk61镁合金中的一种。进一步地，步骤(2)所述的镁合金焊丝为az31镁合金焊丝或az51镁合金焊丝或zk61镁合金焊丝中的一种；所述的保护气体为氩气或氩气和氦气的混合气体或co2和氩气的混合气体；所述的氩气和氦气的体积比为1-5:5-9；co2和氩气的体积比为1-5:95-99。
5、进一步地，步骤(2)所述的用直径为1-3.6mm的镁合金焊丝在镁合金基板上进行增材制造。进一步地，步骤(2)所述的搅拌摩擦设备中的搅拌头直径为7-12mm，搅拌头深度为4.5-10.5mm，搅拌头的转动速度为120-1900转/min，搅拌头的前进速度为20-390mm/min，搅拌头的压下量为0.3-4.9mm。
1.基于增材制造与搅拌摩擦的高强塑镁合金构件，其特征在于，它的制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于增材制造与搅拌摩擦的高强塑镁合金构件，其特征在于，步骤(1)所述的镁合金为az31镁合金或az51镁合金或zk61镁合金中的一种。
3.根据权利要求1所述的基于增材制造与搅拌摩擦的高强塑镁合金构件，其特征在于，步骤(2)所述的镁合金焊丝为az31镁合金焊丝或az51镁合金焊丝或zk61镁合金焊丝中的一种；所述的保护气体为氩气或氩气和氦气的混合气体或co2和氩气的混合气体；所述的氩气和氦气的体积比为1-5:5-9；co2和氩气的体积比为1-5:95-99。
4.根据权利要求1所述的基于增材制造与搅拌摩擦的高强塑镁合金构件，其特征在于，步骤(2)所述的用直径为1-3.6mm的镁合金焊丝在镁合金基板上进行增材制造。
5.根据权利要求1所述的基于增材制造与搅拌摩擦的高强塑镁合金构件，其特征在于，步骤(2)所述的搅拌摩擦设备中的搅拌头直径为7-12mm，搅拌头深度为4.5-10.5mm，搅拌头的转动速度为120-1900转/min，搅拌头的前进速度为20-390mm/min，搅拌头的压下量为0.3-4.9mm。