Обработка трением с перемешиванием — это металлургический метод, при котором металлы соединяются за счет повышенного трения, не расплавляя их. Метод обработки трением с перемешиванием начинается с помещения инструмента через кусок металла. После этого инструмент быстро перемещает металл, увеличивая тепло и трение, пока отдельные куски металла в машине не соединятся вместе. Обычно это не вызывает фазового перехода, который обычно необходим для объединения металлов. Наряду с меньшим потреблением энергии это также повышает микротвердость металла, его прочность на растяжение и усталостную прочность.
Чтобы начать процесс перемешивания трением, в смеситель помещают несколько кусков металла. Основной кусок металла, к которому присоединяются другие металлы, имеет стержень, пронизывающий его. Этот стержень металлический, но он не впитывается во время обработки, потому что предназначен только для увеличения трения и облегчения обработки.
Затем стержень начинает работать, перемещая основной кусок металла. Движения становятся более интенсивными с течением времени, вызывая трение между всеми различными кусками металла. Когда при обработке фрикционным перемешиванием создается достаточное трение, все металлы соединяются в один.
Хотя существует множество способов соединения кусков металла, обработка трением с перемешиванием отличается от большинства, поскольку в процессе соединения не происходит фазового перехода. Обычно металл приходится плавить или превращать из твердого состояния в жидкое. В процессе трения интенсивное трение имеет достаточную силу, чтобы заставить металлы соединиться, хотя все они остаются твердыми во время процесса.
Использование обработки трением с перемешиванием имеет много преимуществ. Одним из таких преимуществ является сохранение энергии. Когда металл должен быть расплавлен, это требует огромного количества тепла, что требует много энергии и множества специальных инструментов, предназначенных для удержания невероятно горячего расплавленного металла. Это дорого и может быть очень опасно, если какой-либо из расплавленных металлов выльется и рабочие будут подвергаться его воздействию.
Еще одним преимуществом этого процесса является то, что сам металл часто улучшается намного больше, чем при других металлургических операциях. Например, микротвердость, усталостная прочность и предел прочности при растяжении обычно удваиваются или утраиваются в зависимости от используемых и соединяемых металлов. Использование высокой температуры также может размягчить металл после обработки, что может стать проблемой, если чрезвычайно твердый металл необходим для строительства, лабораторных испытаний или любых других целей.