CN110576255A - 搅拌摩擦焊搅拌头及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种搅拌摩擦焊搅拌头及其制备方法，搅拌摩擦焊搅拌头按质量百分比包括如下原料：钨粉55～85％，铼粉5～15％，碳化锆和/或碳化铪粉末10～30％。搅拌摩擦焊搅拌头的制备方法包括如下步骤：A、基体合金粉末制备：B、压制成形：对所述步骤A后得到的所述基体合金粉末进行压制成形处理，得到成形坯；C、高温烧结：对所述步骤B得到的所述成形坯进行烧结，得到烧结坯料；D、热等静压处理。本发明通过在钨基体中引入铼、碳化锆和/或碳化铪等元素，可以显著提高塑性和可加工性能，碳化锆和/或碳化铪弥散分布于钨基体中，起到细晶强化的作用，同时界面结合处可以形成W‑C化学键，使得增强效果进一步得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术领域，特别涉及一种搅拌摩擦焊搅拌头及其制备方法。
背景技术
搅拌摩擦焊技术(FSW：Friction Stir Welding)作为一种新型的材料连接技术，具有焊缝质量一致性好、焊缝强度高、焊缝区残余应力和残余变形小等优点，已在航空航天、车辆、造船等行业得到广泛应用。搅拌头作为搅拌摩擦焊的“心脏”是搅拌摩擦焊技术的关键，它的好坏决定了搅拌摩擦焊接头的性能、待焊材料的种类、待焊材料的板厚范围，而且还决定着搅拌摩擦焊的生产成本。在搅拌摩擦焊接过程中，搅拌头要旋转着插入被焊材料的结合界面处，旋转的搅拌头与工件之间的摩擦热使搅拌头前面的材料发生强烈塑性变形。轴肩一方面可以和工件表面相互摩擦产生摩擦热，另一方面可以防止搅拌头在高速旋转时塑化的材料从焊缝区喷射出去，同时可以起到清除表面氧化膜的作用。在焊接过程中，随着搅拌头的移动，高度塑性变形的材料流向搅拌头的背后，搅拌头后方的材料冷却后就形成固态焊缝。在整个焊接过程中，搅拌头都处于非常恶劣的工作环境中，因此，搅拌头需要具有优异的高温力学性能，尤其是高温耐磨损性能。
在焊接铝、镁、铅等低熔点材料时，搅拌头采用工具钢即可。对于钢、铜、钛等高熔点材料来讲，焊接时最高温度在1000℃以上，能满足使用要求的搅拌头材料往往是难熔金属合金或者结构陶瓷。
在高熔点材料搅拌摩擦焊搅拌头选材方面，美国的Megastir公司采用多晶立方氮化硼(PCBN)作为搅拌头材料，针对不同高熔点材料设计了相应品级的PCBN搅拌头并申请了专利。该材料属于超硬材料，以立方氮化硼作为基体，采用粘结剂作为第二相在高温高压下烧结而成，通过调整基体和第二相的比例获得不同品级搅拌头以满足不同需求。目前已有不少研究机构选用PCBN作为高熔点材料搅拌摩擦焊用搅拌头材料，但由于目前冶金技术的限制，只能制出厚度较小的坯料，加工和设计难度较大。
日立公司和日本东北大学合作，针对铁合金、钛合金以及锆合金等开发了Co-Al-W合金搅拌头材料。该材料铸造性和可加工性良好，高温强度和耐磨损磨耗性能优异，以钴基合金为基体，Co3(Al，W)金属间化合物为第二相，通过调整基体和第二相的比例可获得不同性能要求的搅拌头。但该材料制备工艺复杂，而且不能满足长时间工作寿命的要求。
专利CN108677705A《一种搅拌摩擦焊搅拌头材料以及搅拌头的制备方法》通过在钨粉中添加一定比例的碳化钛或者碳化锆制得的合金粉末，采用热压烧结技术制备搅拌头材料。该方法虽然制备工序简单，但生产效率太低，不适于工业化生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种搅拌摩擦焊搅拌头及其制备方法。通过该制备方法制备的搅拌摩擦焊搅拌头具有优异的高温强度和耐磨性能，使用寿命长，生产工艺简单，成品率高，适合工业化生产制造。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种搅拌摩擦焊搅拌头，所述搅拌头按质量百分比包括如下原料：钨粉55～85％，铼粉5～15％，碳化锆和/或碳化铪粉末10～30％。
进一步地，在上述的搅拌头中，按质量百分比，钨粉55～67％，铼粉5～15％，碳化锆和/或碳化铪粉末28～30％。
另一方面，还提供一种搅拌摩擦焊搅拌头的制备方法，包括如下步骤：
A、基体合金粉末制备：
准备原料，所述原料包括钨粉、铼粉、碳化锆和/或碳化铪粉末，对所述原料进行混料，混料完成后得到所述基体合金粉末；
B、压制成形：
对所述步骤A后得到的所述基体合金粉末进行压制成形处理，得到成形坯；
C、高温烧结：
对所述步骤B得到的所述成形坯进行烧结，得到烧结坯料；
D、热等静压处理
对所述步骤C得到的烧结坯料进行热等静压处理，使所述烧结坯料进一步致密化。
优选地，在所述步骤A中，
按质量百分比，所述原料中包括：钨粉55～85％，铼粉5～15％，碳化锆和/或碳化铪粉末10～30％。
进一步地，在上述的制备方法中，在所述步骤A中，所述钨粉和所述铼粉的费氏粒度均为2.0～5.0μm，所述碳化锆和/或碳化铪粉末的粒度为-150～-400目。
进一步地，在上述的制备方法中，在所述步骤A中，所述钨粉、所述铼粉和所述碳化锆和/或碳化铪粉末的纯度均大于99.5％。
进一步地，在上述的制备方法中，在所述步骤A中，利用混料机对所述原料进行混料，所述混料机为三维或者双运动混料机，混料时间为3～10h。
进一步地，在上述的制备方法中，在所述步骤B中，所述压制成形处理的成形压力为100～220MPa、保压时间为5～20s；优选地，所述成型坯的相对密度为55～65％。
进一步地，在上述的制备方法中，在所述步骤D之后还包括有步骤E、机械加工：对所述步骤D得到的烧结坯料进行机械加工，得到所述搅拌摩擦焊搅拌头。
进一步地，在上述的制备方法中，在所述步骤C中，烧结温度为2200～2400℃、保温时间为3～6h；优选地，利用氢气气氛保护中频感应/电阻烧结炉对所述成形坯进行烧结；优选地，所述烧结坯的相对密度≥90％。
进一步地，在上述的制备方法中，在所述步骤D中，利用热等静压炉对所述烧结坯料进行热等静压处理，所述热等静压炉的温度为1600～2000℃、压力为100～200MPa、保压时间为2～6h。
分析可知，本发明公开一种搅拌摩擦焊搅拌头及其制备方法，本发明通过在钨基体中引入铼、碳化锆和/或碳化铪等元素，引入的铼、碳化锆和/或碳化铪等元素具有与钨相近的熔点和热膨胀系数，其中铼弥散分布于钨基体中，“铼效应”明显，可以显著提高塑性和可加工性能，碳化锆和/或碳化铪弥散分布于钨基体中，可以阻碍钨晶粒的长大，起到细晶强化的作用，同时界面结合处可以形成W-C化学键，使得增强效果进一步得到提高，并通过后续的热等静压处理，使材料的致密性及硬度等综合性能得到进一步提升，更有利于提高搅拌头的使用寿命。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
图1为本发明实施例1得到的搅拌摩擦焊搅拌头的金相显微照片。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
根据本发明的实施例，提供了一种搅拌摩擦焊搅拌头，按质量百分比包括如下原料：钨粉55～85％，铼粉5～15％，碳化锆和/或碳化铪粉末10～30％；
其中，在碳化锆和/或碳化铪粉末中，碳化锆粉末可以占整个碳化锆和/或碳化铪粉末的0～100％、碳化铪粉末可以占整个碳化锆和/或碳化铪粉末的0～100％。
优选地，按质量百分比，钨粉55～67％，铼粉5～15％，碳化锆和/或碳化铪粉末28～30％。适量的碳化锆和/或碳化铪与铼粉配合可以进一步提升搅拌头的高温耐磨损性能。
碳化锆和碳化铪可以任何比例使用，碳化铪的效果更好一些。
本发明提供的通搅拌摩擦焊搅拌头通过在钨基体中引入铼、碳化锆和/或碳化铪等元素，引入的铼、碳化锆和/或碳化铪等元素具有与钨相近的熔点和热膨胀系数，其中铼弥散分布于钨基体中，“铼效应”明显，可以显著提高塑性和可加工性能，碳化锆和/或碳化铪弥散分布于钨基体中，既可以阻碍钨晶粒的长大，起到细晶强化的作用，同时界面结合处可以形成W-C化学键，使得增强效果进一步得到提高，大大降低了搅拌头在高温状态下的磨损率。
根据本发明的实施例，提供了一种搅拌摩擦焊搅拌头的制备方法，包括如下步骤：
A、基体合金粉末制备：
准备原料，按质量百分比，原料中包括：钨粉55～85％，铼粉5～15％，碳化锆和/或碳化铪粉末10～30％，钨粉和铼粉的费氏粒度均为2.0～5.0μm，碳化锆和/或碳化铪粉末的粒度为-150～-400目，钨粉、铼粉和碳化锆和/或碳化铪粉末的纯度均大于99.5％，利用混料机对原料进行混料，混料机为三维或者双运动混料机，混料时间为3～10h，混料完成后得到基体合金粉末。优选地，按质量百分比，原料中包括：钨粉55～67％，铼粉5～15％，碳化锆和/或碳化铪粉末28～30％。适量的碳化锆和/或碳化铪与铼粉配合可以进一步提升搅拌头的高温耐磨损性能。
本申请中增加铼可以进一步提高材料的塑性加工性能。虽然铼增加后成本也有相应增加，但是铼提高材料的塑性加工性能，还能通过添加一定的铼保证搅拌头的回收再利用，总体的成本是降低的。铼能极大改变材料的加工性能，对于添加了一定铼含量的搅拌头经过使用后，去除磨损的位置，还可以继续加工使用。
选用费氏粒度2.0～5.0μm钨粉和铼粉，烧结后更容易致密，获得较高的致密度。
混料时间为3～10h能够保证将所有原料充分混合均匀。
B、压制成形：
将步骤A后得到的基体合金粉末装入模具的型腔内进行压制成形处理，即冷等静压处理，得到成形坯。压制成形处理的成形压力为100～220MPa(比如110MPa、120MPa、130MPa、140MPa、150MPa、160MPa、170MPa、180MPa、190MPa、200MPa、210MPa)、保压时间为5～20s(比如5s、6s、7s、8s、9s、10s、11s、12s、13s、14s、15s、16s、17s、18s、19s)；优选地，成型坯的相对密度为55～65％(比如56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％)。
C、高温烧结：
利用氢气气氛保护中频感应/电阻烧结炉设备对步骤B得到的成形坯进行烧结，烧结温度为2200～2400℃(比如2220℃、2240℃、2260℃、2280℃、2300℃、2320℃、2340℃、2360℃、2380℃)、保温时间为3～6h(比如3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h)，高温烧结完成后得到烧结坯料。优选地，烧结坯的相对密度≥90％。
D、热等静压处理
利用热等静压炉对步骤C得到的烧结坯料进行热等静压处理，使烧结坯料进一步致密化。热等静压炉的温度为1600～2000℃(比如1650℃、1700℃、1750℃、1800℃、1850℃、1900℃、1950℃)、压力为100～200MPa(比如110MPa、120MPa、130MPa、140MPa、150MPa、160MPa、170MPa、180MPa、190MPa)、保压时间为2～6h(比如2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h)。
热等静压处理时的全方位压力相同，材料性能均匀，而且每炉次处理的量远多于热压烧结。并且热压烧结是上下单向加压，材料密度的均匀性及性能的均匀性不及热等静压。在生产效率和材料均质性上，热等静压均高于热压烧结。
并通过后续的热等静压处理，使材料的致密性及硬度等综合性能得到进一步提升，更有利于提高搅拌头的使用寿命。
E、机械加工：
对步骤D得到的烧结坯料按照图纸要求进行机械加工，得到搅拌摩擦焊搅拌头。
本发明通过在钨基体中引入铼、碳化锆和/或碳化铪等元素，引入的铼、碳化锆和/或碳化铪等元素具有与钨相近的熔点和热膨胀系数，其中铼弥散分布于钨基体中，“铼效应”明显，可以显著提高塑性和可加工性能，碳化锆和/或碳化铪弥散分布于钨基体中，既可以阻碍钨晶粒的长大，起到细晶强化的作用，同时界面结合处可以形成W-C化学键，使得增强效果进一步得到提高，大大降低了搅拌头在高温状态下的磨损率。
现有技术中采用热压烧结制作搅拌摩擦焊搅拌头，每炉次只能热压一件(或增大模具，但数量有限)，效率低下；而采用本申请一次可以大批量工业化生产搅拌摩擦焊搅拌头，生产效率大大提高，适于工业化生产。
实施例1
包括如下步骤：
A、基体合金粉末制备：
准备原料，按质量百分比，原料中包括：钨粉70％、铼粉10％、碳化锆粉末20％，钨粉和铼粉的费氏粒度均为3.0μm，碳化锆粉末的粒度为-300目，钨粉、铼粉和碳化锆粉末的纯度均大于99.5％，利用三维混料机对原料进行混料，混料时间为4h，混料完成后得到基体合金粉末。
B、压制成形：
将步骤A后得到的基体合金粉末装入模具的型腔内进行压制成形处理，得到成形坯。压制成形处理的成形压力为150MPa、保压时间为5s；
C、高温烧结：
利用氢气气氛保护中频感应/电阻烧结炉设备对步骤B得到的成形坯进行烧结，烧结温度为2350℃、保温时间为4h，高温烧结完成后得到烧结坯料，烧结坯料的相对密度为95％以上。
D、热等静压处理
利用热等静压炉对步骤C得到的烧结坯料进行热等静压处理，使烧结坯料进一步致密化，达到相对密度的99％以上。热等静压炉的温度为1600℃、压力为200MPa、保压时间为4h。
E、机械加工：
对步骤D得到的烧结坯料按照图纸要求进行机械加工，得到搅拌摩擦焊搅拌头。
实施例1得到的搅拌摩擦焊搅拌头的金相显微照片如图1所示，从照片中可以看出，晶粒细小且均匀，铼元素及碳化锆均匀分布到钨基体中。
实施例2
A、基体合金粉末制备：
准备原料，按质量百分比，原料中包括：钨粉65％、铼粉5％、碳化铪粉末30％，钨粉和铼粉的费氏粒度均为2.5μm，碳化铪粉末的粒度为-200目，钨粉、铼粉和碳化铪粉末的纯度均大于99.5％，利用双运动混料机对原料进行混料，混料时间为6h，混料完成后得到基体合金粉末。
B、压制成形：
将步骤A后得到的基体合金粉末装入模具的型腔内进行压制成形处理，得到成形坯。压制成形处理的成形压力为200MPa、保压时间为10s；
C、高温烧结：
利用氢气气氛保护中频感应/电阻烧结炉设备对步骤B得到的成形坯进行烧结，烧结温度为2300℃、保温时间为6h，高温烧结完成后得到相对密度95％以上的烧结坯料。
D、热等静压处理
利用热等静压炉对步骤C得到的烧结坯料进行热等静压处理，使烧结坯料进一步致密化，达到相对密度的99％以上。热等静压炉的温度为1800℃、压力为160MPa、保压时间为6h。
E、机械加工：
对步骤D得到的烧结坯料按照图纸要求进行机械加工，得到搅拌摩擦焊搅拌头。
实施例3
包括如下步骤：
A、基体合金粉末制备：
准备原料，按质量百分比，原料中包括：钨粉55％、铼粉15％、碳化锆粉末30％，钨粉和铼粉的费氏粒度均为4.0μm，碳化锆粉末的粒度为-400目，钨粉、铼粉和碳化锆和/或碳化铪粉末的纯度均大于99.5％，利用双运动混料机对原料进行混料，混料时间为3h，混料完成后得到基体合金粉末。
B、压制成形：
将步骤A后得到的基体合金粉末装入模具的型腔内进行压制成形处理，得到成形坯。压制成形处理的成形压力为100MPa、保压时间为20s。
C、高温烧结：
利用氢气气氛保护中频感应/电阻烧结炉设备对步骤B得到的成形坯进行烧结，烧结温度为2400℃、保温时间为3h，高温烧结完成后得到相对密度95％以上的烧结坯料。
D、热等静压处理
利用热等静压炉对步骤C得到的烧结坯料进行热等静压处理，使烧结坯料进一步致密化，达到相对密度的99％以上。热等静压炉的温度为1800℃、压力为180MPa、保压时间为5h。
E、机械加工：
对步骤D得到的烧结坯料按照图纸要求进行机械加工，得到搅拌摩擦焊搅拌头。
实施例4
包括如下步骤：
A、基体合金粉末制备：
准备原料，按质量百分比，原料中包括：钨粉75％、铼粉10％、碳化铪粉末15％，钨粉和铼粉的费氏粒度均为5.0μm，碳化铪粉末的粒度为-300目，钨粉、铼粉和碳化铪粉末的纯度均大于99.5％，利用三维混料机对原料进行混料，混料时间为10h，混料完成后得到基体合金粉末。
B、压制成形：
将步骤A后得到的基体合金粉末装入模具的型腔内进行压制成形处理，得到成形坯。压制成形处理的成形压力为150MPa、保压时间为15s。
C、高温烧结：
利用氢气气氛保护中频感应/电阻烧结炉设备对步骤B得到的成形坯进行烧结，烧结温度为2200℃、保温时间为6h，高温烧结完成后得到相对密度95％以上的烧结坯料。
D、热等静压处理
利用热等静压炉对步骤C得到的烧结坯料进行热等静压处理，使烧结坯料进一步致密化，达到相对密度的99％以上。热等静压炉的温度为2000℃、压力为200MPa、保压时间为3h。
E、机械加工：
对步骤D得到的烧结坯料按照图纸要求进行机械加工，得到搅拌摩擦焊搅拌头。
实施例5
包括如下步骤：
A、基体合金粉末制备：
准备原料，按质量百分比，原料中包括：钨粉75％、铼粉5％、碳化锆粉末20％，钨粉和铼粉的费氏粒度均为3.5μm，碳化锆粉末的粒度为-150目，钨粉、铼粉和碳化锆粉末的纯度均大于99.5％，利用三维混料机对原料进行混料，混料时间为7h，混料完成后得到基体合金粉末。
B、压制成形：
将步骤A后得到的基体合金粉末装入模具的型腔内进行压制成形处理，得到成形坯。压制成形处理的成形压力为200MPa、保压时间为5s。
C、高温烧结：
利用氢气气氛保护中频感应/电阻烧结炉设备对步骤B得到的成形坯进行烧结，烧结温度为2250℃、保温时间为6h，高温烧结完成后得到相对密度95％以上的烧结坯料。
D、热等静压处理
利用热等静压炉对步骤C得到的烧结坯料进行热等静压处理，使烧结坯料进一步致密化，达到相对密度的99％以上。热等静压炉的温度为1900℃、压力为200MPa、保压时间为6h。
E、机械加工：
对步骤D得到的烧结坯料按照图纸要求进行机械加工，得到搅拌摩擦焊搅拌头。
实施例6
除原料配比不同以外，其他工艺与实施例3相同，按质量百分比，本实施例的原料中包括：钨粉59％、铼粉13％、碳化锆粉末28％。
实施例7
除原料配比不同以外，其他工艺与实施例3相同，按质量百分比，本实施例的原料中包括：钨粉63％、铼粉7％、碳化锆粉末30％。
实施例8
除原料配比不同以外，其他工艺与实施例2相同，按质量百分比，本实施例的原料中包括：钨粉63％、铼粉7％、碳化铪粉末20％、碳化锆粉末10％。
对上述实施例1-5中得到的搅拌摩擦焊搅拌头进行高温摩擦磨损试验，高温摩擦磨损试验的参数为：试验温度600℃、试验载荷600N、线速度0.16m/s、保护气氛Ar，滑移行程1mm、频率30Hz、时间30min。高温磨损率测试结果见表1(对照试样材质为TC4钛合金)。
表1高温磨损率测试结果(对照试样材质为TC4钛合金)
| 试样编号 | 原始质量(g) | 磨损后质量(g) | 磨损率 |
| 实施例1 | 30.39862 | 30.39832 | 0.0010％ |
| 实施例2 | 30.22371 | 30.22353 | 0.0006％ |
| 实施例3 | 31.08513 | 31.08501 | 0.0004％ |
| 实施例4 | 31.10717 | 31.10692 | 0.0008％ |
| 实施例5 | 31.23034 | 31.22997 | 0.0012％ |
| 实施例6 | 29.93836 | 29.93821 | 0.0005％ |
| 实施例7 | 30.76853 | 30.76841 | 0.0004％ |
| 实施例8 | 30.04677 | 30.04665 | 0.0004％ |
| 对照试样 | 6.96761 | 6.95435 | 0.19％ |
图1为本发明一实施例原料的金相显微照片，从图1可以看出，本发明实施例制得搅拌摩擦焊搅拌头其晶粒尺寸都在30μm以内，晶粒细小且分布均匀。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
一种搅拌摩擦焊搅拌头及其制备方法，该搅拌摩擦焊搅拌头以钨粉、铼粉和碳化锆和/或碳化铪粉末为原料，通过基体合金粉末制备、压制成形、高温烧结、热等静压处理和机械加工等步骤制备搅拌摩擦焊搅拌头，通过本发明制备的搅拌头具有优异的高温强度和耐磨性能，使用寿命长，生产工艺简单，成品率高，适合工业化生产制造，特别适用于钛合金、高强度钢等材料搅拌摩擦焊接用。
本发明将铼、碳化锆和/或碳化铪等元素引入到钨基体中，引入的元素具有与钨相近的熔点和热膨胀系数，其中铼弥散分布于钨基体中，“铼效应”明显(铼效应指铼能够同时提高钨和钼的强度和塑性的现象，添加少量(3％～5％)的铼能够使钨的再结晶起始温度升高300℃～500℃)，可以显著提高塑性和可加工性能，碳化锆和/或碳化铪弥散分布于钨基体中，可以阻碍钨晶粒的长大，起到细晶强化的作用，同时界面结合处可以形成W-C化学键，使得增强效果进一步得到提高。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种搅拌摩擦焊搅拌头，其特征在于，所述搅拌头按质量百分比包括如下原料：钨粉55～85％，铼粉5～15％，碳化锆和/或碳化铪粉末10～30％。
2.根据权利要求1所述的搅拌头，其特征在于，按质量百分比，钨粉55～67％，铼粉5～15％，碳化锆和/或碳化铪粉末28～30％。
3.一种搅拌摩擦焊搅拌头的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、基体合金粉末制备：
准备原料，所述原料包括钨粉、铼粉、碳化锆和/或碳化铪粉末，对所述原料进行混料，混料完成后得到所述基体合金粉末；
B、压制成形：
对所述步骤A后得到的所述基体合金粉末进行压制成形处理，得到成形坯；
C、高温烧结：
对所述步骤B得到的所述成形坯进行烧结，得到烧结坯料；
D、热等静压处理
对所述步骤C得到的烧结坯料进行热等静压处理，使所述烧结坯料进一步致密化；
优选地，在所述步骤A中，
按质量百分比，所述原料中包括：钨粉55～85％，铼粉5～15％，碳化锆和/或碳化铪粉末10～30％。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤A中，
所述钨粉和所述铼粉的费氏粒度均为2.0～5.0μm，所述碳化锆和/或碳化铪粉末的粒度为-150～-400目。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤A中，
所述钨粉、所述铼粉和所述碳化锆和/或碳化铪粉末的纯度均大于99.5％。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤A中，
利用混料机对所述原料进行混料，所述混料机为三维或者双运动混料机，混料时间为3～10h。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤B中，
所述压制成形处理的成形压力为100～220MPa、保压时间为5～20s；
优选地，所述成型坯的相对密度为55～65％。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤D之后还包括有步骤E、机械加工：
对所述步骤D得到的烧结坯料进行机械加工，得到所述搅拌摩擦焊搅拌头。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤C中，
烧结温度为2200～2400℃、保温时间为3～6h；
优选地，利用氢气气氛保护中频感应/电阻烧结炉对所述成形坯进行烧结；
优选地，所述烧结坯的相对密度≥90％。
10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤D中，
利用热等静压炉对所述烧结坯料进行热等静压处理，所述热等静压炉的温度为1600～2000℃、压力为100～200MPa、保压时间为2～6h。
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