在本文所研究的课题中，对目前铝合金搅拌摩擦加工中广泛应用的搅拌头结构进行改进，搅拌头端部为平面且不设置搅拌针。其加工原理是，搅拌头在高速旋转的同时，向被加工表面均匀进给，接触工件表面后压入工件表面涂层一下一定深度。高速旋转的搅拌头通过加工剪切力和热摩擦产生大量的热量，和搅拌头接触的涂层及铝合金基体表面层的温度迅速升高，使涂层中的粘接相和铝合金基体表面层软化，发生强烈的塑性变形，塑性变形时，涂层中的高速钢组织和铝基体组织会发生相互迁移，在搅拌头压力的作用下，喷涂过程中产生的孔隙被填充，涂层的致密度得到提高。经过强烈塑性变形的金属会发生动态回复和再结晶，形成细小的再结晶组织，同时，在涂层和基体界面上，由于塑性变形会使基体表面Al₂O₃氧化膜破碎，随着再结晶的发生，涂层中的Fe相和铝合金基体之间产生融合，涂层和基体之间会产生元素扩散，导致涂层和基体之间发生固相连接，形成复合表面层。综上所述，在本试验中，通过研究搅拌摩擦加工过程中，搅拌摩擦加工参数对复合表面层的致密度、显微硬度、界面和基体表面层组织、结合强度以及复合表面层表面耐磨性的影响规律，揭示出搅拌摩擦加工强化铝合金表面涂层的机制。当搅拌摩擦加工工艺参数为：搅拌头转速3000r/min，进给速度为15μm/s时，进给量为90μm，分3次加工，获得了组织比较均匀的复合表面层，其组织中检测有Fe₃Al化合物产生。