[實用新型]摩擦攪拌刀具

有效

• 申請號: 201420241925.0
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN203830902U
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 葉偉炳
• 申請（專利權）人: 東莞市聞譽實業有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/26
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 譚一兵

技術領域

本實用新型涉及刀具，特別是涉及一種摩擦攪拌刀具。

背景技術

金屬拼接的方法有多種，如傳統的熔焊、壓焊和釬焊。其中，在熔焊技術中，出現了一種摩擦攪拌焊接方法，其通過高速旋轉的柱狀刀具對工件拼接縫的金屬材料進行摩擦和攪拌，同時刀具沿著工件的拼接縫推進，使得拼接縫的金屬材料熔化并被攪拌混合在一起，達到拼接的目的。

傳統的摩擦攪拌刀具包括刀柄及與刀柄連接的刀頭。在工作時，刀柄與電機固定，在電機的作用力下，刀柄帶動刀頭高速旋轉。刀頭與工件拼接縫的金屬面接觸，并與金屬材料摩擦產生高溫，熔化該處的金屬材料，同時對金屬材料進行攪拌，使其在冷卻后形成固接的連接頭。傳統的摩擦攪拌刀具的刀頭為一個固接在刀柄一端底部的半球體，在摩擦攪拌時，刀頭鉆入工件和推進時受到的阻力較大，降低了工作效率。

實用新型內容

基于此，有必要針對傳統技術的問題，提供一種提高工作效率的摩擦攪拌刀具。

一種摩擦攪拌刀具，包括刀柄以及與刀柄連接的刀頭。刀柄為圓柱體構造，且與所述刀頭連接的一端與刀頭連接并成型一肩部。刀頭為圓臺狀，刀頭較大直徑所在端與刀柄連接。刀頭較小直徑所在端設有圓弧面。刀頭較大直徑端的直徑小于所述刀柄的直徑。

在其中一個實施例中，刀頭的軸線與母線的延長線交匯所成的夾角大小為10°±0.1°，刀頭的上底面的直徑大小為4.28mm±0.05mm。

在其中一個實施例中，刀頭的外表面設有氮化鋁鈦涂層。

在其中一個實施例中，刀頭的側面設有螺旋狀的凹槽。

在其中一個實施例中，刀柄上設有凸塊。

上述摩擦攪拌刀具，圓臺構造的刀頭在摩擦攪拌推進時，受到工件的阻力較小。同時在刀頭直徑較小的一端設置圓弧面，使得刀頭鉆入工件時及平移時更加流暢，從而提高摩擦攪拌的工作效率。

刀頭的角度和寬度設計合理，有利于延長刀頭的使用壽命。

氮化鋁鈦涂層能提高刀頭的化學穩定性、抗氧化性和抗磨損能力，延長刀頭的工作壽命。

螺旋狀的凹槽有利于刀頭鉆入工件，同時提高攪拌的均勻程度。

凸塊用于刀柄與外部電機夾持固接。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種實施方式的摩擦攪拌刀具的結構示意圖；

圖2為圖1所示的刀頭的結構示意圖；

圖3為本實用新型的另一種實施方式的摩擦攪拌刀具的結構示意圖。

附圖中各標號的含義為：

10-摩擦攪拌刀具，110-刀柄，111-肩部，112-凸塊，120-刀頭，121-圓弧面，122-凹槽。

具體實施方式

為能進一步了解本實用新型的特征、技術手段以及所達到的具體目的、功能，解析本實用新型的優點與精神，藉由以下結合附圖與具體實施方式對本實用新型的詳述得到進一步的了解。

實施例1

參見附圖1，其為本實用新型的一種實施方式的摩擦攪拌刀具10的結構示意圖。

該摩擦攪拌刀具10，包括刀柄110以及與刀柄110連接的刀頭120，其中，

刀柄110為圓柱體構造，且與刀頭120連接的一端與刀頭120連接并成型一肩部111。

刀頭120為圓臺狀，刀頭120較大直徑所在端與刀柄110連接，刀頭120較小直徑所在端設有圓弧面121，刀頭120的較大直徑端的直徑小于刀柄110的直徑。

參見附圖2，其為圖1所示的刀頭120的結構示意圖。

該刀頭120的軸線與母線的延長線交匯所成的夾角α大小為10°±0.1°，刀頭120的上底面的直徑D大小為4.28mm±0.05mm。刀頭120的角度和寬度設計合理，有利于延長刀頭120的使用壽命。

另外，刀頭120的外表面設有氮化鋁鈦涂層。氮化鋁鈦涂層能提高刀頭120的化學穩定性、抗氧化性和抗磨損能力，延長刀頭120的工作壽命。相比于普通合金工具鋼的刀頭，其工作壽命提高3-4倍，降低摩擦攪拌的加工成本，提高經濟效益。

該摩擦攪拌刀具10在外部電機的帶動下高速旋轉，刀頭120與工件拼接縫高速摩擦產生高溫，熔化拼接縫處的金屬材料并對其進行攪拌。刀頭120攪拌的同時跟隨刀柄110沿著工件的拼接縫推進。工件拼接縫處的金屬材料被攪拌混合，冷卻后形成固接的焊接縫。當刀頭120完全鉆入到工件時，刀柄110的肩部111與工件抵接，在焊接完畢后，形成一條寬度與肩部111的寬度相同的焊接縫。