[發(fā)明專利]一種用于攪拌摩擦制造的攪拌頭及應用其制備水冷通道的方法

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• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111230188A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設計）人: 黃永憲;謝聿銘;孟祥晨;關萌;呂宗亮;萬龍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: B23B51/00
• 分類號: B23B51/00;B23B41/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 鄧宇

1.一種用于攪拌摩擦制造的攪拌頭，其特征在于，該攪拌頭包括上安裝體(1)和下攪拌體(2)，上安裝體(1)和下攪拌體(2)為一體成型結構，所述的上安裝體(1)為圓柱體，圓柱面上設有夾持安裝面(1-1)；所述的下攪拌體(2)包括軸肩(2-1)和攪拌針(2-2)，軸肩(2-1)的上、下端面分別與上安裝體(1)的下端面和攪拌針(2-2)的上端面連接，軸肩(2-1)的下端面為外凸弧狀；攪拌針(2-2)為一體成型結構由上到下依次為左旋螺紋圓臺(2-2-1)、凸臺(2-2-2)和右旋螺紋圓臺(2-2-3)。

2.根據權利要求1所述的一種用于攪拌摩擦制造的攪拌頭，其特征在于，所述的軸肩(2-1)的下端橫截面直徑D為10mm～30mm，軸肩(2-1)的下端面的外凸角度θ₂為0°～20°。

3.根據權利要求2所述的一種用于攪拌摩擦制造的攪拌頭，其特征在于，所述的攪拌針(2-2)與軸肩(2-1)連接處的直徑d₁為軸肩(2-1)下端橫截面直徑D的0.2～0.5倍。

4.根據權利要求3所述的一種用于攪拌摩擦制造的攪拌頭，其特征在于，所述的攪拌針(2-2)的軸向長度為L₁，L₁的取值范圍為3mm～10mm。

5.根據權利要求4所述的一種用于攪拌摩擦制造的攪拌頭，其特征在于，所述的凸臺(2-2-2)直徑d₂為軸肩(2-1)下端橫截面直徑D的0.4～0.8倍，且d₂不小于直徑d₁，凸臺高度L₂為L₁長度的0.2～0.5倍。

6.根據權利要求5所述的一種用于攪拌摩擦制造的攪拌頭，其特征在于，所述的左旋螺紋圓臺(2-2-1)為在圓錐臺的錐面上開設左旋螺紋螺，左旋螺紋螺距為0.3mm～1mm，右旋螺紋圓臺(2-2-3)為在圓錐臺的錐面上開設右旋螺紋螺，右旋螺紋螺距為0.3mm～1mm，且左旋螺紋圓臺(2-2-1)的左旋螺紋螺距與右旋螺紋圓臺(2-2-3)的右旋螺紋螺距相等，左旋螺紋圓臺(2-2-1)和右旋螺紋圓臺(2-2-3)的旋轉軸與母線之間的夾角相同均為θ₁，θ₁的取值范圍為5°～15°。

7.根據權利要求1所述的一種用于攪拌摩擦制造的攪拌頭，其特征在于，所述的攪拌頭材質為熱作模具鋼、高速鋼、硬質合金或陶瓷。

8.一種應用權利要求1所述的攪拌頭制備水冷通道的方法，其特征在于，該方法的具體操作過程為：攪拌頭以50rpm-10000rpm的旋轉速度沿水冷通道入口，從水冷板坯料(3)的側邊進入水冷板坯料(3)，軸肩(2-1)的下端面的邊緣高于水冷板坯料上表面0.05mm～0.3mm，攪拌頭行進速度為50mm/min-3000mm/min，并最終從水冷通道出口處退出水冷板坯料，完成水冷板坯料(3)上的水冷通道(4)的加工。

9.根據權利要求8所述的攪拌頭制備水冷通道的方法，其特征在于，所述的水冷板坯料(3)為通過鑄造、機加工或擠壓成型的方式制備的板材。

10.根據權利要求9所述的攪拌頭制備水冷通道的方法，其特征在于，所述的水冷板坯3料材質為鋁、鋁合金、銅、銅合金、銀或銀合金。