[实用新型]摩擦搅拌刀具

说明书

技术领域

本实用新型涉及刀具，特别是涉及一种摩擦搅拌刀具。

背景技术

金属拼接的方法有多种，如传统的熔焊、压焊和钎焊。其中，在熔焊技术中，出现了一种摩擦搅拌焊接方法，其通过高速旋转的柱状刀具对工件拼接缝的金属材料进行摩擦和搅拌，同时刀具沿着工件的拼接缝推进，使得拼接缝的金属材料熔化并被搅拌混合在一起，达到拼接的目的。

传统的摩擦搅拌刀具包括刀柄及与刀柄连接的刀头。在工作时，刀柄与电机固定，在电机的作用力下，刀柄带动刀头高速旋转。刀头与工件拼接缝的金属面接触，并与金属材料摩擦产生高温，熔化该处的金属材料，同时对金属材料进行搅拌，使其在冷却后形成固接的连接头。传统的摩擦搅拌刀具的刀头为一个固接在刀柄一端底部的半球体，在摩擦搅拌时，刀头钻入工件和推进时受到的阻力较大，降低了工作效率。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统技术的问题，提供一种提高工作效率的摩擦搅拌刀具。

一种摩擦搅拌刀具，包括刀柄以及与刀柄连接的刀头。刀柄为圆柱体构造，且与所述刀头连接的一端与刀头连接并成型一肩部。刀头为圆台状，刀头较大直径所在端与刀柄连接。刀头较小直径所在端设有圆弧面。刀头较大直径端的直径小于所述刀柄的直径。

在其中一个实施例中，刀头的轴线与母线的延长线交汇所成的夹角大小为10°±0.1°，刀头的上底面的直径大小为4.28mm±0.05mm。

在其中一个实施例中，刀头的外表面设有氮化铝钛涂层。

在其中一个实施例中，刀头的侧面设有螺旋状的凹槽。

在其中一个实施例中，刀柄上设有凸块。

上述摩擦搅拌刀具，圆台构造的刀头在摩擦搅拌推进时，受到工件的阻力较小。同时在刀头直径较小的一端设置圆弧面，使得刀头钻入工件时及平移时更加流畅，从而提高摩擦搅拌的工作效率。

刀头的角度和宽度设计合理，有利于延长刀头的使用寿命。

氮化铝钛涂层能提高刀头的化学稳定性、抗氧化性和抗磨损能力，延长刀头的工作寿命。

螺旋状的凹槽有利于刀头钻入工件，同时提高搅拌的均匀程度。

凸块用于刀柄与外部电机夹持固接。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施方式的摩擦搅拌刀具的结构示意图；

图2为图1所示的刀头的结构示意图；

图3为本实用新型的另一种实施方式的摩擦搅拌刀具的结构示意图。

附图中各标号的含义为：

10-摩擦搅拌刀具，110-刀柄，111-肩部，112-凸块，120-刀头，121-圆弧面，122-凹槽。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，解析本实用新型的优点与精神，藉由以下结合附图与具体实施方式对本实用新型的详述得到进一步的了解。

实施例1

参见附图1，其为本实用新型的一种实施方式的摩擦搅拌刀具10的结构示意图。

该摩擦搅拌刀具10，包括刀柄110以及与刀柄110连接的刀头120，其中，

刀柄110为圆柱体构造，且与刀头120连接的一端与刀头120连接并成型一肩部111。

刀头120为圆台状，刀头120较大直径所在端与刀柄110连接，刀头120较小直径所在端设有圆弧面121，刀头120的较大直径端的直径小于刀柄110的直径。

参见附图2，其为图1所示的刀头120的结构示意图。

该刀头120的轴线与母线的延长线交汇所成的夹角α大小为10°±0.1°，刀头120的上底面的直径D大小为4.28mm±0.05mm。刀头120的角度和宽度设计合理，有利于延长刀头120的使用寿命。

另外，刀头120的外表面设有氮化铝钛涂层。氮化铝钛涂层能提高刀头120的化学稳定性、抗氧化性和抗磨损能力，延长刀头120的工作寿命。相比于普通合金工具钢的刀头，其工作寿命提高3-4倍，降低摩擦搅拌的加工成本，提高经济效益。

该摩擦搅拌刀具10在外部电机的带动下高速旋转，刀头120与工件拼接缝高速摩擦产生高温，熔化拼接缝处的金属材料并对其进行搅拌。刀头120搅拌的同时跟随刀柄110沿着工件的拼接缝推进。工件拼接缝处的金属材料被搅拌混合，冷却后形成固接的焊接缝。当刀头120完全钻入到工件时，刀柄110的肩部111与工件抵接，在焊接完毕后，形成一条宽度与肩部111的宽度相同的焊接缝。