專利名稱：組合立方氮化硼摩擦攪拌焊接攪拌頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及摩擦攪拌焊技術領域，是一種組合立方氮化硼摩擦攪拌焊 接攪拌頭。
背景技術：
1991年英國焊接研究所發(fā)明了一種新型固態(tài)連接技術，其特點是，在摩擦 焊接機的主軸上安裝一個高速旋轉的摩擦攪拌焊接的旋轉工具(亦稱摩擦攪拌 頭，它由凸針柱體和軸肩構成)，由于摩擦攪拌頭與焊接焊縫金屬合金的高速 摩擦而發(fā)熱，致使焊縫附近金屬合金材料高溫軟化，攪拌頭代動處于熱塑性流 變的縫焊合金材料被攪拌，隨著攪拌頭沿焊縫方向平行移動，被熱攪拌的焊縫 合金逐漸凝固，使焊接在非熔化狀態(tài)下被本身合金材料所縫合。
這種新的焊接技術有別于傳統(tǒng)焊接技術在于釬焊、電弧焊、激光焊均以 在焊縫處外加熔化的釬焊合金或用高能量使焊縫合金熔化而實現(xiàn)焊接。這種傳 統(tǒng)的焊接技術主要存在問題在于對一些合金材料因熔化而無法實現(xiàn)焊接，或焊 縫強度脆弱，而且焊件形變大。
現(xiàn)用摩擦攪拌頭存在的問題從上述摩擦攪拌焊接技術原理可知，摩擦攪 拌頭是實現(xiàn)該焊接技術的關鍵。它應有如下性能 <八>有足夠的高溫強度。<B> 有足夠的高溫耐磨性。<0與高溫軟化的被焊接材料有盡可能低的粘連性。
目前在用的摩擦攪拌頭均為單體的高速鋼、高溫合金、硬質合金及立方氮 化硼等制成，前三者耐高溫有限，且高溫耐磨性差，而后者難以加工成型成不 同結構的攪拌頭。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種組合立方氮化硼摩擦攪拌焊接攪拌頭，它采 用高紅硬性、高耐磨性的立方氮化硼為攪拌頭工作材料，使攪拌頭可以在更高 溫度下工作；它的紅硬性可達到150(TC以上，有極佳的高溫高耐磨性，而立方
氮化硼與一般金屬合金的親和力差，可有效地克服攪拌頭與軟化金屬合金的粘連。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術方案
一種組合立方氮化硼摩擦攪拌焊接攪拌頭，它包括有一個與摩擦攪拌焊機 主軸連接的柱體，在所述柱體的軸向端面上凸出有軸肩，在軸肩的上端面中部 設有凸出的立方氮化硼聚晶針柱體，在軸肩上端面內立方氮化硼聚晶針柱體的四周設有立方氮化硼聚晶條體。
所述的立方氮化硼聚晶條體在軸肩的上端面呈長短均勻放射狀排列。 所述的立方氮化硼聚晶條體的上端面與立方氮化硼聚晶針柱體之間的夾
角a在90° 80°之間。
本實用新型的優(yōu)點是
1、 它采用高紅硬性、高耐磨性的立方氮化硼為攪拌頭工作材料，使攪拌 頭可以在更高溫度下工作。
2、 立方氮化硼由易成型的立方氮化硼聚晶針柱體和立方氮化硼聚晶條體
拼接組合而成，使攪拌頭的結構可以按摩擦攪拌焊的工作特點而較隨意設計， 克服單體立方氮化硼成型的困難。
3、 采用粉末冶金技術(熱壓或燒結)成型，用有更高溫高強度合金，并 確保組合立方氮化硼攪拌頭的成型并能在較高溫度下工作。
4、 本實用新型采用高溫高壓獲得的立方氮化硼聚晶為原料，它的紅硬性 可達到150(TC以上，有極佳的高溫高耐磨性，而立方氮化硼與一般金屬合金 的親和力差，可有效地克服攪拌頭與軟化金屬合金的粘連。


圖1是本實用新型的結構示意圖。
圖2是圖1的A—A向結構示意圖。
圖3是圖1的B — B向結構示意圖。
具體實施方式

參見圖1、圖2、圖3所示 一種組合立方氮化硼摩擦攪拌焊接攪拌頭， 它包括有一個與摩擦攪拌焊機主軸連接的柱體4，在所述柱體4的軸向端面上 凸出有軸肩3，在軸肩3的上端面中部設有凸出的立方氮化硼聚晶針柱體1， 在軸肩3上端面內立方氮化硼聚晶針柱體1的四周設有立方氮化硼聚晶條體2。
所述的立方氮化硼聚晶條體2在軸肩的上端面呈長短均勻放射狀排列。由 立方氮化硼聚晶針柱體1、立方氮化硼聚晶條體2與柱體4共同組成本實用新 型攪拌頭。
所述的立方氮化硼聚晶條體2的上端面與立方氮化硼聚晶針柱體1之間的 夾角a在90。 80。之間。本實施例的夾角a是85。，當夾角a選在小于90。大于 80。之間時，使摩擦攪拌焊接時軟化的金屬包容在軸肩3的夾角a內，形成理 想的摩擦攪拌焊接效果。
本實用新型的柱體4、立方氮化硼聚晶針柱體1及立方氮化硼聚晶條體2 采用粉末冶金技術(熱壓或燒結)成型制成。
權利要求1、一種組合立方氮化硼摩擦攪拌焊接攪拌頭，它包括有一個與摩擦攪拌焊機主軸連接的柱體(4)，其特征在于在所述柱體(4)的軸向端面上凸出有軸肩(3)，在軸肩(3)的上端面中部設有凸出的立方氮化硼聚晶針柱體(1)，在軸肩(3)上端面內立方氮化硼聚晶針柱體(1)的四周設有立方氮化硼聚晶條體(2)。
2、 根據(jù)權利要求1所述的組合立方氮化硼摩擦攪拌焊接攪拌頭，其特征 在于所述的立方氮化硼聚晶條體(2)在軸肩的上端面呈長短均勻放射狀排 列。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述的組合立方氮化硼摩擦攪拌焊接攪拌頭，其 特征在于所述的立方氮化硼聚晶條體(2)的上端面與立方氮化硼聚晶針柱 體(1)之間的夾角a在90° 80°之間。
專利摘要一種組合立方氮化硼摩擦攪拌焊接攪拌頭，它包括有一個與摩擦攪拌焊機主軸的連接的柱體，在所述柱體的軸向端面上凸出有軸肩，在軸肩的上端面中部設有凸出的立方氮化硼聚晶針柱體，在軸肩上端面內立方氮化硼聚晶針柱體的四周設有立方氮化硼聚晶條體。所述的立方氮化硼聚晶條體在軸肩的上端面呈長短均勻放射狀排列。所述的立方氮化硼聚晶條體的上端面與立方氮化硼聚晶針柱體之間的夾角a在90°～80°之間。本實用新型的優(yōu)點是它采用高紅硬性、高耐磨性的立方氮化硼為攪拌頭工作材料，使攪拌頭可以在更高溫度下工作；它的紅硬性可達到1500℃以上，有極佳的高溫高耐磨性，而立方氮化硼與一般金屬合金的親和力差，可有效地克服攪拌頭與軟化金屬合金的粘連。
文檔編號B23K20/12GK201253731SQ200820109958
公開日2009年6月10日 申請日期2008年8月25日 優(yōu)先權日2008年8月25日
發(fā)明者印紅羽, 彭曉芙, 林增棟 申請人:北京市粉末冶金研究所有限責任公司