[发明专利]金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料加工技术领域，特别涉及一种金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置。

背景技术

在挤压铸造设备上导入超声波的目的是改善待处理金属材料的组织和性能，研究表明，在挤压铸造设备中导入功率超声，可以起到细化晶粒，提升材料力学性能的作用。

在超声波导入设备的安装过程中，由于空间尺寸和导入效果等因素的限制，一般只能选择在模具侧面开口导入，但是这种导入方法在实际应用中，常因为密封装置结构不够合理，容易引起金属熔液的喷溅，从而给操作人员的安全带来隐患，也会对环境造成污染。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，针对高温高压环境下，提供一种金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置，该密封装置结构合理，可有效防止金属熔体喷溅和泄漏。

本发明的技术方案为：一种金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置，设于超声波导入杆外周，密封装置的一端通过端盖固定于模具型腔外壁上，密封装置包括模具侧静环、模具侧动环组件、大气侧静环、大气侧动环组件、动环座和密封盖，模具侧静环和大气侧静环分别位于密封装置的两端，模具侧静环的外端面与端盖相连接，模具侧静环的外圆柱面和大气侧静环的外圆柱面分别与密封盖相连接，模具侧静环、大气侧静环和密封盖之间形成密封空间，密封空间内设有模具侧动环组件、大气侧动环组件和动环座，模具侧动环组件和大气侧动环组件分别设于动环座两端。

所述动环座通过销钉固定于超声波导入杆上，模具侧动环组件和大气侧动环组件对称设于动环座两端。

所述模具侧动环组件包括动环、轴套和弹簧，动环一端与模具侧静环的内端面相接触，动环另一端通过弹簧与动环座相连接，超声波导入杆外周与弹簧的相接面上设有轴套。

所述动环内侧面通过动环O型圈与超声波导入杆相连接；超声波导入杆和轴套之间设有0.03～0.05mm的过盈距离。其中，动环O型圈可采用耐高温的有机硅树脂材料制得，0.03～0.05mm的过盈距离可保证超声波导入杆和轴套之间力矩的可靠传递和良好的追随性。

所述动环的轴向截面为横置的“凸”形，动环的两端分别为动环大端面和动环小端面，动环大端面通过弹簧与动环座连接，动环小端面与模具侧静环连接。其中，弹簧可采用小弹簧，小弹簧弹力均匀，结构紧凑，不会有偏斜。

所述大气侧动环组件的结构与模具侧动环组件的结构对称。

所述模具侧静环的轴向截面和大气侧静环的轴向截面分别为横置的“凸”形；

模具侧静环的两端分别为模具侧静环大端面和模具侧静环小端面，模具侧静环大端面通过防转销与端盖固定连接，模具侧静环小端面与模具侧动环组件相接；其中，防转销可防止模具侧静环随着超声波导入杆的杆尖振动而转动；

大气侧静环的两端分别为大气侧静环大端面和大气侧静环小端面，大气侧静环大端面置于大气中，大气侧静环小端面与大气侧动环组件相接；

模具侧静环的内侧面和大气侧静环的内侧面分别通过静环O型圈与超声波导入杆相连接。其中，静环O型圈可采用耐高温的有机硅树脂材料制得。

所述密封盖包括固定连接的左盖和右盖，左盖压紧于大气侧静环的外周，右盖压紧于模具侧静环的外周，右盖的外端面与端盖相接。

所述右盖上设有泄压孔，泄压孔可直接连接废气排放管道，避免实验对环境造成的污染。

所述密封盖中，左盖与大气侧静环相接触的一面设有石墨层，右盖与模具侧静环相接触的一面设有石墨层。

上述结构的密封装置中，模具侧动环组件中的动环和大气侧动环组件中的动环均采用WC硬质合金，模具侧静环和大气侧静环均采用石墨环材质，各动环、模具侧静环和大气侧静环的平面度均控制在0～0.003mm，不允许有崩边和划伤的现象。

本金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置使用时，其原理是：模具侧静环的外端面与端盖相连接，端盖固定在模具型腔的腔壁外侧，形成模具侧静环的轴向固定，同时，模具侧静环与密封盖相嵌，一方面对密封盖形成轴向的约束，另一方面使得废气通过密封盖上的泄压孔排出；在模具侧，动环通过小弹簧和动环座连接，可以同样方式对动环形成轴向的约束，同时弹簧可以缓冲轴向的冲击力，模具侧静环和动环紧密接触，从而达到较好的密封效果；在大气侧，其密封原理与模具侧相同。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：