[实用新型]一种密封面具有泵送槽的机械密封环成型模具

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种密封面具有泵送槽的机械密封环成型模具，属于机械密封和碳化硅粉料模压成型领域。

背景技术

    机械密封是一种旋转机械的轴封装置，自1885年英国第一个机械密封的发明专利以来，机械密封在许多工业领域发挥了巨大无可替代的作用。20世纪60年代后，鉴于宇航、核电、天然气输送和石油化工等工业等工业迅速发展的需要，研制出在高参数、高性能的机械密封已成为机械密封行业的现实需要和迫切要求。国内外一些专家先后把微织构技术应用于本领域，相继研究了一系列新型机械密封。

    碳化硅（SiC）是到目前为止发现的最好的摩擦副材料，具备各种优良性能，在机械密封行业有最广阔的应用前景，但碳化硅属于脆硬材料，硬度高脆性大，加工性能差，加工难度大，一般机械加工根本不能满足加工要求，虽然经过一些专家学者不懈的努力，研究出了一些加工方法，但都或多或少的存在一些缺陷。

    中国专利CN 1667302A中公布了一种实现机械密封零泄漏非接触的方法，即宏观泵送槽和微观凹腔相耦合的新型密封环，其加工手段是激光，激光器在加工微凹腔的时候效率较高，但在加工泵送槽时效率底下，一个密封环一般要加工2-4个小时，并且不易实现槽深变化，故效率问题成为制约此种高性能密封环的瓶颈。另外，中国专利CN 101592225B中公布了一种加工碳化硅密封环泵送槽的新方法，即在碳化硅密封环原有的成型工艺中，加入凸模压制泵送槽工艺，此方法简便易行，成型效率较高，节约了大量加工成本，但是一直存在着压制后粉料的粘模问题，使其成为本技术的关键问题。

     杂志《模具制造》在2004年发表过一篇名为“粉末冶金模具常用机构的设计”的文章，文中介绍了粉末冶金压制成型时的一种抽芯机构，但是文章中说的型芯在模压成型领域来讲仅仅是芯棒（2），只能起到控制圆环坯料径向尺寸的作用，并不能在坯料端面压制出槽形。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种具有零泄漏非接触功能的机械密封环成型模具，包括单一圆柱体下冲模，所述单一圆柱体下冲模包括基座和型芯，基座上具有孔和型芯导向槽；型芯具有泵送槽型芯和型芯基座；其中基座下端面位于压力机底板上方，直接与压力机底板上端面接触，支撑整套模具；基座高度5~8mm处均布三个孔，孔沿基座径向；加压时插入孔的三个支撑棒与型芯基座下表面直接接触，起支撑型芯基座作用；型芯基座上表面沿基座轴心方向均布泵送槽型芯，型芯形状与所设计的泵送槽槽型一致；泵送槽型芯插入型芯导向槽，并根据槽深要求高出基座上端面0.8~2mm。

进一步地，型芯导向槽和泵送槽型芯为间隙配合，最大间隙在0~5μm之间，使得粉料无法大量进入型芯导向槽，同时泵送槽型芯能够在型芯导向槽中上下运动。

上述方案中，所述支撑棒可以用上滑块和下滑块代替，抽芯之前先把下滑块沿径向方向抽出，上滑块自动掉落，且在加压时两滑块的接触面要有自锁功能；

 上述方案中，所述支撑棒也可以用气缸或者液压缸代替，加压时气缸活塞支撑型芯基座，限制其往下运动，抽芯之前气缸先泄载使活塞往下运动。本发明实现了机械密封环的跨尺度造型，在碳化硅密封环原有无压烧结工艺的基础上，重新设计下冲模结构，使其在压制时顺利实现模压成型上游泵送槽。经过后续烧结、磨削、研磨、抛光处理后，根据不同使用要求，使其槽深保持在8~800μm之间。然后在激光器上加工出需要的微凹腔，从而实现了新型陶瓷密封环的零泄漏非接触功能。

附图说明

附图1是保压抽芯新型模具的剖视图。

附图2是基座示意图。

附图3是型芯示意图。

附图4是压制出的上游泵送槽。

附图5是压制出的弧形槽。

附图6是使用滑块代替支撑棒后的结构示意图。

附图7是使用气缸代替支撑棒后的结构示意图。

1—上冲模     2—芯棒            3—阴模        4—坯料 

5—基座       6—型芯            7—支撑棒    8—孔  

9—型芯导向槽       10—泵送槽型芯     11—型芯基座  

12—上游泵送槽      13—圆弧槽         14—压力机压板  

15—压力机底板      16—上滑块         17—下滑块   

18—活塞            19—气缸。

具体实施方式