[實用新型]耐高溫腐蝕的超聲波工具頭有效

申請號：	200820168235.1	申請日：	2008-11-18
公開（公告）號：	CN201305623Y	公開（公告）日：	2009-09-09
發明（設計）人：	陳元平	申請（專利權）人：	陳元平
主分類號：	C23C14/06	分類號：	C23C14/06
代理公司：	杭州杭誠專利事務所有限公司	代理人：	尉偉敏
地址：	311400浙江省富陽市迎***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	耐高溫腐蝕超聲波工具
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【說明書】：

技術領域

本實用新型屬于超聲波技術領域，尤其涉及一種適合在高溫下使用且成本相對較低的耐高溫腐蝕的超聲波工具頭。

背景技術

高能超聲具有獨特的聲學效應。利用超聲波處理改善金屬凝固組織、提高力學性能是一種最新的、有效的方法。在金屬凝固過程中引入超聲振動，凝固組織就會從粗大的柱狀晶變為均勻細等軸晶，金屬的宏觀及微觀偏析均得到改善。如錫銻(Sn-Sb)合金是較為廣泛應用的軸承材料，通過超聲處理細化其晶粒將有效提高其力學性能和耐磨性能。

在超聲處理中，超聲波工具頭起到將超聲波發射到熔融液體金屬中去的作用。超聲波工具頭會受到高溫液體金屬和超聲波空化腐蝕的雙重影響。尤其是高溫液體金屬，相當于一種強烈的金屬腐蝕劑，對超聲波工具頭的腐蝕速度很快。通常情況下，就算是最昂貴的鈦合金超聲波工具頭，在鋁合金熔體中累計工作10小時左右就開始出現肉眼可見的腐蝕痕跡，幾十小時后就會形成大小不等的腐蝕孔，然后腐蝕孔不斷擴大、擴張，導致超聲波工具頭的振動頻率發生偏移，發射效率下降，使用壽命基本不會超過100小時。

發明內容

本實用新型主要解決原有的超聲波工具頭在高溫熔融液體金屬中使用會受到快速腐蝕，導致振動頻率發生偏移，發射效率下降，使用壽命很短的技術問題；提供一種在高溫熔融液體金屬中使用不會受到腐蝕，確保振動頻率穩定，提高發射效率，延長使用壽命的超聲波工具頭。

本實用新型同時解決原有的超聲波工具頭為了耐高溫而采用昂貴的鈦合金材料，成本很高的技術問題；提供一種不需要采用昂貴的鈦合金材料，也能適合在高溫環境中使用，降低成本的超聲波工具頭。

本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：本實用新型包括工具頭本體，所述的工具頭本體的外周鍍有一層陶瓷層。陶瓷具有很好的耐高溫性能，鍍有陶瓷層的超聲波工具頭，由于受陶瓷層的保護，不會在高溫熔融液體金屬中輕易受到腐蝕，從而確保超聲波工具頭的振動頻率穩定、不偏移，提高發射效率。超聲波工具頭的使用壽命也得到大大延長，可使用數百小時以上。這樣的超聲波工具頭可工作在800℃以上。而且超聲波工具頭本體不需要采用昂貴的鈦合金材料，只需采用相對廉價的耐高溫材料，有效降低成本。若用一般的耐高溫耐腐蝕材料進行包裹保護是行不通的。因為超聲波工具頭要做高頻小振幅震動，震動加速度極大。又由于保護材料一般質量較大，在很大的震動加速度條件下，剝離力輕易就會超過結合強度，導致保護材料很快脫落。而且較大的質量也會影響超聲波工具頭本身的振動特性。

作為優選，所述的陶瓷層的厚度小于等于200μm。超聲波工具頭外的陶瓷層鍍得很薄，和工具頭本體結合得很牢，不會被超聲波震脫，也不影響超聲波本身的振動。

作為優選，所述的工具頭本體呈圓棒或方棒或橫截面呈多邊形的棒體。在空間受限制的特殊情況下，超聲波工具頭也可設計成其他形狀，同樣可達到發射超聲波的目的。

作為優選，所述的工具頭本體的側面設有若干相間隔的溝槽。以提高超聲波工具頭的發射效率和均勻性。

作為優選，所述的工具頭本體的前端頭為正錐形頭或倒錐形頭。正錐形頭，可擴大超聲波振動的輻射面，提高發射效率和功率。倒錐形頭，起到聚能超聲波的作用，提高超聲波功率密度。

作為優選，所述的工具頭本體的后端頭設有法蘭盤。適合用于特殊的需要密閉或固定的場合。

為優選，所述的工具頭本體的后端頭連接有變幅桿，變幅桿再與超聲波換能器相連，超聲波換能器與驅動電源電連接。驅動電源驅動超聲波換能器作超聲波振動，變幅桿放大振幅，再將超聲波振動能量傳遞給超聲波工具頭。

作為優選，所述的工具頭本體為合金鋼材料。合金鋼材料也是種耐高溫材料，但耐高溫性能次于鈦合金，更次于陶瓷材料，但其與鈦合金相比，價格相對低廉。超聲波工具頭內為合金鋼材料，外為陶瓷材料，既確保耐高溫、不被腐蝕，又有效降低成本。

本實用新型的有益效果是：通過在相對廉價的工具頭本體外鍍上陶瓷層，實現超聲波工具頭在高溫熔融液體金屬中使用也不會受到腐蝕，確保其振動頻率穩定，提高發射效率，延長使用壽命，降低成本。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種軸向剖視結構示意圖。

圖2是本實用新型的一種主視結構示意圖。

圖3是本實用新型的又一種主視結構示意圖。