本发明专利技术提供一种低摩擦浸没式水冷沉积设备及其冷却方法，该设备包括由接收盘、外壳、水冷芯构成的冷却水的循环路线，具体的说就是在喷射成形工艺中，水冷芯与外壳不直接接触，并且冷却水能将接收盘的下表面浸没的沉积设备。在沉积过程中由外部传动装置带动外壳与接收盘转动，而不会与静止的水冷芯产生摩擦。这样的设计可以有较好的散热效果，更有利于沉积坯件的快速成型。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及在喷射成形工艺过程中的沉积设备及其冷却方法，具体 指一种水冷沉积设备及其冷却方法。
技术介绍
喷射成形是利用快速凝固方法获得金属坯件的一种先进特种铸造 技术。而沉积过程是喷射成形工艺的一个重要过程，能影响坯件的组织形态。对于喷射成 形坯件的沉积有两方面的基本要求，一方面要求沉积器有合适的运动方式，以获得一定的 几何形状；另一方面要求金属液能够迅速冷却，以获得具有一定性能和快速凝固特点的组 织结构。传统的无水冷沉积能具有合适的运动方式，但是其冷却效果较水冷沉积差，由于缺 少冷却水，而直接向空气中散热，其速度缓慢。而且散热过程为非稳定导热过程喷射成形 开始时，由于接收器温度低，接收的熔滴少，散热迅速；但随着喷射成形的进行，熔滴迅速增 多，而由于沉积器向外界散热的缓慢，导致沉积器的温度会有所升高，最终导致熔滴的总散 热速度变的越来越缓慢。这会影响坯件的晶粒生长情况。以前天津理工学院曾经设计过一 种内水冷式喷射成形接收器，该设备可以通过水冷而改善沉积器散热的稳定性，从而大大 改善了无水冷沉积器的不足。但是根据其设计，冷却水呈管道式路线流淌，这导致了沉积器 表面各处的散热还达不到绝对的均匀。同时由于接收盘、水冷芯和分水器的紧密连接，所以 必须使用动密封，这样结构更复杂，且会形成巨大的摩擦，而且摩擦力会随着坯件质量的增 大而增大，并且冷却水的管状水道也不是很好加工。
技术实现思路
1、专利技术目的本专利技术提供一种应用在喷射成形工艺中的低摩擦浸没式水冷沉积设 备及其冷却方法，目的在于改善传统工艺摩擦大，结构复杂，不易加工等缺陷，同时提高接 收盘表面散热的均匀度。2、技术方案本专利技术是通过以下技术方案实施的 —种低摩擦浸没式水冷沉积设备，其特征在于该设备包括接收盘、外壳、水冷芯、齿轮、轴承、U形托板、排水缸，其中接收盘固定在外壳上，外壳通过轴承固定在U形托板的上板上，轴承与电动机通过齿轮连接；水冷芯的上端边缘插入接收盘的环状凹槽内，并与环状凹槽的内壁留有空隙；水冷芯的下端穿过外壳、U形托板的上板以及排水缸，与排水缸一起固定在U形托板的下板上；水冷芯最下端带有进水口 ，排水缸侧面带有排水口 。 接收盘为M形，边缘区较中央区厚，在边缘区下端面加工有环状凹槽，中央较薄区为有效沉积区。 水冷芯下端的进水口带有螺纹。 所述设备在安装时要保证进水口、排水缸水冷芯、外壳、轴承、齿轮、接收盘的同轴性。 外壳与接收盘之间要采用静密封方式进行密封。 —种低摩擦浸没式水冷沉积设备的冷却方法，其特征在于将接收盘与外壳之间 进行密封，密封后接收盘和外壳与水冷芯之间留余的空隙就构成了冷却水的循环路线；冷 却水由进水口进入，到达水冷芯，在水冷芯上部蓄积，将接收盘的下表面完全浸没，并由水冷芯与收盘的环状凹槽之间的空隙处排出，将接收盘传出的热量带走，然后冷却水沿着外 壳流入排水缸，最后从排水口排出。 3、优点及效果本专利技术所述技术方案拥有比传统工艺散热更稳定的优点，而与天 津理工学院的专利技术相比，其结构更简单，摩擦阻力小，更容易加工，且接收盘表面的散热更 均匀。四附图说明 图1为传统喷射成形工艺设备示意图； 图2为本专利技术所述水冷沉积设备结构示意图； 图3为本专利技术所述水冷沉积设备总体安装示意图。五具体实施例方式下面结合附图对本专利技术进行具体说明 图1为传统喷射成形工艺设备示意图，图2为本专利技术所述水冷沉积设备结构示意 图，图3为本专利技术所述水冷沉积设备总体安装示意图，其中1为坩埚，2为喷嘴，3为沉积设 备，4为沉积室，5为电动机，6为喷射成形毛坯，7为接受盘，7-1为有效沉积区，7-2为环状 凹槽，8为外壳，9为水冷芯，10为齿轮，11为轴承，12为U形托板，12-1为上板，12-2为下 板，13为排水缸，14为进水口 ， 15为排水口 。 如图2所示，接收盘7的边缘区较中央区厚，在边缘区下端面加工有环状凹槽7-2， 中央较薄区为有效沉积区7-1 ;水冷芯9上端为盘状，下端为管状，盘状端边缘呈环状凸出 状，管状端口为带有螺纹的进水口 14 ;U形托板12有上下两层，上板12-1用于固定外壳8， 下板12-2用于固定排水缸13及水冷芯9，整个设备可以通过U形托板12的竖直钢板固定 在支架上。 上述部件的连接方式如下接收盘7固定在外壳8的上端，并采用静密封方式进 行密封，外壳8通过轴承11固定在U形托板12的上板12-1上，水冷芯9的下端穿过外壳 8、上板12-1、排水缸13，并与排水缸13 —起固定在下板12-2上，水冷芯9的上端边缘插入 到接收盘7的环状凹槽7-2内，并与环状凹槽7-2的内壁留有空隙，水冷芯9的下端穿过外 壳8、U形托板12的上板12-1以及排水缸13，与排水缸13 —起固定在U形托板12的下板 12-2上，出水口 15在排水缸13的侧面。 上述部件在安装时要保证进水口 14、排水缸13、水冷芯9、外壳8、轴承11、齿轮 10、接收盘7的同轴性。 具体冷却方式如下将接收盘7与外壳8之间进行密封，密封后接收盘7和外壳8 与水冷芯9之间留余的空隙就构成了冷却水的循环路线；冷却水由进水口 14进入，到达水 冷芯9，在水冷芯9上部蓄积，将接收盘7的下表面完全浸没，并由水冷芯9与收盘7的环状 凹槽7-2之间的空隙处排出，将接收盘7传出的热量带走；然后冷却水沿着外壳8流入排水 缸13，最后从排水口 15排出。 本专利技术可根据实际情况需要变换接收盘7的尺寸，和有效沉积区7-1的厚度。 如图3所示，电动机5与轴承11之间通过齿轮10连接，由电动机5作为动力源带 动齿轮10旋转，使外壳8与接收盘7 —起转动，在此期间水冷芯9与排水缸13处于静止不动状态，由于水冷芯9与外壳8、接收盘7没有直接接触，所以它们之间不会产生大量摩擦c权利要求一种低摩擦浸没式水冷沉积设备，其特征在于该设备包括接收盘(7)、外壳(8)、水冷芯(9)、齿轮(10)、轴承(11)、U形托板(12)、排水缸(13)，其中接收盘(7)固定在外壳(8)上，外壳(8)通过轴承(11)固定在U形托板(12)的上板(12-1)上，轴承(11)与电动机(5)通过齿轮(10)连接；水冷芯(9)的上端边缘插入接收盘(7)的环状凹槽(7-2)内，并与环状凹槽(7-2)的内壁留有空隙；水冷芯(9)的下端穿过外壳(8)、U形托板(12)的上板(12-1)以及排水缸(13)，与排水缸(13)一起固定在U形托板(12)的下板(12-2)上；水冷芯(9)最下端带有进水口(14)，排水缸(13)侧面带有排水口(15)。2. 如权利要求1所述一种低摩擦浸没式水冷沉积设备，其特征在于接收盘(7)为M 形，边缘区较中央区厚，在边缘区下端面加工有环状凹槽(7-2)，中央较薄区为有效沉积区 (7-1)。3. 如权利要求1所述一种低摩擦浸没式水冷沉积设备，其特征在于水冷芯(9)下端 的进水口 (14)带有螺纹。4. 如权利要求1所述一种低摩擦浸没式水冷沉积设备，其特征在于所述设备在安装 时要保证进水口 (14)、排水缸(13)水冷芯(9)、外壳(S)、轴承(1D、齿轮(10)、接收盘(7) 的同轴性。5. 如权利要求1所述一种低摩擦浸没式水冷沉积设备，其特征在于外壳(8)与接收 盘(7)之间要采用静密封方式进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低摩擦浸没式水冷沉积设备，其特征在于：该设备包括接收盘（７）、外壳（８）、水冷芯（９）、齿轮（１０）、轴承（１１）、Ｕ形托板（１２）、排水缸（１３），其中接收盘（７）固定在外壳（８）上，外壳（８）通过轴承（１１）固定在Ｕ形托板（１２）的上板（１２－１）上，轴承（１１）与电动机（５）通过齿轮（１０）连接；水冷芯（９）的上端边缘插入接收盘（７）的环状凹槽（７－２）内，并与环状凹槽（７－２）的内壁留有空隙；水冷芯（９）的下端穿过外壳（８）、Ｕ形托板（１２）的上板（１２－１）以及排水缸（１３），与排水缸（１３）一起固定在Ｕ形托板（１２）的下板（１２－２）上；水冷芯（９）最下端带有进水口（１４），排水缸（１３）侧面带有排水口（１５）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曲迎东，马广辉，李荣德，白彦华，刘佳，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]
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