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适合制作超声波工具头的材料

超声波设备在塑料焊接过程中像弹簧一样拉伸和收缩长度。例如,20kHz 的设备通常是长度为二分之一波长的谐振杆,其分子每秒不断膨胀和收缩20000次。

因此,超声波设备不断受到压缩或拉伸。这就是为什么在制造超声堆栈时,必须考虑具有良好的声学和机械性能组合的材料。以下三种材料因其疲劳强度、声学特性和表面硬度而被用于制造超声波工具头。

  • 钛是制造超声波喇叭的首选材料,因为它具有良好的疲劳强度,优良的声学特性和良好的表面硬度。
  • 对于需要高振幅和高硬度表面的应用,钛角可以涂上碳化物、镍或特氟隆等材料。
  • 尽管它是一种昂贵的材料,但不能方便的获得各种想要的尺寸。直径不超过101.6mm 或宽度、长度不超过63.5mm 的工具头由钛制成。

  • 铝具有出色的声学特性,直径超过101.6mm 或宽度超过279.4mm 的大型工具头通常由铝制成。它是一种低成本材料,可轻易获得各种尺寸的原材料,使其成为制作工具头原型的最佳选择。
  • 可以快速轻松的加工成各种形状,减少交货时间和人工成本。因此,需要制作结构复杂的工具头时,是一个理想的选择。
  • 铝的表面硬度差,疲劳强度适中,使其不适合长期、高磨损的生产应用。但是铝制工具头可以涂上或镀上铬、镍或碳化物等材料,以帮助缓解这些问题。

  • 钢可以进行热处理以获得耐磨的表面,这使其非常适合会造成严重磨损的应用。
  • 由于硬度的原因,钢角比较脆,通常用于低振幅的应用。
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