[實用新型]一種激光合金化處理的壓射頭

無效

• 申請號: 200620134180.3
• 申請日: 2006-10-27
• 公開（公告）號: CN200981879Y
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 李建林;楊林;趙建勇;李玉秋;張關邑;惠新慶
• 申請（專利權）人: 北京紫色光激光技術有限公司
• 主分類號: C21D1/09
• 分類號: C21D1/09
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于壓鑄機用的球墨鑄鐵壓鑄沖頭技術領域。

背景技術

壓射頭是鋁合金壓鑄行業的耗材。壓射頭與壓室配合，將熔融狀態的鋁合金液推入壓鑄模型內，使鋁合金液凝固成形為設計的零件。我國大部分壓鑄廠采用球墨鑄鐵制作壓射頭，平均沖壓鋁制品件300-500模后，壓射頭失效。為了減少壓射頭消耗量，節約成本，國內外相繼開發了多種新型壓射頭。其中以合金鑄鐵和鈹青銅壓射頭最為典型。合金球墨鑄鐵壓射頭成本低廉，加工方便，但是壽命提高效果不顯著。鈹青銅壓射頭在國外應用較廣，但是由于鈹有毒性，而且鈹青銅壓射頭成本高、對工作環境要求苛刻，所以在國內沒有成功推廣。

現有技術中，壓鑄機沖頭通常采用球墨鑄鐵制作，它具有成本低的特點，但其耐磨性，導熱性以及韌性較差，因而使用壽命較短。有的廠家利用鈹青銅具有很好的耐磨性、導熱性和韌性，使用鈹青銅壓鑄沖頭，其使用壽命達上萬次，但其價格昂貴，很多廠家寧愿采用球墨鑄鐵沖頭。也有的廠家采用新的鑄造工藝制作雙金屬壓鑄沖頭，但其制作過程復雜，增加了成本，不利于推廣。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種球墨鑄鐵激光合金化處理的壓鑄沖頭，以提高沖頭的硬度，增加耐磨性，提高沖頭的使用壽命。同鈹青銅相比，降低了制造成本，更利于推廣。

本實用新型的特征在于：按設計圖紙加工好的球墨鑄鐵壓射頭，激光合金化后，對涂覆在該壓射頭外圓柱面的碳化物合金化涂料用激光進行合金化處理而成，該激光合金化層的圖案由沿著壓射頭軸向分布的環繞該壓射頭外圓柱面的激光合金化帶排列而成，所走激光合金化層的基體是上亞共晶白口組織，內部在每平方毫米上分布著10⁵個以上且直徑小于1微米的碳化物顆粒。所述激光合金化的圖案在該壓射頭端部通過使合金化帶搭接部分實現緊密處理，處理部分占壓射頭工作表面的1/3而其余部分通過使各激光合金化帶之間留有間隙，實現間隔處理，在所述緊密處理部分和間隔處理部分之間留有處理間隔。所述激光合金化層的圖案在該壓射頭端部通過使各激光合金化帶之間留有間隙實現間隔處理，處理部分占壓射頭工作表面的2/3，其余部分使各激光合金化帶有部分搭接，實現緊密處理；緊密處理和間隔處理，在所述間隔處理部分和緊密處理部分之間留有處理的間隔。

本實用新型的效果如下：

1、合金球墨鑄鐵硬度(HB280)高于普通球墨鑄鐵(HB200)，但是仍不足以滿足壓射頭惡劣的工作環境，尤其是當配合壓室內壁黏附鋁合金液和硬質點后，壓射頭會加劇磨損。激光合金化層硬度大于HRC60，可以抗拒磨粒磨損。

2、鈹青銅壓射頭價格昂貴，鈹是劇毒材料。激光合金化工藝簡單，無三廢排放。熱作模具鋼壓射頭對壓室的磨損嚴重。激光合金化壓射頭表層硬、內部軟，具有一定退讓性，合金化帶有間隙，有利于潤滑油膜連續，符合抗磨機理。

附圖說明

圖1、激光合金化過程示意圖；1.a、起始過程；1.b1第一條移動示意圖；1.b2、移動5mm時的示意圖；1.b3、移動3mm時的示意圖。????

圖2、合金化圖案，4是合金化帶的帶寬，5是間隔；2a、圖案1；2b圖案2。

圖3、在移動2形成的圖案1的示意圖。

具體實施方式

下面描述Φ60壓射頭的加工過程：

1、毛坯控制

毛坯采用QT600-3，要求含C3.6％-3.8％，含Si2.0％-2.2％。石磨球化達到或好于3級，石磨球大小達到或好于5級，珠光體含量大于80％。

2、機加工

按照圖紙加工壓射頭毛坯，加工余量為0.5mm。

3、涂覆涂料

在壓射頭外圓柱面涂覆市售的，清華大學研制的HT-2激光合金化涂料。涂料厚度為0.05mm。

4、激光處理：功率2000W，光斑直徑3mm，掃描線速度400mm/min。

a、壓射頭裝卡在機床的卡盤上，用百分表測量，徑向跳動小于0.03mm。

b、激光對準加工位置，起始點邊界距離壓射頭端面0.5mm，激光位置固定。

c、啟動機床轉動，速度1～2打開激光器，使光斑沿壓射頭圓柱面掃描一周，形成一條合金化帶，關閉激光。(見圖1.a，圖中1為壓射頭，2為機床卡盤，3為激光合金化帶寬為3.5mm)

d、激光沿壓射頭軸向平移2mm(即合金化帶搭接1mm)，重復過程c，形成另一條合金化帶。(見圖1.b1)

e、重復過程d，共搭接8次。

f、激光沿壓射頭軸向平移5mm，重復過程c(圖1.b2)。或者