[發明專利]一種硬質合金模具沖壓頭與鋼材基座的釬焊方法

有效

• 申請號: 201310715415.2
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN103658900A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 江啟軍;楊永迪
• 申請（專利權）人: 江西稀有稀土金屬鎢業集團有限公司
• 主分類號: B23K1/00
• 分類號: B23K1/00
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發明涉及一種粉末冶金行業用的模具加工方法，特別是一種硬質合金模具沖壓頭與鋼材基座的釬焊方法。

背景技術

硬質合金屬于難加工、高價值產品，在粉末冶金行業中，模具零件工作部分必須用硬質合金才能滿足要求。為節約材料和加工成本，行業內普遍采用鋼材做基座，工作部分采用硬質合金材料，兩種不同極性的材料通過釬焊連接在一起。現有工件的硬質合金沖壓頭4與鋼材基座5釬焊時接觸面積大（如圖4-5所示），在釬焊溫度下，鋼材基座和硬質合金沖壓頭線膨脹系數相差兩倍以上，導致變形差異大。例如釬焊溫度為650℃時，按焊接面積為45mm×45mm計算，鋼材熱膨脹系數為α=12×10_-^-6/℃，而硬質合金熱膨脹系數為α=5.3×10_-^-6/℃；在釬焊過程中，根據線膨脹率公式△L?=L×△T×α，焊接面的變形量如下：

鋼材基座變形量△L₁=45mm×650℃×12×10_-^-6/℃=0.351mm，

硬質合金變形量△L₂=45mm×650℃×5.3×10_-^-6/℃=0.155mm，

相對變形量△L=△L₁-△L₂=0.351-0.155=0.196mm；

變形量差異很大，且釬焊料凝固是從工件接觸面外面逐漸向中間過渡；大釬焊面整體接觸，造成各處的應力疊加，最終表現為鋼材基座整體受向外的拉應力，硬質合金工作部分受整體向內的壓應力，應力應變方向如圖4、5所示；釬焊接面積越大，變形量差異及內應力也越大。在焊接完成初期，各種應力達到宏觀的平衡，而在后續加工過程中，會造成大量應力釋放，出現加工開裂。

所以現有的硬質合金模具沖壓頭與鋼材基座直接釬焊連接方法主要應用于較小焊接面的工件，對于釬焊面積為20-50mm×20-50mm及以上的大方塊，極易導致工件開裂報廢。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種適用于較大釬焊面積、焊接應力較小的硬質合金模具沖壓頭與鋼材基座的釬焊方法。

本發明的技術方案是：?一種硬質合金模具沖壓頭與鋼材基座的釬焊方法，包括釬焊在鋼材基座上的硬質合金模具沖壓頭，具體步驟為：

①?先將鋼材基座的大方塊釬焊面加工分割成互相間隔的小塊；

②?將硬質合金模具沖壓頭釬焊在鋼材基座時，整個工件加熱溫度小于650℃；??

③?控制高頻加熱的區域，將套在工件外的環形加熱圈高度一半的平面和鋼材基座與硬質合金模具沖壓頭的接觸平面平齊放置；

④?釬焊完成后，工件在常溫空氣中緩慢冷卻，以降低釬焊面的內應力。

所述互相間隔的小塊為2-4mm×2-4mm，小塊之間的溝槽寬為2-4mm、深2mm。

所述互相間隔的小塊優選為3mm×3mm，小塊之間的溝槽寬優選為3mm，深2mm。

本發明有益效果：將鋼材基座的大方塊釬焊面加工分割成互相間隔的小塊，釬焊時，每一個小塊都會出現一個局部應力平衡，如小塊局部放大圖3所示；在小塊局部區域內，鋼件同樣受到向外的拉應力，硬質合金受到向內的壓應力，但是由于小塊的尺寸很小，鋼材基座和硬質合金模具沖壓頭在此區域應變差異非常小；另外，焊接冷卻過程非常平衡，都是由每一個小塊的邊緣向內冷卻，由于小塊面積小，基本實現同步冷卻。所以，整個焊接面應力不會出現疊加，焊接內應力減小至大方塊釬焊面的10%以下；后續加工過程中，不會導致工件開裂而報廢。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是鋼材基座釬焊面分割的小塊局部放大圖。

圖4是現有工件的結構示意圖。

圖5是圖4的俯視圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

實施例如圖1-3所示：一種硬質合金模具沖壓頭與鋼材基座的釬焊方法，包括釬焊在鋼材基座上的硬質合金模具沖壓頭，具體步驟為：

①?先將鋼材基座2的大方塊釬焊面加工分割成互相間隔的3mm×3mm小塊3，小塊3之間的溝槽寬為3mm，深2mm；

②?將硬質合金模具沖壓頭1釬焊在鋼材基座2時，整個工件加熱溫度小于650℃；??