[發明專利]一種壓鑄機壓射沖頭的制造方法

有效

• 申請號: 201410405176.5
• 申請日: 2014-08-16
• 公開（公告）號: CN104148609A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 劉金海;江晗;趙雪勃;董天順;李國祿;張建軍
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B22D17/20
• 分類號: B22D17/20;C22C37/04;C22C37/10
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 胡安朋

技術領域

本發明的技術方案涉及壓力鑄造用的零件，具體地說是一種壓鑄機壓射沖頭的制造方法。

背景技術

壓力鑄造是近代金屬加工工藝中發展較快的一種先進的鑄造方法，它具有生產效率高、工序簡單、鑄件公差等級高、表面粗糙度低和力學性能好等優點，在汽車、家電和通訊等行業得到了廣泛應用。壓鑄機壓射沖頭是壓鑄生產中傳遞壓力的極其重要的關鍵部件,其質量和使用壽命將直接影響壓鑄機的生產效率和生產成本。壓鑄生產時，壓鑄機壓射沖頭以約7～10m/s的速度和約2×10³MPa高壓將澆入壓室中的液態金屬推送進入模具型腔，沖頭直接與高溫金屬液接觸，工作溫度約為600℃且冷熱交替。工作過程中，壓鑄機壓射沖頭受高溫高壓作用，與壓室高速摩擦，工作環境極其嚴酷，易造成磨損失效及咬合卡死等問題，致使增加了鑄造成本，降低了生產效率。

目前，國外壓鑄機壓射沖頭一般采用鈹青銅，在壓鑄機合力模為400T的條件下其壽命大致在1～2萬模次，但鈹青銅價格昂貴，有毒，國內很少使用。我國常使用的沖頭材料為灰鑄鐵、涂層鋼或球墨鑄鐵。灰鑄鐵具有強度低、質脆的特點，作為沖頭材質的主要缺點是壽命較短、不耐用，在壓鑄機合力模為125T的條件下通常能用200～500型，甚至只能用幾十型。涂層鋼沖頭即在45號鋼基體表面熱噴涂約0.3mm厚的高硬金屬層，涂層鋼沖頭基體硬度只有175HB，而表面硬度可達50HRC，這就使得其具有較高的耐磨性和退讓性，減少了對壓室的磨損，提高了沖頭的使用壽命，在壓鑄機合力模為125T的條件下使用壽命約為4000模次。但是，涂層鋼沖頭制造工序復雜，價格較高，性價比較低，另外由于涂層與基體45號鋼有不同熱膨脹率，在長時間受到高溫高壓且冷熱循環以及高速摩擦的作用下會導致涂層脫落，由于其涂層的硬度高，脫落的涂層形成摩屑會對壓射室造成嚴重損傷。球墨鑄鐵具有較好的強度和塑性，硬度不高，與熔缸能較好的配副，但是現有的球墨鑄鐵沖頭在壓鑄機合力模為125T的條件下使用壽命一般為1000～1500模次，使用壽命較短，不能滿足實際生產要求。現有技術中，CN102218521A公開了一種耐久性長的壓鑄機沖頭，是一種銅基合金沖頭，在銅基合金中添加了許多貴重的合金元素，并且必須以純金屬的方式加入，同時由于合金元素之間的熔點差別大，熔制工藝復雜，冶煉比較困難，所以生產成本高。

綜上所述，現有壓鑄機壓射沖頭的制造方法制造的壓鑄機壓射沖頭使用壽命低，或/和制造工序復雜，或/和價格較高，致使壓鑄機壓射沖頭產品的性價比較低，嚴重影響到壓鑄行業的生產效率和生產成本。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種壓鑄機壓射沖頭的制造方法，是一種含碳化物等溫淬火球墨鑄鐵的耐磨壓鑄機壓射沖頭的制造方法，克服了現有壓鑄機壓射沖頭的制造方法制造的壓鑄機壓射沖頭使用壽命低，或/和制造工序復雜，或/和價格較高，致使壓鑄機壓射沖頭產品的性價比較低，嚴重影響到壓鑄機的生產效率和生產成本的缺陷。

本發明解決該技術問題所采用的技術方案是：一種壓鑄機壓射沖頭的制造方法，是一種含碳化物等溫淬火球墨鑄鐵的耐磨壓鑄機壓射沖頭的制造方法，步驟如下：

第一步，原料配置：

按原料元素的質量百分比：3.5～3.8％C、2.6～2.8％Si、0.8～1.2％Mn、0.7～1.2％Cr、0.2～0.4％Mo、0.1～0.3％V、0.03～0.06％P、0.01～0.02％S和其余為Fe，稱取所需量的原料：生鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鉬鐵和釩鐵；

第二步，原料的熔煉：

將第一步配置好的原料置于中頻感應電爐內進行熔煉，至全部原料熔化，并使鐵液升溫到1500～1550℃；

第三步，球化處理和孕育處理：

稱量占第二步的鐵液重量百分比1.2～1.6％的稀土鎂硅鐵球化劑和占第二步的鐵液重量百分比0.4～0.8％的硅鋇合金孕育劑,將它們一起加入到球化和孕育處理包內，表面覆蓋占第二步的鐵液重量百分比0.8～1.2％的鐵片，再將第二步熔煉好的溫度為1500～1550℃鐵液沖入到該球化和孕育處理包中，待鐵液反應完畢得到合金液后扒渣準備澆注；

第四步，澆注成型：