一种复合压铸冲头制造技术

一种复合压铸冲头。属冲压铸造中压铸机的配用部件。包括冲头，冲头中心的轴向装配孔，孔内壁连接用螺纹，其特征是由铸铁材料构成的圆柱状冲头芯和浇铸包覆在冲头芯外缘的铍青铜合金材料构成的工作层复合而成；所述构成工作层的铍青铜合金材料是Be-Cu-Co合金材料，其组分的重量百分比为：铍Be?0.8-2.5％；钴Co?2.0-2.5％；其余加入铜Cu至100％。所述的浇铸包覆在冲头芯外缘的工作层的内腔与冲头芯的外周之间不是轴向平直地铸为一体或镶套在一起，而是冲头芯的外周轴向均匀分布有至少2个凸齿，凸齿之间设计成均匀分布的凹槽。与现有技术相比：具有铍青铜压铸冲头同样的良好材料性能和使用效果，使用寿命达12000次以上；而减少了铍青铜材料60％，使用成本大幅度地降低。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属冲压铸造中压铸机的配用部件，特别是一种复合压铸冲头。
技术介绍
压铸冲头是冲压铸造中压铸机的配用易耗部件，工作中要与700°C以上的融熔态铝水接触，经受反复的冷热循环使用，这种工况要求其材料必须具有良好的高温强度、高耐磨性、高导热性、高耐热疲劳强度和良好的坚韧性及抗高温氧化性。传统的铸铁材料压铸冲头耐磨性、抗高温氧化性、耐热疲劳强度均相当差，导致使用寿命低于2000 次，而且还容易拉伤由昂贵材料构成的压铸机压室，造成实际使用中每班都需要更换，不但加大了操作人员的劳动强度，而且综合成本居高不下。克服传统的铸铁材料压铸冲头不足，第二代压铸冲头如图3所示的文献 1ZL032339704公开的双金属压铸冲头，由普通的铸铁冲头芯02和3—5mm铍青铜的工作层 01组成，采用铸造工艺将铸铁和铍青铜铸为一体，或如该文献说明书具体实施方式中所述的镶套在一起。其在实际使用中存在如下不足1、如该文献说明书附图中提示的，3-5mm铍青铜的工作层01仅仅存在于铸铁冲头芯02的外周，冲头芯顶端的圆形面上并没有铍青铜的工作层，影响其实际使用效果。2、铸铁冲头芯02的外周3-5mm铍青铜的工作层的厚度太小，一方面给铸为一体时的工艺造成难以克服的困难，导致产品合格率很低；另一方面，更主要的3-5mm铍青铜的工作层太薄，使其实际使用寿命不长。3、采用铸造工艺将铸铁和铍青铜铸为一体或镶套在一起，因工作层的内腔与冲头芯的外周之间是轴向平直地铸为一体或镶套在一起，其镶套面上的联结强度不足于承受实际使用工况中巨大的轴向冲击力，往往出现工作层从冲头芯上剥离脱落。为克服现有的第二代双金属压铸冲头的不足，第三代现有的压铸冲头采取整个冲头，即冲头芯与工作层全部为铍青铜材料。其性能较好地满足了压铸冲头的工况要求，但其昂贵的使用成本让用户难以承受。由此可见，研究并设计一种具有铍青铜压铸冲头的良好材料性能和使用效果，又大幅度地降低了使用成本的复合压铸冲头是必要的。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术的不足，研究并设计一种具有铍青铜压铸冲头的良好材料性能和使用效果，又大幅度地降低了使用成本的复合压铸冲头。本专利技术目的是这样实现的一种复合压铸冲头，包括圆柱状冲头，位于冲头中心的轴向装配孔，装配孔内壁设计有与压铸机装配连接用的螺纹，其特征是圆柱状冲头由铸铁材料构成的圆柱状冲头芯，和浇铸包覆在冲头芯外缘的铍青铜合金材料构成的工作层复合而成；所述构成工作层的铍青铜合金材料是Be-Cu-Co合金，将组分的重量百分比为铍Be 0. 8-2. 5% ；钴Co 2. 0-2. 5% ；其余加入铜Cu至100%的合金，定义为Be-Cu-Co合金。所述的浇铸包覆在冲头芯外缘的工作层的内腔与冲头芯的外周之间不是轴向平直地铸为一体或镶套在一起，而是冲头芯的外周轴向均勻分布有至少2个凸齿，凸齿之间设计成均勻分布的凹槽。所述的凸齿的高度b与凹槽的深度c相等。所述的凸齿的高度b与其弦长a之间的比例范围为1 9-1 13。所述的凹槽的两槽边夹角α为75° -90°。所述的浇铸包覆在冲头芯外缘的铍青铜合金材料构成的工作层，还包括浇铸包覆在冲头芯顶端的圆形面上的铍青铜合金材料构成的工作层。所述的浇铸包覆在冲头芯外缘的工作层的厚度大于5毫米。本专利技术的技术方案经初步实施，与现有技术相比显示了如下有益效果1、大幅度地降低了使用成本。与现有的整个冲头全部为铍青铜材料的压铸冲头相比，减少了铍青铜材料60 %，使用成本必然大幅度地降低。2、具有铍青铜压铸冲头相同的良好材料性能和使用效果。与文献1公开的双金属压铸冲头相比，由于工作层包覆包括冲头芯顶端的圆形面上的整个工作面，且厚度大于 5毫米，又在工作层的内腔与冲头芯的外周之间不是轴向平直地铸为一体或镶套在一起，而是增加轴向均勻分布的凸齿和凹槽，加大了联结面积，从而增加了联结强度，足以承受实际使用工况中巨大的轴向冲击力，不会出现工作层从冲头芯上剥离脱落的情况。其使用寿命达12000次以上。附图说明图1为符合本专利技术主题结构的示意图；图2为图1中A——A剖面示意图；图3为文献1公开的双金属压铸冲头结构示意图。具体实施方式以下结合附图将本专利技术的实施细节说明如下如图1所示，一种复合压铸冲头，包括圆柱状冲头1，位于冲头中心的轴向装配孔 2，装配孔内壁设计有与压铸机装配连接用的螺纹21，其特征是圆柱状冲头由铸铁材料构成的圆柱状冲头芯11，和浇铸包覆在冲头芯外缘的铍青铜合金材料构成的工作层12复合而成；所述构成工作层的铍青铜合金材料是Be-Cu-Co合金材料，其组分的重量百分比为铍Be 0. 8-2. 5% ；钴 Co 2. 0-2. 5% ；其余加入铜 Cu 至 100%。如图2所示，所述的浇铸包覆在冲头芯11外缘的工作层12的内腔与冲头芯的外周之间不是轴向平直地铸为一体或镶套在一起，而是冲头芯的外周轴向均勻分布有至少2 个凸齿13，凸齿之间设计成均勻分布的凹槽14。所述的凸齿13的高度b与凹槽14的深度 c相等。所述的凸齿13的高度b与其弦长a之间的比例范围为1 9-1 13。所述的凹槽14的两槽边夹角α为75° -90°。如图1所示，所述的浇铸包覆在冲头芯11外缘的铍青铜合金材料构成的工作层 12，还包括浇铸包覆在冲头芯顶端的圆形面上的铍青铜合金材料构成的工作层。所述的浇铸包覆在冲头芯11外缘的工作层12的厚度大于5毫米。实施例1述构成工作层的铍青铜合金材料是Be-Cu-Co合金材料，其组分的重量百分比为铍Be 0.8%;钴Co 2.0% ；其余加入铜Cu至100%。工作层的厚度8毫米。冲头芯的外周轴向均勻分布有至少4个凸齿和凹槽，其中凸齿的高度b与其弦长a之间的比例范围为1 9;凹槽的两槽边夹角α为75°。实施例2述构成工作层的铍青铜合金材料是Be-Cu-Co合金材料，其组分的重量百分比为铍Be 1.8%;钴Co 2. 3%;其余加入铜Cu至100%。工作层的厚度10毫米。冲头芯的外周轴向均勻分布有至少4个凸齿和凹槽，其中凸齿的高度b与其弦长a之间的比例范围为1 11;凹槽的两槽边夹角α为80°。实施例3述构成工作层的铍青铜合金材料是Be-Cu-Co合金材料，其组分的重量百分比为铍Be 2. 5%;钴Co 2. 5%;其余加入铜Cu至100%。工作层的厚度12毫米。冲头芯的外周轴向均勻分布有至少4个凸齿和凹槽，其中凸齿的高度b与其弦长a之间的比例范围为1 13;凹槽的两槽边夹角α为90°。 实施方法1、按常规铸铁浇铸工艺完成冲头芯浇铸，其中冲头芯模具中设计有与上述实施例中相匹配的冲头芯的外周轴向均勻分布的凸齿和凹槽个数、凸齿高度b与其弦长比、凹槽的两槽边夹角度数。2、在完成的冲头芯上，按常规铍青铜浇铸工艺包覆浇铸上述实施例中工作层的厚度、材料组分的铍青铜工作层。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合压铸冲头，包括圆柱状冲头(1)，位于冲头中心的轴向装配孔0)，装配孔内壁设计有与压铸机装配连接用的螺纹(21)，其特征是圆柱状冲头由铸铁材料构成的圆柱状冲头芯(11)，和浇铸包覆在冲头芯外缘的铍青铜合金材料构成的工作层(12)复合而成； 所述构成工作层的铍青铜合金材料是Be-Cu-Co合金。2.根据权利要求1所述的一种复合压铸冲头，其特征是所述的浇铸包覆在冲头芯(11) 外缘的工作层(1 的内腔与冲头芯的外周之间不是轴向平直地铸为一体或镶套在一起， 而是冲头芯的外周轴向均勻分布有至少2个凸齿(1 ，凸齿之间设计成均勻分布的凹槽 (14)。3.根据权利要求1或2所述的一种复合压铸冲头，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁远勇，虞建平，张铎，刘国清，
申请(专利权)人：镇江汇通金属成型有限公司，
类型：实用新型
国别省市：