各種壓鑄機沖頭的應用

常寧市宏安金屬材料有限公司

一、各種壓鑄機沖頭的應用的慨況：

壓力鑄造是近代金屬加工工藝中發(fā)展較快的一種先進的少、無切削特種鑄造方法。該方法的生產(chǎn)過程是將液態(tài)金屬在高速高壓作用下射入緊鎖的模具型腔內(nèi)并保壓結晶直至凝固，使原材料變?yōu)榘氤善坊虺善?。它所獲得的鑄件表面粗糙度通?？蛇_Ral.6~Ra25,尺寸精度高（可達CT2~CT5),機械性能好，生產(chǎn)效率高，是一種精密成型工藝[3]建國50多年來，我國的壓鑄工業(yè)從無到有，壓鑄生產(chǎn)有了相當大的發(fā)展，隨著我國汽車、摩托車、家用電器、計算機等工業(yè)的發(fā)展，再到如今5G、新能源汽車等對壓鑄件的需要量日益增加，以生產(chǎn)優(yōu)質、精密、大型壓鑄件的壓鑄工業(yè)得到高速的增長和發(fā)展。

然而同國外壓力鑄造相比，我國壓力鑄造仍然存在很多不足，首先壓鑄機沖頭的壽命就很低！壓鑄機沖頭在壓鑄生產(chǎn)中是傳遞壓力的關鍵部件。它以2×10°kN/m的比壓，以100m/s左右的高速施加與液態(tài)金屬使其充填壓鑄模型腔，從而獲得高質量的壓鑄件。壓鑄機沖頭所處環(huán)境十分惡劣，使用壽命很低，短則一兩個班次就得更換一個壓鑄機沖頭，由此給經(jīng)濟帶來了很大損失。

所以提高壓鑄機沖頭的使用壽命是壓鑄生產(chǎn)中急待解決的問題。

目前比較常用的壓鑄機沖頭有灰口鑄鐵沖頭、砂鑄球鐵沖頭、連鑄球鐵沖頭、涂層鋼沖頭、鈹青銅沖頭。

3.1灰口鑄鐵沖頭

灰口鑄鐵是一種最常用的鑄鐵材料，有廉價、易得、加工性能好、導熱性能好、熱膨脹系數(shù)?。?11.3~11.9)×10-6/C)等特點。但其強度低、質脆、作為沖頭材質的主要缺點是壽命較短、不耐用，通常能用幾百型，甚至只能用幾十型。隨著球墨鑄鐵制作技術成熟，灰口鑄鐵沖頭已被絕大多數(shù)廠家所放棄。

3.2砂鑄球墨鑄鐵沖頭

球鐵是球狀石墨鑄鐵的簡稱，它是一種新型的工程材料。據(jù)最新公布的資料表明，現(xiàn)代加鎂球鐵是美國公司的青年科技工作者K.D.Millis于1943年4月12日首次研制成功的，他在鑄鐵中加入鎮(zhèn)鎂合金并用硅鐵孕育，發(fā)現(xiàn)鑄鐵中的石墨呈球狀。隨后，英國學者H.Morrgh也于1947年成功研制了加鎂現(xiàn)代球鐵。

球鐵具有優(yōu)良的綜合機械性能，其抗拉強度最高可達到1600MPa,延伸率1~20%,沖擊韌性（無缺A試樣）可達到150J/cm²,從表1-1可以看出球鐵的機械性能已超過了灰口鑄鐵和可鍛造鑄鐵，達到甚至高于于碳鋼或合金鋼的水平。球鐵的缺口敏感性比鋼低，延展性也優(yōu)于鋼，其耐磨性不僅優(yōu)于碳鋼，而且還優(yōu)于某些合金鋼，球鐵還具有抗磨、耐熱、耐酸、耐堿等優(yōu)良使用性能，可以用來代替一部分特種鋼、合金

3.2.3涂層鋼沖頭

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，這種沖頭基體硬度只有175HB,而表面硬度可達50HRC(3)。涂層鑄鋼硬度較低的基體和硬度較高的表面涂層的結構使其具備了較高的耐磨性和退讓性，這不僅使其壽命大大提高，而且也減少了對熔杯的磨損。

但是壓鑄機沖頭是在急冷及熱的環(huán)境下工作，涂層鋼沖頭表面噴涂了高硬合金層，而合金層與基體45號鋼有著不同熱膨脹率。在長時間收到冷熱沖擊，及摩擦的情況下會導致合金層從表面脫落。由于合金層的硬度高達50HRC,這樣脫落的合金層形成摩屑會對缸體造成損傷。而缸體大多用鍛造合金模具鋼組合制作，存在原材料價格高、工序復雜、制造周期長、加工費用高、組合安裝精度低等缺點，使模具制作成本居高不下。缸體一旦損壞，將會給生產(chǎn)帶來極大的損失。

3.2.4 H13沖頭

H13鋼高的強度和硬度，使用壽命也可達幾千上萬次，但是由于與壓室材料相同，硬度接近，容易粘連，會加速壓室的磨損，考慮到壓室甚至整個壓鑄模具的成本，某種程度上得不償失。

3.2.4鈹青銅沖頭

國外壓鑄機沖頭一般選用銅合金合作材料，如名牌商品Ampcoloy3-20(含Be2%)及Ampcoloygl-20(含Be0.2%,Co1%和Nil%)在世界上許多地方得到了成功的應用，這兩種合金都是通過低溫熱處理而彌散強化的[33]。BeCu20是兩種合金中強度最高的，耐磨和沖擊韌性也最好，硬度達到HRC38-42,熱導率105，其壓鑄機沖頭壽命在2萬次左右。長期以來，國內(nèi)壓鑄機壓射沖頭傳統(tǒng)地采用球鑄鐵制作。然而，由于球鐵的導熱性及韌性指標相對低，難以適應壓射頭高速、高溫的工況條件，使用壽極低，一般使用1000~1500模次后就已失效。另外，E于球鐵材料的變形阻尼較高，操作不當時往往會出咬缸、卡缸等現(xiàn)象，對壓室的使用壽命產(chǎn)生不良影響更換壓射沖頭和咬缸、卡缸是影響壓鑄機生產(chǎn)效率的主要因素之一。鈹銅是銅合金中強度、硬度較高的合金材料。該材料具有高的彈性、良好的導熱性和耐磨性。

采用鈹銅材料制作沖頭，與球鐵材料相比較可以減小沖頭表面的磨損。鈹銅的導熱性非常優(yōu)越，其導熱系數(shù)約為球鐵材料的6~7倍。合適的硬度及高的導熱性能、可使鈹銅壓射沖頭在工作中具有較理想的抗高壓金屬液“沖刷”沖頭表面的能力。

當沖頭與液態(tài)金屬接觸時，因鈹銅合金高的導熱性，可將熱量迅速向后傳遞，經(jīng)冷卻水快速傳熱，故在接觸區(qū)域可形成激冷區(qū)，使與沖頭相接觸的金屬液，在壓射增壓之前激冷形成凝固結殼層。結殼層的出現(xiàn)有助于防止增壓過程中液態(tài)金屬滲入沖頭與壓室的間隙內(nèi)而產(chǎn)生“沖刷”作用，從而避免產(chǎn)生磨損和咬合卡死。

宏安公司在傳統(tǒng)的鈹青銅合金基礎上，通過調整化學成分及采用適當?shù)臒崽幚砉に?，試制了適合工況條件的鑄造鈹銅壓射沖頭，并進行了生產(chǎn)應用。深受廣大客戶青睞！

四、鈹銅沖頭使用壽命對比：

注：美國沖頭使用壽命包括修復后和新沖頭合計壽命。對磨損失效后的沖頭分析發(fā)現(xiàn)，沖頭的磨損形式是多種多樣的，很難用某一種摩擦學觀點進行闡述。沖頭的磨損既有粘著磨損、磨粒磨損、腐蝕磨損，也存在“沖刷“磨損等形式。其中以磨粒磨損和“沖刷“磨損所引起的沖頭表面出現(xiàn)“溝槽”現(xiàn)象為沖頭磨損的主要原因

鈹銅沖頭的優(yōu)點：

4、1可大幅提高壓鑄機使用效率，節(jié)約生產(chǎn)成本。

4、2大幅減少次品率，提高綜合回收率。

4、3大尺寸的鈹銅沖頭在使用失效后，可以再加工車削改為少一個規(guī)格的繼續(xù)使用。

4、4廢料回收經(jīng)濟價值高于廢鐵。

五、經(jīng)濟數(shù)據(jù)對比：

六、以下是本公司產(chǎn)品部分型號規(guī)格：

歡迎各位新老客戶來圖定制，打造您的專屬產(chǎn)品。

七、公司部分產(chǎn)品展示：


 

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