1
項(xiàng)目綜述
鎢鋼沖頭適用于五金機(jī)電加工行業(yè)，一般安裝在沖壓模具上，使材料分離或塑性變形，以獲得所需的部件。鎢鋼作為典型的高硬度、高強(qiáng)度工具材料，具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨、抗彎強(qiáng)度好的特點(diǎn)。由于鎢鋼的精煉、制造和生產(chǎn)燒結(jié)工藝復(fù)雜，鎢是一種稀有的貴金屬，是一種戰(zhàn)略戰(zhàn)備材料，其價(jià)格遠(yuǎn)高于普通合金鋼。鑒于此，考慮到成本和性能，鎢鋼和其他常用鋼通常通過(guò)焊接制成鎢鋼合金工具，可以在保證性能的前提下大大降低成本。
圖1 成品示意圖
2
來(lái)料檢測(cè)
分別測(cè)量鎢鋼和高速鋼的硬度是否符合進(jìn)料要求。HRA90與HRC60(見(jiàn)下圖)。
圖2 硬度測(cè)試圖
3
焊接材料
將直徑φ8鎢鋼和高速鋼棒分別切割φ8x8mm及φ8x92mm圓柱體，拋光兩端表面，確保兩端表面平行（見(jiàn)下圖）。然后用超聲波清洗設(shè)備和體積95%的乙醇溶液清洗柱和兩端表面。
圖3 進(jìn)料加工示意
4
原子擴(kuò)散焊接
將準(zhǔn)備好的材料夾在原子擴(kuò)散焊設(shè)備中焊接。大偉原子擴(kuò)散焊設(shè)備是一種基于原子級(jí)的高端焊接設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)同一金屬或不同金屬的無(wú)縫連接，適用于各種金屬材料的精密零件或工業(yè)產(chǎn)品的焊接；焊接產(chǎn)品強(qiáng)度高、無(wú)疤痕、光滑、變形小、高精度焊接，具有整體焊接的優(yōu)點(diǎn)。
圖4 焊接成品
5
性能測(cè)試
大偉工業(yè)將從生產(chǎn)批次中提取部分焊接成品進(jìn)行以下無(wú)損和破壞性試驗(yàn)，以確保該批次產(chǎn)品各方的性能滿足客戶的需求。
? 超聲波探傷焊面檢測(cè)
使用超聲波探傷設(shè)備檢測(cè)焊接表面是否有氣泡、孔等缺陷。從下圖超聲波探傷圖可以看出，高速鋼與鎢鋼焊接處沒(méi)有明顯的缺陷波幅，初步判斷符合要求。
圖5 超聲波探傷
? 檢測(cè)顯微鏡焊縫
用顯微鏡檢測(cè)鎢鋼與高速鋼接縫處是否有裂紋等缺陷。從以下高倍顯微鏡圖可以看出焊接處無(wú)裂紋等缺陷，初步判斷合格。
圖6 顯微鏡檢測(cè)
? 洛氏硬度試驗(yàn)
在焊接成品中使用洛氏硬度計(jì)后圓柱形表面的硬度是否發(fā)生明顯變化。通過(guò)下圖，可以判斷焊接材料的整體硬度和原材料的硬度沒(méi)有明顯變化，初步判斷參數(shù)正常。
圖7 洛氏硬度檢測(cè)
? 高低溫沖擊試驗(yàn)
使用高低溫試驗(yàn)設(shè)備將焊接產(chǎn)品在-70~ 300℃高低溫沖擊試驗(yàn)在環(huán)境中反復(fù)進(jìn)行，用于檢查產(chǎn)品內(nèi)部是否有致命缺陷，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行抗疲勞沖擊試驗(yàn)。
圖8 高低溫沖擊試驗(yàn)
? 焊接表面剪切破壞性試驗(yàn)
采用5噸剪切力試驗(yàn)機(jī)對(duì)焊接產(chǎn)品延伸焊縫進(jìn)行剪切力損傷試驗(yàn)，通過(guò)下圖剪切值（分別為252）更直觀地檢查焊件的焊接強(qiáng)度.4Mpa、307.3Mpa、276.1Mpa）對(duì)強(qiáng)度的初步判斷可以滿足客戶的要求。
圖9 剪切測(cè)試
6
客戶使用反饋
客戶沖頭的應(yīng)用場(chǎng)景是 熱沖不銹鋼材料深度8mm。根據(jù)客戶反饋，該批沖頭的平均使用壽命為9萬(wàn)次，客戶原高速鋼沖頭的整體使用壽命約為2萬(wàn)次。根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析，焊接后的沖桿材料的使用壽命約為高速鋼材料的整體4~大大降低了生產(chǎn)成本，大大提高了生產(chǎn)效率。
表1 對(duì)比產(chǎn)品的使用壽命
熱沖不銹鋼，沖擊深度8mm
大焊接沖頭
普通高速鋼沖頭
累計(jì)壽命約9w次
累計(jì)壽命約2w次
沖頭/沖桿產(chǎn)品的應(yīng)用主要包括以下參數(shù)信息，但以下參數(shù)涉及客戶產(chǎn)品的保密性，因此無(wú)法顯示以下參數(shù)信息。
表2 沖頭/沖桿應(yīng)用參數(shù)
公稱力
沖壓頻率
材料周長(zhǎng)
材料厚度
材料牌號(hào)
材料硬度
抗剪強(qiáng)度
KN
次/分鐘
mm
mm
/
/
Mpa
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哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授、專家、國(guó)內(nèi)外主要研究機(jī)構(gòu)
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