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項目綜述
鎢鋼沖頭適用于五金機電加工行業，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、高強度工具材料，具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨、抗彎強度好的特點。由于鎢鋼的精煉、制造和生產燒結工藝復雜，鎢是一種稀有的貴金屬，是一種戰略戰備材料，其價格遠高于普通合金鋼。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
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來料檢測
分別測量鎢鋼和高速鋼的硬度是否符合進料要求。HRA90與HRC60(見下圖)。
圖2 硬度測試圖
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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（見下圖）。然后用超聲波清洗設備和體積95%的乙醇溶液清洗柱和兩端表面。
圖3 進料加工示意
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原子擴散焊接
將準備好的材料夾在原子擴散焊設備中焊接。大偉原子擴散焊設備是一種基于原子級的高端焊接設備，可實現同一金屬或不同金屬的無縫連接，適用于各種金屬材料的精密零件或工業產品的焊接；焊接產品強度高、無疤痕、光滑、變形小、高精度焊接，具有整體焊接的優點。
圖4 焊接成品
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性能測試
大偉工業將從生產批次中提取部分焊接成品進行以下無損和破壞性試驗，以確保該批次產品各方的性能滿足客戶的需求。
? 超聲波探傷焊面檢測
使用超聲波探傷設備檢測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
? 檢測顯微鏡焊縫
用顯微鏡檢測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裂紋等缺陷，初步判斷合格。
圖6 顯微鏡檢測
? 洛氏硬度試驗
在焊接成品中使用洛氏硬度計后圓柱形表面的硬度是否發生明顯變化。通過下圖，可以判斷焊接材料的整體硬度和原材料的硬度沒有明顯變化，初步判斷參數正常。
圖7 洛氏硬度檢測
? 高低溫沖擊試驗
使用高低溫試驗設備將焊接產品在-70~ 300℃高低溫沖擊試驗在環境中反復進行，用于檢查產品內部是否有致命缺陷，并對產品進行抗疲勞沖擊試驗。
圖8 高低溫沖擊試驗
? 焊接表面剪切破壞性試驗
采用5噸剪切力試驗機對焊接產品延伸焊縫進行剪切力損傷試驗，通過下圖剪切值（分別為252）更直觀地檢查焊件的焊接強度.4Mpa、307.3Mpa、276.1Mpa）對強度的初步判斷可以滿足客戶的要求。
圖9 剪切測試
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客戶使用反饋
客戶沖頭的應用場景是 熱沖不銹鋼材料深度8mm。根據客戶反饋，該批沖頭的平均使用壽命為9萬次，客戶原高速鋼沖頭的整體使用壽命約為2萬次。根據上述數據分析，焊接后的沖桿材料的使用壽命約為高速鋼材料的整體4~大大降低了生產成本，大大提高了生產效率。
表1 對比產品的使用壽命
熱沖不銹鋼，沖擊深度8mm
大焊接沖頭
普通高速鋼沖頭
累計壽命約9w次
累計壽命約2w次
沖頭/沖桿產品的應用主要包括以下參數信息，但以下參數涉及客戶產品的保密性，因此無法顯示以下參數信息。
表2 沖頭/沖桿應用參數
公稱力
沖壓頻率
材料周長
材料厚度
材料牌號
材料硬度
抗剪強度
KN
次/分鐘
mm
mm
/
/
Mpa
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