[实用新型]一种激光合金化处理的压射头

说明书

技术领域

本实用新型属于压铸机用的球墨铸铁压铸冲头技术领域。

背景技术

压射头是铝合金压铸行业的耗材。压射头与压室配合，将熔融状态的铝合金液推入压铸模型内，使铝合金液凝固成形为设计的零件。我国大部分压铸厂采用球墨铸铁制作压射头，平均冲压铝制品件300-500模后，压射头失效。为了减少压射头消耗量，节约成本，国内外相继开发了多种新型压射头。其中以合金铸铁和铍青铜压射头最为典型。合金球墨铸铁压射头成本低廉，加工方便，但是寿命提高效果不显著。铍青铜压射头在国外应用较广，但是由于铍有毒性，而且铍青铜压射头成本高、对工作环境要求苛刻，所以在国内没有成功推广。

现有技术中，压铸机冲头通常采用球墨铸铁制作，它具有成本低的特点，但其耐磨性，导热性以及韧性较差，因而使用寿命较短。有的厂家利用铍青铜具有很好的耐磨性、导热性和韧性，使用铍青铜压铸冲头，其使用寿命达上万次，但其价格昂贵，很多厂家宁愿采用球墨铸铁冲头。也有的厂家采用新的铸造工艺制作双金属压铸冲头，但其制作过程复杂，增加了成本，不利于推广。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种球墨铸铁激光合金化处理的压铸冲头，以提高冲头的硬度，增加耐磨性，提高冲头的使用寿命。同铍青铜相比，降低了制造成本，更利于推广。

本实用新型的特征在于：按设计图纸加工好的球墨铸铁压射头，激光合金化后，对涂覆在该压射头外圆柱面的碳化物合金化涂料用激光进行合金化处理而成，该激光合金化层的图案由沿着压射头轴向分布的环绕该压射头外圆柱面的激光合金化带排列而成，所走激光合金化层的基体是上亚共晶白口组织，内部在每平方毫米上分布着10⁵个以上且直径小于1微米的碳化物颗粒。所述激光合金化的图案在该压射头端部通过使合金化带搭接部分实现紧密处理，处理部分占压射头工作表面的1/3而其余部分通过使各激光合金化带之间留有间隙，实现间隔处理，在所述紧密处理部分和间隔处理部分之间留有处理间隔。所述激光合金化层的图案在该压射头端部通过使各激光合金化带之间留有间隙实现间隔处理，处理部分占压射头工作表面的2/3，其余部分使各激光合金化带有部分搭接，实现紧密处理；紧密处理和间隔处理，在所述间隔处理部分和紧密处理部分之间留有处理的间隔。

本实用新型的效果如下：

1、合金球墨铸铁硬度(HB280)高于普通球墨铸铁(HB200)，但是仍不足以满足压射头恶劣的工作环境，尤其是当配合压室内壁黏附铝合金液和硬质点后，压射头会加剧磨损。激光合金化层硬度大于HRC60，可以抗拒磨粒磨损。

2、铍青铜压射头价格昂贵，铍是剧毒材料。激光合金化工艺简单，无三废排放。热作模具钢压射头对压室的磨损严重。激光合金化压射头表层硬、内部软，具有一定退让性，合金化带有间隙，有利于润滑油膜连续，符合抗磨机理。

附图说明

图1、激光合金化过程示意图；1.a、起始过程；1.b1第一条移动示意图；1.b2、移动5mm时的示意图；1.b3、移动3mm时的示意图。    

图2、合金化图案，4是合金化带的带宽，5是间隔；2a、图案1；2b图案2。

图3、在移动2形成的图案1的示意图。

具体实施方式

下面描述Φ60压射头的加工过程：

1、毛坯控制

毛坯采用QT600-3，要求含C3.6％-3.8％，含Si2.0％-2.2％。石磨球化达到或好于3级，石磨球大小达到或好于5级，珠光体含量大于80％。

2、机加工

按照图纸加工压射头毛坯，加工余量为0.5mm。

3、涂覆涂料

在压射头外圆柱面涂覆市售的，清华大学研制的HT-2激光合金化涂料。涂料厚度为0.05mm。

4、激光处理：功率2000W，光斑直径3mm，扫描线速度400mm/min。

a、压射头装卡在机床的卡盘上，用百分表测量，径向跳动小于0.03mm。

b、激光对准加工位置，起始点边界距离压射头端面0.5mm，激光位置固定。

c、启动机床转动，速度1～2打开激光器，使光斑沿压射头圆柱面扫描一周，形成一条合金化带，关闭激光。(见图1.a，图中1为压射头，2为机床卡盘，3为激光合金化带宽为3.5mm)

d、激光沿压射头轴向平移2mm(即合金化带搭接1mm)，重复过程c，形成另一条合金化带。(见图1.b1)

e、重复过程d，共搭接8次。

f、激光沿压射头轴向平移5mm，重复过程c(图1.b2)。或者