[发明专利]一种梅花内六角冲针及针头的制备方法

说明书

本发明属于金属冲压技术领域，特别涉及一种梅花内六角冲针及针头的制备方法。该梅花内六角冲针为A型冲针，包含T头、针杆和针头；其中T头和针杆为高速钢材料；针头为硬质合金材料，以质量百分数计，包括混合粉末92.5～94.5％，成型剂5.5～7.5％；混合粉末包含WC 83.5～88.5％和Co 11～16％，还包括Cr₃C₂或VC 0.3～0.65％；成型剂由石蜡、低分子耦合剂和高分子聚合物组成。针头的制备方法包括球磨、混炼、制粒、注射成形、脱脂和烧结等工艺；根据本发明制备的梅花内六角冲针的强度、硬度、耐高温性、耐磨性、韧性等性能优异，生产成本低，使用寿命长，产品一致性好，废品率低于3‰。

技术领域

本发明属于金属冲压技术领域，特别涉及一种梅花内六角冲针及针头的制备方法。

背景技术

在冷冲压加工中，冲压模具用于将金属或非金属材料加工成零件或半成品。冲针又名冲头，是冲压模具工作中必不可少的配件，属于可更换的模具耗材；安装在冲压模具上的冲针进行连续冲裁冲压冲断作业，使被加工材料发生分离或塑性变形，从而获得所需要的成品或者半成品。

目前，用于实际生产冲针的材料主要为钢铁或硬质合金，在大批量的五金产品生产中，存在磨损、变形、粘料等缺陷，造成废品率高、冲针使用寿命短的问题。而硬质合金具有高强度、高硬度和高耐磨性的优点，有助于提高产品一致性、降低废品率、延长使用寿命、提高生产效率；但在实际生产中，其硬质合金冲针的后续加工工序多、难度大、成本高等问题日益突出，且仅局限于形状简单、成型面较平整的产品生产。因此，开发一种生产成本低、使用寿命长的硬质合金冲针，特别是对于梅花内六角螺钉这种形状复杂类冲针的生产，具有极大商业价值。

粉末注射成形的主要优点在于能实现形状复杂零件的低成本精密成形，能精确制造具有复杂形状特征的高性能零件，如各种外部切槽、外螺纹、锥形内表面和外表面、交叉孔和盲孔等等，具有以上特征的零件都是用常规粉末冶金方法无法得到的。

然而，在粉末注射成形中，硬质合金喂料强度和密度低、流动性差，其注射过程是一个非牛顿流体的非等温、非均匀、非稳态复杂流动过程，表现出流动性差、凝固速度快，易造成型腔充填不满，毛坯易断裂，易出现欠注、孔洞、变形、断裂、毛边、夹心、密度梯度、表面缺陷和生坯单重不一等结构缺陷。因此，采用合理的硬质合金粉末注射工艺十分关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种梅花内六角冲针及针头的制备方法，具体技术方案如下：

一种梅花内六角冲针，所述冲针为A型冲针，包括T头、针杆和针头，其中T头和针杆材料为高速钢，针头材料为WC-Co硬质合金，通过焊线将两部分材料连接；

其中WC-Co硬质合金包括混合粉末92.5～94.5％、成型剂5.5～7.5％；其中混合粉末包括WC 83.5～88.5％和Co 11～16％，还包括Cr₃C₂或VC 0.3～0.65％；成型剂包括石蜡60％～70％、低分子耦合剂5％～15％和高分子聚合物20％～35％；WC粉末的费氏粒度为0.4～0.6μm，Co粉末的费氏粒度为1～2μm。

所述成型剂为石蜡-低分子耦合剂-高分子聚合物组成的多组元粘结剂；

所述冲针的各部分尺寸为L1:L2＝4:3，H＝2.5P＝1.5D，P＝3～6mm，T/P＝1.01～1.1；其中T为T头的长度，T头的直径为H；L1为针杆的长度，针杆的直径为D；L2为针头的长度，针头的直径为P。

所述针头具有随梅花凸头分布的凹槽，针头前端面为梅花突起结构，中心带有深度为1～2.5mm、直径为P/2的凹孔。

所述石蜡为硬质合金高纯石蜡，高分子聚合物为高密度聚乙烯、聚丙烯、低密度聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或一种以上，低分子耦合剂为硬脂酸、邻苯二甲酸二辛脂或邻苯二甲酸二丁酯中的一种或一种以上。