專利名稱：一種壓鑄機沖頭的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于壓力鑄造設備，是壓鑄機的易損配件，特別是一種壓鑄機沖頭。
背景技術：
壓鑄機沖頭是壓力鑄造中壓鑄機的易損配件，工作中主要與700°C以上的融熔鋁接觸，經受反復的冷熱循環，這種工況要求其材料必須具有良好的高溫強度、高耐磨性、高導熱性、高耐熱疲勞強度和良好的堅韌性及抗高溫氧化性。傳統的壓鑄沖頭大多采用碳鋼主體，在外徑鑲嵌耐磨套加工而成，壽命低。例如中國專利CN102274946A涉及一種復合壓 鑄沖頭。包括沖頭，沖頭中心的軸向裝配孔，孔內壁連接用螺紋，其特征是由鑄鐵材料構成的圓柱狀沖頭芯和澆鑄包覆在沖頭芯外緣的鈹青銅合金材料構成的工作層復合而成；所述構成工作層的鈹青銅合金材料是Be-Cu-Co合金材料，所述工作層與沖頭芯采用凹凸槽鑲嵌而成。又如中國專利CN2614816Y公開一種雙金屬壓鑄沖頭，由沖頭芯和工作層組成，工作層為優質耐磨合金，沖頭芯為普通鑄鐵。所述工作層為鈹青銅，最好為3 5_厚的鈹青銅。本實用新型采用鑄造工藝將鑄鐵和鈹青銅鑄為一體，使其成本與球鐵沖頭相當(考慮到材料回收利用)，而兼有鈹青銅具有良好的耐磨性、導熱性和高耐性。這些壓鑄頭的耐磨層普遍存在的缺點是耐磨層太厚，不夠經濟；而且鈹青銅合金材料的線脹系數太大，厚度越大熱脹量也越大，因此不利于反復的冷熱循環使用，實際使用壽命不夠長。還有中國專利CN1712154A提供了一種具有優良的滑動性及密封性的壓鑄機用沖頭。在具有在柱塞套￠0)內滑動、將熔融金屬壓出到模具中的沖頭主體(20)的壓鑄機用沖頭中，沖頭主體(20)由金屬材料構成，外周側面由在與柱塞套內表面之間發揮優良的滑動性及密封性的、用硬質樹脂材料構成的滑動套(40)覆蓋。這種壓鑄頭采用的是線漲系數較小的硬質樹脂材料組成的滑動套，解決了滑動套膨脹量太大的問題，但是由于硬質樹脂材料的耐熱溫度通常在300°C以下，由于高溫老化的原因，壓鑄頭的壽命也不夠長。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服現有技術中，壓鑄頭采用鈹青銅合金工作層過于厚重，熱脹量過大的問題，提供一種薄壁工作層的一種壓鑄頭。為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案一種壓鑄頭，包括壓鑄頭芯和合金層，所述壓鑄頭芯為空心圓柱體，空心體的外接口為螺紋結構，所述圓柱體為鑄鐵材料制造，圓柱體的圓柱外表面為噴涂合金層，合金層厚度為30-100 μ m。其實本實用新型的創新點在于，使用了線脹系數較小，成本低的鑄鐵壓鑄頭芯，壓鑄頭芯的圓柱外表面為噴涂合金層。這樣的優點是線脹系數高的合金層厚度非常薄，因此冷熱膨脹量非常小，保證了壓鑄頭和壓鑄腔體的間隙基本恒定，即降低了制造成本，又提高了使用壽命，通過我們的反復測試，這種壓鑄頭的平均壽命已經超過了 15萬次，大大地提高了壓鑄機的生產能力。采用鑲嵌合金結構的壓鑄頭，是不得已而為之，因為壓鑄頭只要磨損量超過30 μ m,這個壓鑄頭就報廢了，較厚的合金層只能是浪費材料罷了，合金層的厚度選擇30-60 μ m就足夠了。鑄件表面噴涂合金層要保證牢固度是很困難的，要么只有采用線脹系數大的碳鋼或者合金鋼制作壓鑄頭芯進行表面噴涂了，這種結構的壓鑄頭由于壓鑄頭芯的線脹量過大，其壽命也是非常有限的。作為優選，所述的壓鑄頭芯采用球墨鑄鐵或者無限冷硬鑄鐵制造。球墨鑄鐵和無限冷硬鑄鐵的硬度適中，線脹系數比較小，非常適合壓鑄頭的反復冷熱交替變化的工作環境。作為優選，所述的噴涂合金層為高鑰高鈷的鎳基合金。這種高鑰高鈷的鎳基合金是經過反復試驗，與生產廠家專門定制的，其熔融溫度在1200°C以上，目的在于提高壓鑄頭的高溫耐蝕能力，普通壓鑄頭的損壞，大多是由于在高溫環境下合金層侵蝕和磨損共同作用的結果。作為優選，所述的噴涂合金層的硬度為HRC48-52。通常壓鑄腔體內表面的硬度都在HRC55以上，價格相對較高，制造復雜，為了延長壓鑄腔體的使用壽命，壓鑄頭噴涂合金層的硬度不宜太高。作為優選，所述的噴涂合金層組分為Cr 15-20% ；Si 3.5-5.5%;B 3-4.5%;Fe 芻 10%;O ^ O. 08% ；C 0.5-1.1%;Mo 3-8% ；Co 1.5-5.3%;Ni 余量。應用于上述壓鑄頭結構的一種制造工藝鑄鐵棒初車-精車-酸洗(溫度50-90度，時間為40-100分鐘)-噴涂(酸洗后一定要在30分鐘內噴涂合金層，合金粉末的熔融溫度在1200°C以上)-精車-精磨。首先是材料成本低，加工工序少，關鍵是酸洗和高溫噴涂程序，酸洗后到噴涂的時間一定要控制在30分鐘內完成，否則，鑄件表面就會氧化，影響合金層的牢固度。本實用新型具有如下效果采用成本比較低、線脹系數小的鑄鐵作為壓鑄頭芯，壓鑄頭外表面噴涂耐高溫侵蝕的高鑰高鈷鎳基合金層，使得壓鑄頭的使用壽命成倍增加，大大地提高了壓鑄機的工作效率，具有顯著地技術進步。
圖I是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步的描述。實施例I :如圖I所示，一個球墨鑄鐵壓鑄壓鑄頭芯100，內部有空腔101，空腔101外部是螺紋102，鑄壓鑄頭芯100的圓柱外表面和端面噴涂有高鑰高鈷的鎳基合金層200，合金層厚度為30 u m。實施例2 :如圖I所示，一個無限冷硬鑄鐵壓鑄壓鑄頭芯100，內部有空腔101，空腔101外部是螺紋102，鑄壓鑄頭芯100的圓柱外表面和端面噴涂有高鑰高鈷的鎳基合金層200，合金層厚度為60 μ m。 本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明，本實用新型所屬技術領域的技術人員可以修改或補充或采用類似的方式替代及組合，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
權利要求1.一種壓鑄機沖頭，包括壓鑄頭芯和合金層，所述壓鑄頭芯為空心圓柱體，空心體的外接口為螺紋結構，其特征在于所述圓柱體的圓柱外表面為噴涂合金層。
2.根據權利要求I所述的一種壓鑄機沖頭，其特征在于，所述的壓鑄頭芯采用球墨鑄鐵或者無限冷硬鑄鐵。
3.根據權利要求2所述的一種壓鑄機沖頭，其特征在于，所述的噴涂合金層為高鑰高鈷的鎳基合金。
4.根據權利要求3所述的一種壓鑄機沖頭，其特征在于，所述的噴涂合金層的硬度為HRC48-52。
5.根據權利要求I或2或3或4所述的一種壓鑄機沖頭，其特征在于，所述的噴涂合金層厚度為30-100 μ m。
專利摘要本實用新型涉及壓力鑄造設備，特別是一種壓鑄機沖頭。克服現有技術中，壓鑄頭采用鈹青銅合金工作層過于厚重，熱脹量過大的問題，提供一種薄壁工作層的一種壓鑄頭。一種壓鑄頭，包括壓鑄頭芯和合金層，所述壓鑄頭芯為空心圓柱體，空心體的外接口為螺紋結構，所述圓柱體為鑄鐵材料制造，圓柱體的圓柱外表面為噴涂合金層。具有成本比較低、線脹系數小的鑄鐵作為壓鑄頭芯，壓鑄頭外表面噴涂耐高溫侵蝕的高鉬高鈷鎳基合金層，使得壓鑄頭的使用壽命成倍增加，大大地提高了壓鑄機的工作效率。
文檔編號B22D17/20GK202684011SQ201220126309
公開日2013年1月23日 申請日期2012年3月30日 優先權日2012年3月30日
發明者黃光軍 申請人:黃光軍