钨钢成型冲头主要由钨钢材料制成。钨钢是一种以碳化钨(WC)为主要成分,以钴(Co)或镍(Ni)等金属为粘结剂的硬质合金。这种材料具有极高的硬度、耐磨性和抗压强度,使得成型冲头能够在高压力和高摩擦力的工作环境下保持良好的性能。那么,下面小编介绍一下在钨钢成型冲头的过程中,需要注意以下质量问题:
一、原材料质量把控
纯度和粒度
钨钢的纯度直接影响冲头的性能。纯度越高,其硬度、耐磨性等性能越好。在采购原材料时,要确保钨钢粉末的纯度符合要求。例如,对于制造高精度、高耐磨冲头的情况,钨钢粉末纯度应达到 99.9% 以上。同时,粉末的粒度也很关键。合适的粒度分布能使冲头在成型后内部结构更加致密均匀。一般来说,粒度在 0.5 - 5μm 之间较为合适,太粗的粉末会导致冲头表面粗糙,太细则会影响粉末的压制性能。
杂质含量控制
要严格控制钨钢原材料中的杂质含量。杂质元素(如氧、氮、碳等)会对钨钢的性能产生不利影响。例如,过多的氧含量会导致钨钢在烧结过程中形成氧化物夹杂,降低冲头的韧性。在生产过程中,需要采用先进的检测手段,如光谱分析等方法,对原材料中的杂质进行检测,确保杂质含量在规定的范围内。
二、成型工艺质量要点
粉末压制质量
压力控制:在粉末压制过程中,压力是关键因素。合适的压力能够保证冲头的密度和强度。压力过小,冲头密度不够,会出现气孔、疏松等缺陷,影响冲头的使用寿命;压力过大则可能导致冲头出现裂纹。一般情况下,压制压力根据冲头的尺寸和形状不同,在 100 - 500MPa 之间选择。例如,对于较小尺寸的冲头,压制压力可以相对较低,在 100 - 200MPa 之间;而对于大型冲头,压力可能需要达到 300 - 500MPa。
模具设计与精度:模具的质量和精度对冲头成型质量至关重要。模具的尺寸精度应控制在 ±0.01mm 以内,表面粗糙度 Ra 应小于 0.8μm。设计模具时,要考虑冲头的脱模问题,避免在脱模过程中对冲头造成损坏。同时,模具的材料要具有足够的强度和硬度,以承受压制过程中的压力,并且要保证模具的型腔与冲头的形状完全匹配,防止冲头出现形状偏差。
烧结过程控制
烧结温度和时间:烧结是钨钢成型的关键环节,温度和时间的控制直接影响冲头的性能。烧结温度一般在 1400 - 1600℃之间,时间为 1 - 3 小时。如果烧结温度过低或时间过短,钨钢内部的合金元素不能充分扩散,会导致组织不均匀,冲头硬度不足;而温度过高或时间过长,可能会引起钨钢晶粒长大,降低冲头的韧性。例如,在烧结一些高硬度要求的冲头时,温度可控制在 1500 - 1600℃,时间为 2 - 3 小时,以确保冲头达到所需的硬度和致密性。
气氛保护:烧结过程中需要在保护气氛下进行,以防止钨钢氧化。常用的保护气氛有氢气、氩气等。氢气的还原性强,但使用时需要注意安全,确保氢气的纯度和流量符合要求。氩气是一种惰性气体,安全性较高,但成本相对较高。在烧结过程中,要保证保护气氛的纯度不低于 99.9%,并且炉内的气压要保持稳定,避免外界空气进入炉内导致钨钢氧化。
三、后处理质量问题
研磨和抛光质量
表面平整度和光洁度:研磨和抛光是为了提高冲头的表面质量。在研磨过程中,要确保冲头表面的平整度达到要求。对于高精度冲头,表面平整度误差应控制在 ±0.001mm 以内。使用的研磨设备精度要高,研磨盘的转速和进给速度要根据冲头的材料和尺寸进行合理调整。抛光过程中,要注意选择合适的抛光剂和抛光工艺,使冲头表面达到镜面光洁度,表面粗糙度 Ra 可达到 0.01 - 0.1μm,以减少冲头在使用过程中的摩擦和磨损。
边角处理:冲头的边角质量也很重要。在研磨和抛光时,要避免边角过度磨损或出现崩边现象。对于一些有特殊形状要求的冲头边角,如圆角、倒角等,要严格按照设计要求进行处理,确保边角的形状和尺寸精度。例如,对于一些需要精密配合的冲头,边角的半径公差要控制在 ±0.01mm 以内。
尺寸精度和形状精度检查
尺寸精度控制:在成型冲头后,要对其尺寸进行精确测量。尺寸精度包括冲头的直径、长度、孔径等参数。例如,对于冲头直径的精度要求,一般根据具体应用场景不同,公差范围在 ±0.01 - ±0.05mm 之间。使用高精度的量具,如千分尺、卡尺等,对冲头尺寸进行检测,确保尺寸符合设计要求。
形状精度检测:形状精度主要是指冲头的直线度、圆柱度、垂直度等。对于一些细长的冲头,直线度要求尤为重要,直线度误差一般应控制在 0.002 - 0.005mm/m 以内。可以采用光学测量仪器(如激光干涉仪)或机械测量方法(如打表法)来检测冲头的形状精度,对于形状精度不符合要求的冲头,要及时进行修正或报废处理。