一種硬質(zhì)合金模具沖壓頭與鋼材基座的釬焊方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金模具沖壓頭與鋼材基座的釬焊方法，包括先將鋼材基座的大方塊釬焊面加工分割成互相間隔的3mm×3mm小塊，小塊間的溝槽寬優(yōu)選為3mm，深2mm；硬質(zhì)合金模具沖壓頭釬焊在鋼材基座時，整個工件加熱溫度小于650℃；控制高頻加熱的區(qū)域，釬焊完成后，工件緩慢冷卻，以降低釬焊面的內(nèi)應力。有益效果是：釬焊時，但是由于小塊的尺寸很小，鋼材和硬質(zhì)合金材料在此區(qū)域應變差異非常小；焊接冷卻過程非常平衡，都是由每一個小塊的邊緣向內(nèi)冷卻，由于小塊面積小，基本實現(xiàn)同步冷卻。所以，整個焊接面應力不會出現(xiàn)疊加，焊接內(nèi)應力減小至大方塊釬焊面的10%以下；后續(xù)加工過程中，不會導致工件開裂而報廢。
【專利說明】一種硬質(zhì)合金模具沖壓頭與鋼材基座的釬焊方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種粉末冶金行業(yè)用的模具加工方法，特別是一種硬質(zhì)合金模具沖壓頭與鋼材基座的釬焊方法。
【背景技術】
[0002]硬質(zhì)合金屬于難加工、高價值產(chǎn)品，在粉末冶金行業(yè)中，模具零件工作部分必須用硬質(zhì)合金才能滿足要求。為節(jié)約材料和加工成本，行業(yè)內(nèi)普遍采用鋼材做基座，工作部分采用硬質(zhì)合金材料，兩種不同極性的材料通過釬焊連接在一起?，F(xiàn)有工件的硬質(zhì)合金沖壓頭4與鋼材基座5釬焊時接觸面積大(如圖4-5所示)，在釬焊溫度下，鋼材基座和硬質(zhì)合金沖壓頭線膨脹系數(shù)相差兩倍以上，導致變形差異大。例如釬焊溫度為650°C時，按焊接面積為45mmX 45mm計算，鋼材熱膨脹系數(shù)為α =12 X 10_6/°C，而硬質(zhì)合金熱膨脹系數(shù)為α=5.3X10_7°C;在釬焊過程中，根據(jù)線膨脹率公式ΛL =LX ΔΤΧ α，焊接面的變形量如下:
鋼材基座變形量Λ 1^=45111111X6501: X 12Χ 1(T6/°C =0.351mm，
硬質(zhì)合金變形量Λ L2=45mmX650°C X5.3X1(T6/°C =0.155mm,
相對變形量Λ L= Δ L1- Δ L2=0.351-0.155=0.196mm ；
變形量差異很大，且 釬焊料凝固是從工件接觸面外面逐漸向中間過渡；大釬焊面整體接觸，造成各處的應力疊加，最終表現(xiàn)為鋼材基座整體受向外的拉應力，硬質(zhì)合金工作部分受整體向內(nèi)的壓應力，應力應變方向如圖4、5所示；釬焊接面積越大，變形量差異及內(nèi)應力也越大。在焊接完成初期，各種應力達到宏觀的平衡，而在后續(xù)加工過程中，會造成大量應力釋放，出現(xiàn)加工開裂。
[0003]所以現(xiàn)有的硬質(zhì)合金模具沖壓頭與鋼材基座直接釬焊連接方法主要應用于較小焊接面的工件，對于釬焊面積為20-50mmX20-50mm及以上的大方塊，極易導致工件開裂報廢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種適用于較大釬焊面積、焊接應力較小的硬質(zhì)合金模具沖壓頭與鋼材基座的釬焊方法。
[0005]本發(fā)明的技術方案是:一種硬質(zhì)合金模具沖壓頭與鋼材基座的釬焊方法，包括釬焊在鋼材基座上的硬質(zhì)合金模具沖壓頭，具體步驟為:
①先將鋼材基座的大方塊釬焊面加工分割成互相間隔的小塊；
②將硬質(zhì)合金模具沖壓頭釬焊在鋼材基座時，整個工件加熱溫度小于650°C；
③控制高頻加熱的區(qū)域，將套在工件外的環(huán)形加熱圈高度一半的平面和鋼材基座與硬質(zhì)合金模具沖壓頭的接觸平面平齊放置；
④釬焊完成后，工件在常溫空氣中緩慢冷卻，以降低釬焊面的內(nèi)應力。
[0006]所述互相間隔的小塊為2-4mmX2-4mm,小塊之間的溝槽寬為2_4mm、深2mm。[0007]所述互相間隔的小塊優(yōu)選為3mmX 3mm,小塊之間的溝槽寬優(yōu)選為3mm,深2mm。
[0008]本發(fā)明有益效果:將鋼材基座的大方塊釬焊面加工分割成互相間隔的小塊，釬焊時，每一個小塊都會出現(xiàn)一個局部應力平衡，如小塊局部放大圖3所示；在小塊局部區(qū)域內(nèi)，鋼件同樣受到向外的拉應力，硬質(zhì)合金受到向內(nèi)的壓應力，但是由于小塊的尺寸很小，鋼材基座和硬質(zhì)合金模具沖壓頭在此區(qū)域應變差異非常小；另外，焊接冷卻過程非常平衡，都是由每一個小塊的邊緣向內(nèi)冷卻，由于小塊面積小，基本實現(xiàn)同步冷卻。所以，整個焊接面應力不會出現(xiàn)疊加，焊接內(nèi)應力減小至大方塊釬焊面的10%以下；后續(xù)加工過程中，不會導致工件開裂而報廢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0010]圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
[0011]圖2是圖1的俯視圖。
[0012]圖3是鋼材基座釬焊面分割的小塊局部放大圖。
[0013]圖4是現(xiàn)有工件的結構示意圖。
[0014]圖5是圖4的俯視圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0016]實施例如圖1-3所示:一種硬質(zhì)合金模具沖壓頭與鋼材基座的釬焊方法，包括釬焊在鋼材基座上的硬質(zhì)合金模具沖壓頭，具體步驟為:
①先將鋼材基座2的大方塊釬焊面加工分割成互相間隔的3mmX3mm小塊3，小塊3之間的溝槽寬為3mm,深2mm ；
②將硬質(zhì)合金模具沖壓頭I釬焊在鋼材基座2時，整個工件加熱溫度小于650°C；
③控制高頻加熱的區(qū)域，將套在工件外的環(huán)形加熱圈高度一半的平面和鋼材基座2與硬質(zhì)合金模具沖壓頭I的接觸平面平齊放置；
④釬焊完成后，工件常溫空氣中緩慢冷卻，由于小塊3的面積小，鋼材基座2與硬質(zhì)合金模具沖壓頭I基本實現(xiàn)同步冷卻。所以，整個焊接面應力不會出現(xiàn)疊加，后續(xù)加工過程中，不會導致工件開裂而報廢。
【權利要求】
1.一種硬質(zhì)合金模具沖壓頭與鋼材基座的釬焊方法，包括釬焊在鋼材基座(2)上的硬質(zhì)合金模具沖壓頭(1)，它們的釬焊面積為20-50mmX20-50mm的大方塊，由于鋼材基座(2)與硬質(zhì)合金模具沖壓頭(I)的熱膨脹系數(shù)相差兩倍以上，釬焊時兩者變形量的差異導致大方塊釬焊面內(nèi)應力集聚，在后續(xù)加工中由于應力釋放，造成工件開裂；本發(fā)明的釬焊方法特征在于: ①先將鋼材基座(2)的大方塊釬焊面加工分割成互相間隔的小塊(3)； ②將硬質(zhì)合金模具沖壓頭(I)釬焊在鋼材基座(2)時，整個工件加熱溫度小于650°C； ③控制高頻加熱的區(qū)域，將套在工件外的環(huán)形加熱圈高度一半的平面和鋼材基座(2)與硬質(zhì)合金模具沖壓頭(I)的接觸平面平齊放置； ④釬焊完成后，工件在常溫空氣中緩慢冷卻，以降低釬焊面的內(nèi)應力。
2.根據(jù)權利要求1所述一種硬質(zhì)合金模具沖壓頭與鋼材基座的釬焊方法，其特征在于:所述互相間隔的小塊(3)為2-4mmX2-4mm，小塊(3)之間的溝槽寬為2_4mm、深2mm。
3.根據(jù)權利要求2所述一種硬質(zhì)合金模具沖壓頭與鋼材基座的釬焊方法，其特征在于:所述互相間隔的小塊(3)優(yōu)選為3mmX3mm，小塊(3)之間的溝槽寬優(yōu)選為3mm，深2mm。
【文檔編號】B23K1/00GK103658900SQ201310715415
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權日:2013年12月23日
【發(fā)明者】江啟軍, 楊永迪 申請人:江西稀有稀土金屬鎢業(yè)集團有限公司