本發(fā)明涉一種沖壓模具用沖頭及其制造方法，屬于沖壓模具領域。
背景技術：
：沖頭經受反復的循環(huán)使用，這種工況要求其材料必須具有良好的強度、高耐磨性、高耐熱疲勞強度和良好的堅韌性及抗高溫氧化性。傳統(tǒng)的材料沖頭耐磨性、強度、耐腐蝕性能均相當差，導致使用壽命較低，而且還容易損壞沖壓元件，造成實際使用不必要的浪費，不但加大了操作人員的勞動強度，而且綜合成本居高不下。技術實現(xiàn)要素：為了克服現(xiàn)有以上上的缺陷及難題，本發(fā)明提供一種沖壓模具用沖頭及其制造方法。一種沖壓模具用沖頭，包括沖頭桿體和沖頭桿體沖壓作業(yè)端面上的堆焊層，除沖頭桿體沖壓作業(yè)端面以外的沖頭桿體表面具有磁控濺射鋅層，沖壓模具用沖頭制造方法包括以下步驟：將銅合金熔煉原料加入到熔煉爐中，爐溫控制在1130-1150℃，待原料全部溶化后，溫度降至1040-1060℃加入脫氧劑，脫氧劑加入量為每噸熔液5-10kg，待脫氧劑充分與熔液充分混合后，靜置5-10分鐘，加入覆蓋劑，覆蓋劑包括以下重量份組成：硅灰石粉100份，莫來石粉50-60份，生石灰粉10-20份，白云石粉5-8份，蛭石粉5-6份，靜置10-15分鐘；將渣料撈出，溫度降至1020-1030℃，攪拌加入精煉劑，精煉劑加入量為每噸熔液8-10kg，爐內充入保護氣體，精煉20-25分鐘；撈出浮渣后，進行鑄造成型，得到沖壓模具用沖頭桿體，銅合金元素質量百分含量組成：cr0.5-0.7﹪，sn0.5-0.6﹪，co0.3-0.5﹪，ba0.2-0.3﹪，ca0.1-0.3﹪，mo0.08-0.1﹪mg0.04-0.08﹪，al0.05-0.07﹪，si0.02-0.03﹪，ce0.02-0.03﹪，氧含量小于0.015﹪，硫含量小于0.015﹪，余量為cu，隨后將沖頭桿體加熱至650-680℃保溫1-1.5小時，沖頭桿體表面進行磁控濺射以形成鋅層：氬氣流量20-30ml/min，氬氣分壓1.5-1.8pa，桿體溫度控制在150-170℃，濺射時間為5-10min，濺射電流為0.2-0.3a，鋅層的厚度為2-10μm，之后將沖頭桿體放入鈍化液中進行鈍化處理，鈍化液溫度保持在35-40℃，鈍化時間5-10分鐘，鈍化液組成包括：硝酸鉻5-6g/l，醋酸鈉1-4g/l，硅溶膠3-5g/l，酒石酸1-2g/l，氯化鈷1-3g/l，六偏磷酸鈉1-2g/l，余量為水，鈍化后進行清洗烘干，隨后對沖頭桿體沖壓作業(yè)端面進行堆焊處理：首先對端面進行打磨、油污清除，之后沖頭桿體加熱至200-250℃進行堆焊，電壓36-38v，電流200-250a，在端面形成堆焊層，堆焊層包括以下元素質量百分含量組成：mo7-9%，mn5-6%，si2-5%，fe2-5%，v1-3%，c1-2%，余量為ni。一種沖壓模具用沖頭的制造方法，包括沖頭桿體和沖頭桿體沖壓作業(yè)端面上的堆焊層，除沖頭桿體沖壓作業(yè)端面以外的沖頭桿體表面具有磁控濺射鋅層，沖壓模具用沖頭制造方法包括以下步驟：將銅合金熔煉原料加入到熔煉爐中，爐溫控制在1130-1150℃，待原料全部溶化后，溫度降至1040-1060℃加入脫氧劑，脫氧劑加入量為每噸熔液5-10kg，待脫氧劑充分與熔液充分混合后，靜置5-10分鐘，加入覆蓋劑，覆蓋劑包括以下重量份組成：硅灰石粉100份，莫來石粉50-60份，生石灰粉10-20份，白云石粉5-8份，蛭石粉5-6份，靜置10-15分鐘；將渣料撈出，溫度降至1020-1030℃，攪拌加入精煉劑，精煉劑加入量為每噸熔液8-10kg，爐內充入保護氣體，精煉20-25分鐘；撈出浮渣后，進行鑄造成型，得到沖壓模具用沖頭桿體，銅合金元素質量百分含量組成：cr0.5-0.7﹪，sn0.5-0.6﹪，co0.3-0.5﹪，ba0.2-0.3﹪，ca0.1-0.3﹪，mo0.08-0.1﹪mg0.04-0.08﹪，al0.05-0.07﹪，si0.02-0.03﹪，ce0.02-0.03﹪，氧含量小于0.015﹪，硫含量小于0.015﹪，余量為cu，隨后將沖頭桿體加熱至650-680℃保溫1-1.5小時，沖頭桿體表面進行磁控濺射以形成鋅層：氬氣流量20-30ml/min，氬氣分壓1.5-1.8pa，桿體溫度控制在150-170℃，濺射時間為5-10min，濺射電流為0.2-0.3a，鋅層的厚度為2-10μm，之后將沖頭桿體放入鈍化液中進行鈍化處理，鈍化液溫度保持在35-40℃，鈍化時間5-10分鐘，鈍化液組成包括：硝酸鉻5-6g/l，醋酸鈉1-4g/l，硅溶膠3-5g/l，酒石酸1-2g/l，氯化鈷1-3g/l，六偏磷酸鈉1-2g/l，余量為水，鈍化后進行清洗烘干，隨后對沖頭桿體沖壓作業(yè)端面進行堆焊處理：首先對端面進行打磨、油污清除，之后沖頭桿體加熱至200-250℃進行堆焊，電壓36-38v，電流200-250a，在端面形成堆焊層，堆焊層包括以下元素質量百分含量組成：mo7-9%，mn5-6%，si2-5%，fe2-5%，v1-3%，c1-2%，余量為ni。作為優(yōu)選，所述的一種沖壓模具用沖頭，脫氧劑加入量為每噸熔液8kg。作為優(yōu)選，所述的一種沖壓模具用沖頭，脫氧劑包括以下重量份組成：氯化鋇20-30份，氯化鈣5-10份，碳化鈣5-10份，氟化鎂3-5份。作為優(yōu)選，所述的一種沖壓模具用沖頭，覆蓋劑加入量為每噸熔液5-10kg。作為優(yōu)選，所述的一種沖壓模具用沖頭，覆蓋劑包括以下重量份組成：硅灰石粉100份，莫來石粉56份，生石灰粉12份，白云石粉6份，蛭石粉5份。作為優(yōu)選，所述的一種沖壓模具用沖頭，沖頭桿體表面進行磁控濺射以形成鋅層：氬氣流量25ml/min，氬氣分壓1.5pa，桿體溫度控制在160℃，濺射時間為10min，濺射電流為0.3a，鋅層的厚度為8μm。作為優(yōu)選，所述的一種沖壓模具用沖頭，鈍化液溫度保持在36℃，鈍化時間10分鐘。作為優(yōu)選，所述的一種沖壓模具用沖頭，沖頭桿體加熱至200℃進行堆焊，電壓36-38v，電流200a，在端面形成堆焊層。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明銅合金通過熔煉過程添加脫氧劑覆蓋劑及精煉過程使得銅合金熔融液合金化充分，提高了銅合金機械強度，作為沖壓工具支撐主體跟好的承載軸向壓力，提高其使用壽命，經過磁控濺射鋅層和對其進行鈍化處理后，結晶細致、均勻且無孔隙，抗腐蝕性良好；所得鋅層較純，耐酸堿腐蝕性很好，能顯著提高其防護性，對沖頭桿體沖壓作業(yè)端面的堆焊處理形成的堆焊層使得沖頭端部其硬度耐高溫性得到明顯提高，使得沖壓使用壽命延長，并且易進行修復，堆焊工藝也使堆焊層與銅合金結合性良好。具體實施方式實施例一一種沖壓模具用沖頭及其制造方法，包括沖頭桿體和沖頭桿體沖壓作業(yè)端面上的堆焊層，除沖頭桿體沖壓作業(yè)端面以外的沖頭桿體表面具有磁控濺射鋅層，沖壓模具用沖頭制造方法包括以下步驟：將銅合金熔煉原料加入到熔煉爐中，爐溫控制在1140℃，待原料全部溶化后，溫度降至1040℃加入脫氧劑，脫氧劑加入量為每噸熔液5-10kg，脫氧劑包括以下重量份組成：氯化鋇25份，氯化鈣7份，碳化鈣5份，氟化鎂5份，待脫氧劑充分與熔液充分混合后，靜置5-10分鐘，加入覆蓋劑，覆蓋劑加入量為每噸熔液5-10kg，覆蓋劑包括以下重量份組成：硅灰石粉100份，莫來石粉60份，生石灰粉15份，白云石粉7份，蛭石粉5份，靜置10-15分鐘；將渣料撈出，溫度降至1020-1030℃，攪拌加入精煉劑，精煉劑加入量為每噸熔液8-10kg，爐內充入保護氣體，精煉20-25分鐘；撈出浮渣后，進行鑄造成型，得到沖壓模具用沖頭桿體，銅合金元素質量百分含量組成：cr0.6﹪，sn0.5﹪，co0.5﹪，ba0.2﹪，ca0.1﹪，mo0.08﹪mg0.05﹪，al0.05﹪，si0.02﹪，ce0.02﹪，氧含量小于0.015﹪，硫含量小于0.015﹪，余量為cu，隨后將沖頭桿體加熱至650-680℃保溫1-1.5小時，沖頭桿體表面進行磁控濺射以形成鋅層：氬氣流量20-30ml/min，氬氣分壓1.5-1.8pa，桿體溫度控制在150-170℃，濺射時間為5-10min，濺射電流為0.2-0.3a，鋅層的厚度為2-4μm，之后將沖頭桿體放入鈍化液中進行鈍化處理，鈍化液溫度保持在35-40℃，鈍化時間5-10分鐘，鈍化液組成包括：硝酸鉻5g/l，醋酸鈉2g/l，硅溶膠3g/l，酒石酸2g/l，氯化鈷1g/l，六偏磷酸鈉1g/l，余量為水，鈍化后進行清洗烘干，隨后對沖頭桿體沖壓作業(yè)端面進行堆焊處理：首先對端面進行打磨、油污清除，之后沖頭桿體加熱至210℃進行堆焊，電壓36-38v，電流200-250a，在端面形成堆焊層，堆焊層包括以下元素質量百分含量組成：mo7%，mn5.5%，si3%，fe3%，v1%，c1%，余量為ni。實施例二一種沖壓模具用沖頭及其制造方法，包括沖頭桿體和沖頭桿體沖壓作業(yè)端面上的堆焊層，除沖頭桿體沖壓作業(yè)端面以外的沖頭桿體表面具有磁控濺射鋅層，沖壓模具用沖頭制造方法包括以下步驟：將銅合金熔煉原料加入到熔煉爐中，爐溫控制在1135℃，待原料全部溶化后，溫度降至1050℃加入脫氧劑，脫氧劑加入量為每噸熔液5-10kg，脫氧劑包括以下重量份組成：氯化鋇24份，氯化鈣9份，碳化鈣8份，氟化鎂3份，待脫氧劑充分與熔液充分混合后，靜置5-10分鐘，加入覆蓋劑，覆蓋劑加入量為每噸熔液5-10kg，覆蓋劑包括以下重量份組成：硅灰石粉100份，莫來石粉52份，生石灰粉16份，白云石粉8份，蛭石粉6份，靜置10-15分鐘；將渣料撈出，溫度降至1020-1030℃，攪拌加入精煉劑，精煉劑加入量為每噸熔液8-10kg，爐內充入保護氣體，精煉20-25分鐘；撈出浮渣后，進行鑄造成型，得到沖壓模具用沖頭桿體，銅合金元素質量百分含量組成：cr0.5﹪，sn0.5﹪，co0.4﹪，ba0.3﹪，ca0.2﹪，mo0.09﹪mg0.08﹪，al0.07﹪，si0.03﹪，ce0.02﹪，氧含量小于0.015﹪，硫含量小于0.015﹪，余量為cu，隨后將沖頭桿體加熱至650-680℃保溫1-1.5小時，沖頭桿體表面進行磁控濺射以形成鋅層：氬氣流量20-30ml/min，氬氣分壓1.5-1.8pa，桿體溫度控制在150-170℃，濺射時間為5-10min，濺射電流為0.2-0.3a，鋅層的厚度為2-4μm，之后將沖頭桿體放入鈍化液中進行鈍化處理，鈍化液溫度保持在35-40℃，鈍化時間5-10分鐘，鈍化液組成包括：硝酸鉻6g/l，醋酸鈉1g/l，硅溶膠5g/l，酒石酸1g/l，氯化鈷2g/l，六偏磷酸鈉2g/l，余量為水，鈍化后進行清洗烘干，隨后對沖頭桿體沖壓作業(yè)端面進行堆焊處理：首先對端面進行打磨、油污清除，之后沖頭桿體加熱至200-250℃進行堆焊，電壓36-38v，電流200-250a，在端面形成堆焊層，堆焊層包括以下元素質量百分含量組成：mo9%，mn6%，si3%，fe2%，v1%，c1.5%，余量為ni。實施例三一種沖壓模具用沖頭及其制造方法，包括沖頭桿體和沖頭桿體沖壓作業(yè)端面上的堆焊層，除沖頭桿體沖壓作業(yè)端面以外的沖頭桿體表面具有磁控濺射鋅層，沖壓模具用沖頭制造方法包括以下步驟：將銅合金熔煉原料加入到熔煉爐中，爐溫控制在1130℃，待原料全部溶化后，溫度降至1055℃加入脫氧劑，脫氧劑加入量為每噸熔液5-10kg，脫氧劑包括以下重量份組成：氯化鋇28份，氯化鈣5份，碳化鈣6份，氟化鎂4份，待脫氧劑充分與熔液充分混合后，靜置5-10分鐘，加入覆蓋劑，覆蓋劑加入量為每噸熔液5-10kg，覆蓋劑包括以下重量份組成：硅灰石粉100份，莫來石粉54份，生石灰粉16份，白云石粉6份，蛭石粉5份，靜置10-15分鐘；將渣料撈出，溫度降至1020-1030℃，攪拌加入精煉劑，精煉劑加入量為每噸熔液8-10kg，爐內充入保護氣體，精煉20-25分鐘；撈出浮渣后，進行鑄造成型，得到沖壓模具用沖頭桿體，銅合金元素質量百分含量組成：cr0.7﹪，sn0.6﹪，co0.4﹪，ba0.2﹪，ca0.1﹪，mo0.09﹪mg0.07﹪，al0.06﹪，si0.02﹪，ce0.02﹪，氧含量小于0.015﹪，硫含量小于0.015﹪，余量為cu，隨后將沖頭桿體加熱至650-680℃保溫1-1.5小時，沖頭桿體表面進行磁控濺射以形成鋅層：氬氣流量20-30ml/min，氬氣分壓1.5-1.8pa，桿體溫度控制在150-170℃，濺射時間為5-10min，濺射電流為0.2-0.3a，鋅層的厚度為2-4μm，之后將沖頭桿體放入鈍化液中進行鈍化處理，鈍化液溫度保持在35-40℃，鈍化時間5-10分鐘，鈍化液組成包括：硝酸鉻6g/l，醋酸鈉4g/l，硅溶膠5g/l，酒石酸1g/l，氯化鈷1g/l，六偏磷酸鈉2g/l，余量為水，鈍化后進行清洗烘干，隨后對沖頭桿體沖壓作業(yè)端面進行堆焊處理：首先對端面進行打磨、油污清除，之后沖頭桿體加熱至200-250℃進行堆焊，電壓36-38v，電流200-250a，在端面形成堆焊層，堆焊層包括以下元素質量百分含量組成：mo8%，mn6%，si5%，fe3%，v2%，c1%，余量為ni。實施例四一種沖壓模具用沖頭及其制造方法，包括沖頭桿體和沖頭桿體沖壓作業(yè)端面上的堆焊層，除沖頭桿體沖壓作業(yè)端面以外的沖頭桿體表面具有磁控濺射鋅層，沖壓模具用沖頭制造方法包括以下步驟：將銅合金熔煉原料加入到熔煉爐中，爐溫控制在1140℃，待原料全部溶化后，溫度降至1040℃加入脫氧劑，脫氧劑加入量為每噸熔液5-10kg，脫氧劑包括以下重量份組成：氯化鋇22份，氯化鈣10份，碳化鈣10份，氟化鎂5份，待脫氧劑充分與熔液充分混合后，靜置5-10分鐘，加入覆蓋劑，覆蓋劑加入量為每噸熔液5-10kg，覆蓋劑包括以下重量份組成：硅灰石粉100份，莫來石粉58份，生石灰粉12份，白云石粉7份，蛭石粉6份，靜置10-15分鐘；將渣料撈出，溫度降至1020-1030℃，攪拌加入精煉劑，精煉劑加入量為每噸熔液8-10kg，爐內充入保護氣體，精煉20-25分鐘；撈出浮渣后，進行鑄造成型，得到沖壓模具用沖頭桿體，銅合金元素質量百分含量組成：cr0.6﹪，sn0.6﹪，co0.5﹪，ba0.25﹪，ca0.1﹪，mo0.1﹪mg0.08﹪，al0.06﹪，si0.02﹪，ce0.02﹪，氧含量小于0.015﹪，硫含量小于0.015﹪，余量為cu，隨后將沖頭桿體加熱至650-680℃保溫1-1.5小時，沖頭桿體表面進行磁控濺射以形成鋅層：氬氣流量20-30ml/min，氬氣分壓1.5-1.8pa，桿體溫度控制在150-170℃，濺射時間為5-10min，濺射電流為0.2-0.3a，鋅層的厚度為2-4μm，之后將沖頭桿體放入鈍化液中進行鈍化處理，鈍化液溫度保持在35-40℃，鈍化時間5-10分鐘，鈍化液組成包括：硝酸鉻5.5g/l，醋酸鈉3g/l，硅溶膠3g/l，酒石酸2g/l，氯化鈷3g/l，六偏磷酸鈉1g/l，余量為水，鈍化后進行清洗烘干，隨后對沖頭桿體沖壓作業(yè)端面進行堆焊處理：首先對端面進行打磨、油污清除，之后沖頭桿體加熱至200-250℃進行堆焊，電壓36-38v，電流200-250a，在端面形成堆焊層，堆焊層包括以下元素質量百分含量組成：mo8%，mn5%，si5%，fe4%，v3%，c2%，余量為ni。本發(fā)明實施例測試結果表1：銅合金性能參數(shù)測試結果抗拉強度mpa屈服強度mpa延伸率%硬度hb實施例一51646213152實施例二51446514149實施例三51046112150實施例四51746614152表2：堆焊層性能參數(shù)測試結果在轉數(shù)為80r/min磨損試驗機，旋轉1800轉后體積磨損（mm3）硬度hrc沖擊韌性akv/j實施例一234220實施例二244719實施例三264520實施例四234117表3：經過激光沖擊處理后性能測試結果在轉數(shù)為80r/min磨損試驗機，旋轉1800轉后體積磨損（mm3）硬度hb實施例一34165實施例二35167實施例三32163實施例四32160本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明銅合金通過熔煉過程添加脫氧劑覆蓋劑及精煉過程使得銅合金熔融液合金化充分，提高了銅合金機械強度，作為沖壓工具支撐主體跟好的承載軸向壓力，提高其使用壽命，經過磁控濺射鋅層和對其進行鈍化處理后，結晶細致、均勻且無孔隙，抗腐蝕性良好；所得鋅層較純，耐酸堿腐蝕性很好，能顯著提高其防護性，對沖頭桿體沖壓作業(yè)端面的堆焊處理形成的堆焊層使得沖頭端部其硬度耐高溫性得到明顯提高，使得沖壓使用壽命延長，并且易進行修復，堆焊工藝也使堆焊層與銅合金結合性良好。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術領域：
的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。當前第1頁12