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项目综述
钨钢冲头适用于五金机电加工行业，一般安装在冲压模具上，使材料分离或塑性变形，以获得所需的部件。钨钢作为典型的高硬度、高强度工具材料，具有耐高温、耐腐蚀、耐磨、抗弯强度好的特点。由于钨钢的精炼、制造和生产烧结工艺复杂，钨是一种稀有的贵金属，是一种战略战备材料，其价格远高于普通合金钢。鉴于此，考虑到成本和性能，钨钢和其他常用钢通常通过焊接制成钨钢合金工具，可以在保证性能的前提下大大降低成本。
图1 成品示意图
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来料检测
分别测量钨钢和高速钢的硬度是否符合进料要求。HRA90与HRC60(见下图)。
图2 硬度测试图
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焊接材料
将直径φ8钨钢和高速钢棒分别切割φ8x8mm及φ8x92mm圆柱体，抛光两端表面，确保两端表面平行（见下图）。然后用超声波清洗设备和体积95%的乙醇溶液清洗柱和两端表面。
图3 进料加工示意
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原子扩散焊接
将准备好的材料夹在原子扩散焊设备中焊接。大伟原子扩散焊设备是一种基于原子级的高端焊接设备，可实现同一金属或不同金属的无缝连接，适用于各种金属材料的精密零件或工业产品的焊接；焊接产品强度高、无疤痕、光滑、变形小、高精度焊接，具有整体焊接的优点。
图4 焊接成品
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性能测试
大伟工业将从生产批次中提取部分焊接成品进行以下无损和破坏性试验，以确保该批次产品各方的性能满足客户的需求。
? 超声波探伤焊面检测
使用超声波探伤设备检测焊接表面是否有气泡、孔等缺陷。从下图超声波探伤图可以看出，高速钢与钨钢焊接处没有明显的缺陷波幅，初步判断符合要求。
图5 超声波探伤
? 检测显微镜焊缝
用显微镜检测钨钢与高速钢接缝处是否有裂纹等缺陷。从以下高倍显微镜图可以看出焊接处无裂纹等缺陷，初步判断合格。
图6 显微镜检测
? 洛氏硬度试验
在焊接成品中使用洛氏硬度计后圆柱形表面的硬度是否发生明显变化。通过下图，可以判断焊接材料的整体硬度和原材料的硬度没有明显变化，初步判断参数正常。
图7 洛氏硬度检测
? 高低温冲击试验
使用高低温试验设备将焊接产品在-70~ 300℃高低温冲击试验在环境中反复进行，用于检查产品内部是否有致命缺陷，并对产品进行抗疲劳冲击试验。
图8 高低温冲击试验
? 焊接表面剪切破坏性试验
采用5吨剪切力试验机对焊接产品延伸焊缝进行剪切力损伤试验，通过下图剪切值（分别为252）更直观地检查焊件的焊接强度.4Mpa、307.3Mpa、276.1Mpa）对强度的初步判断可以满足客户的要求。
图9 剪切测试
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客户使用反馈
客户冲头的应用场景是 热冲不锈钢材料深度8mm。根据客户反馈，该批冲头的平均使用寿命为9万次，客户原高速钢冲头的整体使用寿命约为2万次。根据上述数据分析，焊接后的冲杆材料的使用寿命约为高速钢材料的整体4~大大降低了生产成本，大大提高了生产效率。
表1 对比产品的使用寿命
热冲不锈钢，冲击深度8mm
大焊接冲头
普通高速钢冲头
累计寿命约9w次
累计寿命约2w次
冲头/冲杆产品的应用主要包括以下参数信息，但以下参数涉及客户产品的保密性，因此无法显示以下参数信息。
表2 冲头/冲杆应用参数
公称力
冲压频率
材料周长
材料厚度
材料牌号
材料硬度
抗剪强度
KN
次/分钟
mm
mm
/
/
Mpa
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