一種縫紉機(jī)針棒偏心銷用模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于模具技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種縫紉機(jī)針棒偏心銷用模具。
【背景技術(shù)】
[0002] 針棒偏心銷是縫紉機(jī)上使用的重要配件，多由金屬制成，要求外觀表面處理須良 好，無裂縫、損壞、毛邊、生銹及其他缺點(diǎn)，通常采用模具壓鑄成型的方法制造成型。傳統(tǒng)的 壓鑄模具在進(jìn)行壓鑄時(shí)通常操作比較復(fù)雜，對工人操作技能要求高，壓鑄效率低，壓鑄完成 后不能一次性快速脫模，影響工作效率。
[0003] 壓鑄模具使用時(shí)為了降低成本，通常使用模芯，即使用較便宜的鋼材制成模胚，在 模胚內(nèi)附加模芯，壓鑄時(shí)將熱態(tài)金屬注入模芯。在壓鑄過程中，需要將熱態(tài)金屬注入壓鑄模 具，造成壓鑄模具的模腔溫度高，壓鑄黑色金屬時(shí)模腔溫度可達(dá)l〇〇〇°C以上。這樣高的使用 溫度會使模腔表面硬度和強(qiáng)度顯著降低，在使用中易發(fā)生打垛。而在對零件進(jìn)行壓鑄時(shí)，模 腔受力較大，易發(fā)生變形損壞。為此.對熱模具鋼的基本使用性能要求是熱塑變抗力高，包 括高溫硬度和高溫強(qiáng)度、高的熱塑變抗力。
[0004] 每次使熱態(tài)金屬成形后都要用水、油、空氣等介質(zhì)冷卻模腔的表面，因此.壓鑄模 具的工作狀態(tài)是反復(fù)受熱和冷卻，從而使模腔表層金屬產(chǎn)生反復(fù)的熱脹冷縮，即反復(fù)承受 拉壓應(yīng)力作用.其結(jié)果引起模腔表面出現(xiàn)龜裂，稱為熱疲勞現(xiàn)象。由此，壓鑄模需要具有高 的熱疲勞抗力。一般說來，影響鋼的熱疲勞抗力的因素主要有鋼的導(dǎo)熱性和鋼的臨界點(diǎn)。鋼 的導(dǎo)熱性高，可使模具表層金屬受熱程度降低，從而減小鋼的熱疲勞傾向性。通常鋼的臨界 點(diǎn)越高.鋼的熱疲勞傾向性越低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提出了一種使用方便、工作效率 高、使用壽命長的縫紉機(jī)針棒偏心銷用模具。
[0006] 本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種縫紉機(jī)針棒偏心銷用模具，包括 動模和靜模，所述動模包括動模固定板I、動模固定板I的下方設(shè)有水平的固定板推板和 動模固定板II，固定板推板位于動模固定板II的四周，動模固定板I和動模固定板II上開 有同軸的縱向通孔I，在縱向通孔I內(nèi)安裝動模芯，動模芯的頂部設(shè)有一圈凸緣，凸緣的外 徑大于動模固定板I縱向通孔I的直徑，安裝時(shí)凸緣位于動模固定板I的上方；
[0007] 所述下模包括靜模固定板I，靜模固定板I的下方設(shè)有靜模固定板II，靜模固定 板I上開有縱向通孔II，靜模固定板II上開有開口向上的凹槽，在縱向通孔II和凹槽內(nèi)安 裝靜模芯；
[0008] 其中，所述動模芯和靜模芯均由鈹銅合金復(fù)合材料制成，所述鈹銅合金復(fù)合材料 包括鈹銅合金基體和激光熔覆在鈹銅合金基體表面的陶瓷層。
[0009] 本發(fā)明的縫紉機(jī)針棒偏心銷用模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，使用方便，由于動模芯的頂部 設(shè)有一圈凸緣，并且該凸緣的外徑大于動模固定板I縱向通孔I的直徑，壓鑄完成后固定 板推板上移，推動動模固定板I上移，帶動動模芯1上移，從而將動模芯和靜模芯分開，開 模方便。并且動模芯和動模芯采用具有優(yōu)良機(jī)械性能和力學(xué)性能的鈹銅合金復(fù)合材料制 成，模芯的強(qiáng)度和硬度高，耐磨性和導(dǎo)熱性好，抗疲勞，耐用。鈹銅合金較高的硬度及優(yōu)良的 導(dǎo)熱性能，可使鈹銅模芯在工作中具有較理想的抗高壓金屬液"沖刷"模芯表面的能力。當(dāng) 模芯與金屬液接觸時(shí)，因鈹銅合金優(yōu)良的導(dǎo)熱性，可將熱量迅速向后傳遞，經(jīng)冷卻水快速傳 熱，故在接觸區(qū)域可形成激冷區(qū)，使與模芯相接觸的金屬液，在壓射增壓之前激冷形成凝固 結(jié)殼層。結(jié)殼層的出現(xiàn)有助于防止增壓過程中金屬液滲入凸模模芯與壓室的間隙內(nèi)而產(chǎn)生 "沖刷"作用，從而避免產(chǎn)生磨損和咬合卡死。在生產(chǎn)實(shí)際中，模芯的失效通常是從表面開始 的，為了進(jìn)一步增加模芯的力學(xué)性能如強(qiáng)度、耐磨性等性能和抗腐蝕性，本發(fā)明對模芯進(jìn)行 表面改性強(qiáng)化，在鈹銅合金基體的表面通過激光掃描的方式涂覆有一層陶瓷層。采用激光 熔覆的方法冷卻速度快，非平衡凝固，組織細(xì)小，鈹銅合金基體變形小，陶瓷涂層致密并與 鈹銅合金基體呈冶金結(jié)合的緊密結(jié)合狀態(tài)，使得本發(fā)明的陶瓷層具有良好的導(dǎo)熱性能和力 學(xué)性能。而且由于模芯的內(nèi)部形狀比較復(fù)雜，比較小的零件的模芯內(nèi)部空間小，不適合采用 壓力的方法或燃燒的方法進(jìn)行陶瓷層的生成，而激光熔覆的方法不受零件形狀的限制，只 要調(diào)整激光束使之能夠掃描到所需的部位即可進(jìn)行熔覆。
[0010] 作為優(yōu)選，所述鈹銅合金基體包含以下質(zhì)量百分比含量的組分：2. 0-2. 3% Be， 0· 35-0. 65% Co,0. 3-0. 55% Si，2. 4-3. 5% Ni，0. 3-0. 5% Mg，5-13% V3N，0. 2-0. 5% RE，余 量為Cu。
[0011] 本發(fā)明在合金牌號為C17200的鈹銅合金的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，在合金內(nèi)增加了 2. 4-3. 5%的Ni元素，并適當(dāng)提高了 Be的含量，加入Ni元素后，Ni與Be可以形成NiBe化 合物。NiBe化合物在Cu中的溶解度隨溫度的下降而減小，因此在冷卻過程中，NiBe化合物 從組織中的析出，隨著Ni元素含量的增加，析出的NiBe化合物數(shù)量增加，從而提高合金強(qiáng) 化效果，提高合金硬度。在鈹銅合金的熔煉過程中，添加了稀土元素和適量的Mg元素，具有 凈化晶界，提高導(dǎo)電性和細(xì)化晶粒的作用，稀土和Mg元素結(jié)合具有優(yōu)異的脫氧作用，又有 聚雜作用，在鈹銅合金熔煉時(shí)加入可以聚集雜質(zhì)，既有利于雜質(zhì)的清除，又提高了材料的韌 性。稀土和Mg元素與氧反應(yīng)生成的物質(zhì)密度較小，可作為浮渣清除。添加了一定量的氮化 隹凡能提尚鋼的強(qiáng)度、初性、延展性及抗熱疲勞性等綜合機(jī)械性能。
[0012] 作為優(yōu)選，所述陶瓷層為SiC/Si3N4復(fù)合陶瓷，該陶瓷層包括以下質(zhì)量百分比含量 的組分：3· 5-6. 5% C，24-32% N，4-7. 5% Cu，6-10. 5% Fe，2. 3-3. 5% Y，余量為 Si。
[0013] SiC和Si3N4均具有優(yōu)良的耐磨性和機(jī)械強(qiáng)度，以及良好的熱導(dǎo)率和熱穩(wěn)定性，熔 點(diǎn)高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，并且Si3N4具有優(yōu)良的抗熱震性能。SiC/Si 3N4復(fù)合陶瓷由于超細(xì)的SiC 顆粒彌散在Si3N4晶界或晶內(nèi)，由彌散粒子SiC承受應(yīng)力，產(chǎn)生微裂紋，阻止位錯(cuò)運(yùn)動或產(chǎn)生 釘扎作用而增韌Si3N4，使SiC/Si3N4復(fù)合陶瓷具有優(yōu)良的韌性。同時(shí)，由于SiC與Si 3N4的 熱膨脹系數(shù)存在差異，分布于Si3N4晶粒內(nèi)的SiC顆粒與Si 3N4之間在燒結(jié)后存在殘余應(yīng)力， 在材料受載時(shí)產(chǎn)生晶內(nèi)破壞，造成穿晶斷裂，從而提高材料強(qiáng)度。因此，SiC/Si3N4復(fù)合陶瓷 具有良好的物化性能和高溫性能，在高溫下仍能保持較高斷裂韌性和拉伸強(qiáng)度。并且，由于 Cu和Fe的添加，降低了陶瓷層的顯氣孔率，增加了陶瓷層的體積密度，從而增加了其導(dǎo)熱 性，及其強(qiáng)度、韌性和抗沖擊能力。在上述質(zhì)量百分比范圍內(nèi)，隨著Cu和Fe質(zhì)量的增加，陶 瓷層的顯氣孔率逐漸增加，體積密度逐漸增大，導(dǎo)熱性也隨之增加，并且具有較好的強(qiáng)度、 韌性和抗沖擊能力。因?yàn)椴糠諧u在高溫作用下可以滲入到鈹銅合金基體中，F(xiàn)e與鈹銅合金 基體中的Si具有較好的結(jié)合力，所以Cu和Fe的添加使得陶瓷層與鈹銅合金基體具有較大 的界面結(jié)合力。加入的Fe和Si3N4形成Fe-Si 3N4相，適量的Fe由于氮?dú)庵形⒘垦醯拇嬖谑?先氧化成為FeO而起催化作用，加速了 Si的氮化反應(yīng)。但是過多的Fe會與Si生成Fe3Si、 Fe5Si3& FeS，而Fe3Si、Fe5Si