铜及铜合金热挤压用穿孔针及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种铜及铜合金热挤压用穿孔针及其制造方法，其穿孔针包括从左往右同轴依次连接的冲挤段、工作段、连接段与装配段，工作段的最右端具有一段过渡段，在工作段、连接段与装配段内沿着它们的轴线开设有深孔。其制造方法包括：熔铸得到材质为H13的实心坯料、均匀化退火、锻造、粗车、等温淬火、油液冷却及空冷、高温回火及空冷、第一次整体回火及空冷、第二次整体回火及空冷、精车、磨平及抛光与检测各步骤。本发明专利技术硬度稳定性好、使用寿命长且使用安全性高。安全性高。安全性高。

【技术实现步骤摘要】
铜及铜合金热挤压用穿孔针及其制造方法


[0001]本专利技术属于铜及铜合金管制造
，具体地说是一种铜及铜合金热挤压用穿孔针及其制造方法。

技术介绍

[0002]热挤压是铜及铜合金管制造
的常见工序，而穿孔针在此工序中是必备模具。目前，铜及铜合金热挤压用穿孔针在使用过程中存在如下两个问题：1）使用寿命低，频繁更换穿孔针也降低了热挤压效率，破坏了生产节拍，加热过程中的管坯在后续挤压过程中质量难以保证；2）穿孔针断裂，穿孔针在使用过程中承受着高温下的巨大拉应力，一旦断裂，穿孔针将会飞出挤压机，存在着巨大的安全隐患。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种硬度稳定性好、使用寿命长且使用安全性高的铜及铜合金热挤压用穿孔针及其制造方法。
[0004]按照本专利技术提供的技术方案，所述铜及铜合金热挤压用穿孔针，它包括从左往右同轴依次连接的冲挤段、工作段、连接段与装配段，工作段的最右端具有一段过渡段，在工作段、连接段与装配段内沿着它们的轴线开设有深孔；在从左往右的方向上，所述冲挤段的直径呈逐渐增大设置，工作段为圆柱段，且冲挤段的右端部直径与工作段的直径相等，连接段的直径小于工作段的直径，装配段为外螺纹段，装配段的外径小于工作段的直径；所述冲挤段的长度L5、工作段的长度L1、连接段的长度L2与装配段的长度L3之和为630~680mm；所述冲挤段的长度L5=28~32mm、表面粗糙度Ra为0.3~0.5mm、硬度为48~52HRC，工作段的直径为63.9~64.0mm、表面粗糙度Ra为0.3~0.5mm、硬度为48~52HRC，连接段的长度L2=20~30mm，装配段的长度L3=90~95mm、螺纹外径为55.9~56mm、螺纹内径49.9~50mm、硬度为30~40HRC，余下的部分为工作段的长度，且工作段的最右端为过渡段，过渡段的长度L1
‑
1=40~60mm，所述深孔的直径为φ24~25mm。
[0005]上述的铜及铜合金热挤压用穿孔针的制造方法，该方法包括以下步骤：S1、熔铸得到材质为H13、规格为φ100*2000~6000mm的实心坯料，Si含量为0.85~0.95 wt%，Mn含量为0.30~0.45 wt%，V含量为0.85~0.95 wt%，Mo含量为1.50~1.70 wt%，Cr含量为4.90~5.30 wt%，C含量为0.39~0.43 wt%，P含量不超过0.025 wt%，S含量不超过0.010 wt%，余量为Fe；S2、将S1的实心坯料进行均匀化退火，退火温度为1225~1250℃，保温1~1.5h；S3、将S2所得的实心坯料锻造至φ74~76mm；S4、将S3所得的坯料粗车至φ67.5~68mm*630~680mm，标出冲挤段、工作段、连接段与装配段的位置，并在工作段内标出过渡段的位置，在工作段、连接段与装配段内沿着它们
的轴线打出孔径为φ24~25mm的深孔；S5、将S4所得的坯料先在盐浴炉中进行等温淬火处理，淬火温度为1030~1040℃、保温时间40~50min，然后在60~70℃的淬火油中油液冷却25~35min，最后出淬火油进行空气冷却；S6、将S5所得坯料的过渡段的一半长度、连接段和装配段一起在盐浴炉中进行高温回火处理，回火温度为650~680℃，保温时间60~80min，出盐浴炉后进行空气冷却；S7、将S6所得坯料进行第一次整体回火处理，回火温度为580~590℃，保温时间300~360min，出炉后进行空气冷却；S8、将S7所得坯料进行第二次整体回火处理，回火温度为560~570℃，保温时间300~360min，出炉后进行空气冷却；S9、将S8所得的坯料进行精车、磨平与抛光处理，得到穿孔针；S10、将S9所得的穿孔针进行检验检测。
[0006]作为优选，步骤S5中，穿孔针坯料以互不接触式悬挂依次进行等温淬火、油液冷却与空气冷却。
[0007]作为优选，步骤S6中，穿孔针坯料以互不接触式悬挂依次进行高温回火处理与空气冷却。
[0008]作为优选，步骤S7中，穿孔针坯料以互不接触式悬挂依次进行第一次整体回火处理与空气冷却。
[0009]作为优选，步骤S8中，穿孔针坯料以互不接触式悬挂依次进行第二次整体回火处理与空气冷却。
[0010]本专利技术具有以下优点：1、铜及铜合金热挤压用穿孔针及其制造方法，制造过程简单，硬度稳定性好，避免了高温下使用时承载力不稳问题，结合穿孔针的性能与形状设计，使得其使用寿命得到提升，使用安全性高。
[0011]2、通过合金元素和杂质元素的科学设计与控制，提升材料的韧性和淬透性，提高穿孔针的使用寿命和安全。
[0012]3、通过熔铸后的均匀化退火，消除材料偏析，提升了锻造质量，也为为后续的淬火、回火的性能稳定做好储备；该工序的设定也取消了后续常见的球化退火工序，提升穿孔针的制造效率。
[0013]4、通过阶梯式降温退火工艺，结合穿孔针互不接触式悬挂式热处理，保证了回火后最终性能的稳定。
[0014]5、通过过渡段的长度设定，降低了非工作段硬度，提升了韧性，避免了穿孔针使用时螺纹段发生脆断；将传统的螺纹段作为过渡段延伸至非螺纹段，使得穿孔针使用时，工作段与过渡段性能无缝连接，避免了螺纹段、工作段与过渡段连接处发生脆断，也提高了穿孔针的使用寿命。
[0015]6、穿孔针长度采用最短化设计，增加了使用时的平稳度，使用寿命更长，更不易出现脆断。
[0016]7、穿孔针内部采用打深孔的设计，使用时通水冷却，大大提高了使用寿命。
[0017]8、通过降低穿孔针表面粗糙度，大大减小了使用时穿孔针所受的拉应力，使用寿
命与安全性得到提高。
附图说明
[0018]图1是本专利技术的结构示意图。
具体实施方式
[0019]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0020]实施例1一种铜及铜合金热挤压用穿孔针的制造方法，该方法包括以下步骤：S1、熔铸得到材质为H13、规格为φ100*4000mm的实心坯料，Si含量为0.91 wt%，Mn含量为0.33 wt%，V含量为0.89 wt%，Mo含量为1.62 wt%，Cr含量为5.18 wt%，C含量为0.41 wt%，P含量0.009 wt%，S含量0.006 wt%，余量为Fe；S2、将S1的实心坯料进行均匀化退火，退火温度为1225℃，保温1.5h；S3、将S2所得的实心坯料锻造至φ74mm；S4、将S3所得的坯料粗车至φ67.5*645mm，标出冲挤段5、工作段1、连接段2与装配段3的位置，并在工作段1内标出过渡段1
‑
1的位置，在工作段1、连接段2与装配段3内沿着它们的轴线打出孔径为φ24mm的深孔4；S5、将S4所得的坯料先在盐浴炉中以互不接触式悬挂进行等温淬火处理，淬火温度为1030℃、保温时间50min，然后在70℃的淬火油中以互不接触式悬挂进行油液冷却25min，最后以互不接触式悬挂进行空气冷却；S6、将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜及铜合金热挤压用穿孔针，其特征是：它包括从左往右同轴依次连接的冲挤段（5）、工作段（1）、连接段（2）与装配段（3），工作段（1）的最右端具有一段过渡段（1
‑
1），在工作段（1）、连接段（2）与装配段（3）内沿着它们的轴线开设有深孔（4）；在从左往右的方向上，所述冲挤段（5）的直径呈逐渐增大设置，工作段（1）为圆柱段，且冲挤段（5）的右端部直径与工作段（1）的直径相等，连接段（2）的直径小于工作段（1）的直径，装配段（3）为外螺纹段，装配段（3）的外径小于工作段（1）的直径；所述冲挤段（5）的长度L5、工作段（1）的长度L1、连接段（2）的长度L2与装配段（3）的长度L3之和为630~680mm；所述冲挤段（5）的长度L5=28~32mm、表面粗糙度Ra为0.3~0.5mm、硬度为48~52HRC，工作段（1）的直径为63.9~64.0mm、表面粗糙度Ra为0.3~0.5mm、硬度为48~52HRC，连接段（2）的长度L2=20~30mm，装配段（3）的长度L3=90~95mm、螺纹外径为55.9~56mm、螺纹内径49.9~50mm、硬度为30~40HRC，余下的部分为工作段（1）的长度，且工作段（1）的最右端为过渡段（1
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1），过渡段（1
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1）的长度L1
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1=40~60mm，所述深孔（4）的直径为φ24~25mm。2.权利要求1所述的铜及铜合金热挤压用穿孔针的制造方法，其特征是该方法包括以下步骤：S1、熔铸得到材质为H13、规格为φ100*2000~6000mm的实心坯料，Si含量为0.85~0.95 wt%，Mn含量为0.30~0.45 wt%，V含量为0.85~0.95 wt%，Mo含量为1.50~1.70 wt%，Cr含量为4.90~5.30 wt%，C含量为0.39~0.43 wt%，P含量不超过0.025 wt%，S含量不超过0.010 wt%，余量为Fe；S2、将S1的实心坯料进行均匀化退火，退...

【专利技术属性】
技术研发人员：王植栋，周向东，朱雪晴，王洁莉，冷晓月，浦益龙，
申请(专利权)人：江苏隆达超合金股份有限公司，
类型：发明
国别省市：