CN108714646A - 高寿命的模具冲头 - Google Patents

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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
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Abstract

本案涉及一种高寿命的模具冲头，包括冲头基体，冲头基体的一端设置有冲头端部，冲头端部包括第一端部和第二端部，第一端部和第二端部依次设置且第一端部的直径等于第二端部的直径。本发明通过在冲头基体上设置第一端部和第二端部，提高冲压速度，并减小冲头裁切时受力过大的现象，提高其使用寿命。

Description

高寿命的模具冲头
技术领域
本发明涉及模具技术领域，尤其涉及一种高寿命的模具冲头。
背景技术
在模具加工中，冲头是一个必不可少的工具，冲头就是用来冲孔的冷冲压模具的凸模，其尺寸根据工件的形状尺寸来设计，在现有技术中，冲头模具使用方便，但是抗疲劳性能差，寿命短，而且难以保证产品的加工质量，产业化成本高。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本案提供一种高寿命的模具冲头。
为实现上述目的，本案通过以下技术方案实现：
一种高寿命的模具冲头，包括冲头基体，其中，冲头基体的一端设置有冲头端部，所述冲头端部包括第一端部和第二端部，所述第一端部和第二端部依次设置且第一端部的直径等于第二端部的直径。
优选的是，所述的高寿命的模具冲头，其中，所述第一端部为半圆形。
优选的是，所述的高寿命的模具冲头，其中，所述第二端部与冲头基体相连接的端面上设置有第一斜面和第二斜面。
优选的是，所述的高寿命的模具冲头，其中，所述第一斜面和第二斜面的角度均为35°～40°。
优选的是，所述的高寿命的模具冲头，其中，所述第一端部的底部设有若干注油孔。
优选的是，所述的高寿命的模具冲头，其中，所述第一端部的的外表面设置有耐磨层。
优选的是，所述的高寿命的模具冲头，其中，所述耐磨层包括55～60wt％碳化铌、18～20wt％氮化钨、12～15wt％氧化锆、6～10wt％碳化铬和3～5wt％V2GeC。
优选的是，所述的高寿命的模具冲头，其中，所述耐磨层还包括1～3wt％锡酸铋。
优选的是，所述的高寿命的模具冲头，其中，所述碳化铌、氮化钨、氧化锆、碳化铬、V2GeC和锡酸铋的粒径为50～60nm。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过在在冲头基体上设置第一端部和第二端部，提高冲压速度，并减小冲头裁切时受力过大的现象，提高其使用寿命。
(2)本发明通过在第一端部设置耐磨层，提高冲头端部的耐磨性，降低其摩擦力，耐磨层以碳化铌作为耐磨层的主体，；通过加入氧化锆提高其耐高温、耐氧化和热稳定性能；通过加入碳化铬进一步提高其耐腐蚀和抗氧化性能；通过加入V2GeC降低其摩擦系数和磨损量；通过加入锡酸铋提高其抗压强度和韧性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本案提出一实施例的高寿命的模具冲头，包括冲头基体，冲头基体的一端设置有冲头端部，冲头端部包括第一端部和第二端部，第一端部和第二端部依次设置且第一端部的直径等于第二端部的直径。通过设置第一端部和第二端部，提高冲压速度，并减小冲头裁切时受力过大的现象，提高其使用寿命。
作为本案另一实施例，其中，所述第一端部为半圆形。
作为本案又一实施例，其中，所述第二端部与冲头基体相连接的端面上设置有第一斜面和第二斜面。
作为本案又一实施例，其中，所述第一斜面和第二斜面的角度均为35°～40°。
作为本案又一实施例，其中，所述第一端部的底部设有若干注油孔。
作为本案又一实施例，其中，所述第一端部的的外表面设置有耐磨层。通过在第一端部设置耐磨层，提高冲头端部的耐磨性，降低其摩擦力。
作为本案又一实施例，其中，所述耐磨层包括55～60wt％碳化铌、18～20wt％氮化钨、12～15wt％氧化锆、6～10wt％碳化铬和3～5wt％V2GeC。碳化铌熔点2300℃，显微硬度>235Gpa(>2400kg/mm2)，比刚玉还硬，热导率14w/(m·K)，碳化铌作为耐磨层的主体，其具有优异的耐磨性和导热性能；通过加入氮化钨减小其表面摩擦系数和增加表面硬度；通过加入氧化锆提高其耐高温、耐氧化和热稳定性能；通过加入碳化铬进一步提高其耐腐蚀和抗氧化性能；通过加入V2GeC降低其摩擦系数和磨损量。
作为本案又一实施例，其中，所述耐磨层还包括1～3wt％锡酸铋。通过加入锡酸铋提高其抗压强度和韧性。
作为本案又一实施例，其中，所述碳化铌、氮化钨、氧化锆、碳化铬、V2GeC和锡酸铋的粒径为50～60nm。
实施例1：
一种高寿命的模具冲头，包括冲头基体，冲头基体的一端设置有冲头端部，冲头端部包括第一端部和第二端部，第一端部和第二端部依次设置且第一端部的直径等于第二端部的直径，第一端部为半圆形，第二端部与冲头基体相连接的端面上设置有第一斜面和第二斜面，第一斜面和第二斜面的角度均为35°，第一端部的底部设有若干注油孔，第一端部的的外表面设置有耐磨层，耐磨层包括55wt％碳化铌、18wt％氮化钨、12wt％氧化锆、10wt％碳化铬、3wt％V2GeC和2wt％锡酸铋，碳化铌、氮化钨、氧化锆、碳化铬、V2GeC和锡酸铋的粒径为50nm。
实施例2：
一种高寿命的模具冲头，包括冲头基体，冲头基体的一端设置有冲头端部，冲头端部包括第一端部和第二端部，第一端部和第二端部依次设置且第一端部的直径等于第二端部的直径，第一端部为半圆形，第二端部与冲头基体相连接的端面上设置有第一斜面和第二斜面，第一斜面和第二斜面的角度均为36°，第一端部的底部设有若干注油孔，第一端部的的外表面设置有耐磨层，耐磨层包括56wt％碳化铌、19wt％氮化钨、13wt％氧化锆、8wt％碳化铬、3wt％V2GeC和1wt％锡酸铋，碳化铌、氮化钨、氧化锆、碳化铬、V2GeC和锡酸铋的粒径为55nm。
实施例3：
一种高寿命的模具冲头，包括冲头基体，冲头基体的一端设置有冲头端部，冲头端部包括第一端部和第二端部，第一端部和第二端部依次设置且第一端部的直径等于第二端部的直径，第一端部为半圆形，第二端部与冲头基体相连接的端面上设置有第一斜面和第二斜面，第一斜面和第二斜面的角度均为40°，第一端部的底部设有若干注油孔，第一端部的的外表面设置有耐磨层，耐磨层包括58wt％碳化铌、20wt％氮化钨、12wt％氧化锆、6wt％碳化铬、3wt％V2GeC和1wt％锡酸铋，碳化铌、氮化钨、氧化锆、碳化铬、V2GeC和锡酸铋的粒径为60nm。
对比例1：
一种高寿命的模具冲头，包括冲头基体，冲头基体的一端设置有冲头端部，冲头端部，冲头端部为半圆形，冲头端部的的外表面设置有耐磨层，耐磨层包括55wt％碳化铌、18wt％氮化钨、12wt％氧化锆、10wt％碳化铬、3wt％V2GeC和2wt％锡酸铋，碳化铌、氮化钨、氧化锆、碳化铬、V2GeC和锡酸铋的粒径为50nm。
对比例2：
一种高寿命的模具冲头，包括冲头基体，冲头基体的一端设置有冲头端部，冲头端部包括第一端部和第二端部，第一端部和第二端部依次设置且第一端部的直径等于第二端部的直径，第一端部为半圆形，第二端部与冲头基体相连接的端面上设置有第一斜面和第二斜面，第一斜面和第二斜面的角度均为20°，第一端部的底部设有若干注油孔，第一端部的的外表面设置有耐磨层，耐磨层包括55wt％碳化铌、18wt％氮化钨、12wt％氧化锆、10wt％碳化铬、3wt％V2GeC和2wt％锡酸铋，碳化铌、氮化钨、氧化锆、碳化铬、V2GeC和锡酸铋的粒径为50nm。
对比例3：
一种高寿命的模具冲头，包括冲头基体，冲头基体的一端设置有冲头端部，冲头端部包括第一端部和第二端部，第一端部和第二端部依次设置且第一端部的直径等于第二端部的直径，第一端部为半圆形，第二端部与冲头基体相连接的端面上设置有第一斜面和第二斜面，第一斜面和第二斜面的角度均为36°，第一端部的底部设有若干注油孔，第一端部的的外表面设置有耐磨层，耐磨层包括59wt％碳化铌、19wt％氮化钨、13wt％氧化锆、8wt％碳化铬和1wt％锡酸铋，碳化铌、氮化钨、氧化锆、碳化铬和锡酸铋的粒径为55nm。
对比例4：
一种高寿命的模具冲头，包括冲头基体，冲头基体的一端设置有冲头端部，冲头端部包括第一端部和第二端部，第一端部和第二端部依次设置且第一端部的直径等于第二端部的直径，第一端部为半圆形，第二端部与冲头基体相连接的端面上设置有第一斜面和第二斜面，第一斜面和第二斜面的角度均为36°，第一端部的底部设有若干注油孔，第一端部的的外表面设置有耐磨层，耐磨层包括57wt％碳化铌、19wt％氮化钨、13wt％氧化锆、8wt％碳化铬和3wt％V2GeC，碳化铌、氮化钨、氧化锆、碳化铬和V2GeC的粒径为55nm。
下面列出实施例和对比例的性能测试结果：
性能测试方法：
(1)耐高温测试：将根据上述任一实施例或对比例制得的模具冲头于200℃环境下烘烤120小时，取出自然冷却，若模具冲头表面无碳化、软化、开裂和翘边现象，且无烧焦异味，则判定该测试结果为“合格”，否则为“不合格”
(2)耐腐蚀测试：将根据上述任一实施例或对比例的配方材料制成的模具冲头，依次进行如下测试：
a)将其置于5wt％NaOH水溶液中浸泡100小时，取出晾干；
b)置于5wt％HCl水溶液中浸泡100小时，取出晾干；
c)置于5wt％NaCl水溶液中浸泡100小时，取出晾干；
d)置于15～20wt％乙醇水溶液中浸泡100小时，取出晾干；经过以上4个实验后，若透光保护膜表面未出现变形、色衰、软化、硬化和老化，则判定该测试结果为为“合格”，否则为“不合格”。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (9)

1.一种高寿命的模具冲头，包括冲头基体，其特征在于，冲头基体的一端设置有冲头端部，所述冲头端部包括第一端部和第二端部，所述第一端部和第二端部依次设置且第一端部的直径等于第二端部的直径。
2.如权利要求1所述的高寿命的模具冲头，其特征在于，所述第一端部为半圆形。
3.如权利要求1所述的高寿命的模具冲头，其特征在于，所述第二端部与冲头基体相连接的端面上设置有第一斜面和第二斜面。
4.如权利要求3所述的高寿命的模具冲头，其特征在于，所述第一斜面和第二斜面的角度均为35°～40°。
5.如权利要求1所述的高寿命的模具冲头，其特征在于，所述第一端部的底部设有若干注油孔。
6.如权利要求1所述的高寿命的模具冲头，其特征在于，所述第一端部的的外表面设置有耐磨层。
7.如权利要求6所述的高寿命的模具冲头，其特征在于，所述耐磨层包括55～60wt％碳化铌、18～20wt％氮化钨、12～15wt％氧化锆、6～10wt％碳化铬和3～5wt％V2GeC。
8.如权利要求7所述的高寿命的模具冲头，其特征在于，所述耐磨层还包括1～3wt％锡酸铋。
9.如权利要求8所述的高寿命的模具冲头，其特征在于，所述碳化铌、氮化钨、氧化锆、碳化铬、V2GeC和锡酸铋的粒径为50～60nm。
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