[发明专利]铜合金为母材基体的玻璃模具冲头表面喷焊镍基合金粉末的方法

说明书

技术领域

 本发明属于玻璃模具辅助部件加工技术领域，具体涉及一种铜合金为母材基体的玻璃模具冲头表面喷焊镍基合金粉末的方法。

背景技术

冲头在玻璃模具上的功用是业界公知的，是采用吹吹法生产玻璃容器如玻璃瓶的必备部件。当一对彼此对置的初型模半模（业界习惯称为雏形模半模）闭合后，熔融的玻璃料引入初型模半模型腔，并且由熔融状态的高温玻璃料将位于初型模半模型腔中的冲头完全或部分（视不同的玻璃容器产品而言）包裹，随后由冲头的冲头腔中的冲头冷却器将冲头快速冷却，以便使先前包裹于冲头外壁的玻璃料降温，撤去冲头，再吹气，形成雏形，最后开启初型模半模，紧接着将玻璃容器雏形引入成型模进行二次吹制成型。

在使用过程中，由于冲头的成型表面即玻璃熔体接触端与玻璃熔体频繁接触（5-10次/分钟），并且颈部与口环摩擦碰撞，因而会产生并不限于以下几种损坏情形：一是表面腐蚀；二是表面磨损；三是颈部折断。表面腐蚀和表面磨损会使冲头的尺寸产生偏差，而熔融的玻璃料对冲头的尺寸变化极其敏感，具体而言，哪怕是冲头出现微渺的尺寸偏差（腐蚀和磨损所至），都会影响对玻璃容器如前述玻璃瓶的成型质量，鉴此通常要求冲头具有良好的热稳定性而藉以避免变形、理想的耐磨性而藉以体现较长的使用寿命和优异的壁厚均匀性而藉以保障最终的玻璃容器的质量如壁厚的一致性效果。

已有技术中的冲头普遍使用耐热合金铸铁作为基体材料，并对成型表面（即冲头在使用状态下频繁地与熔融的玻璃料相接触的部位，也称玻璃熔体接触端，以下同）以手工作业方式喷焊（氧-乙炔火焰喷焊）镍基合金粉末而藉以硬化表面，以便抵抗熔融态玻璃料对铸铁基体的腐蚀和磨损，这种冲头基本上能够满足制瓶机的生产要求。

但是，随着玻璃制品成型技术的不断完善以及制瓶机机速的不断提高，从而要求玻璃模具具有更快的散热速度，作为成套玻璃模具的辅助部件的冲头也不例外，并且从某种意义上讲，既要求冲头具有极致的散热性能，又要求具有更高的强度以避免颈部断裂。纯粹使用镍基合金制作冲头可以显著提高强度，并且能满足日益提高的高机速要求，但是存在以下两点欠缺：一是价格昂贵，导致使用成本显著增大；二是散热性能相对于前述的耐热合金铸铁而言提升效果不明显。毫无疑问，如果使用铜合金制作玻璃模具冲头，那么散热效果会显著提升，因为铜合金的热传导率较铸铁高得多，但是铜合金的强度却逊色于耐热合金铸铁。

在以铜合金为母材基体的玻璃模具冲头表面喷涂即喷焊镍基合金粉末可以将理想的散热性和优异的强度兼而得之，并且也是目前业界公认的有效措施。但是，如何使喷焊于基体（铜合金基体）表面的镍基合金粉末持久地与基体可靠结合的问题长期以来困扰于业界，因为如果镍基合金喷焊层不能与基体（铜合金基体）可靠结合，那么在使用过程中会出现喷焊层剥脱，使冲头的成型表面强化失效，耐磨及防腐效果无法体现。正是由于该因素，从而在很大程度上阻碍了业界择用铜合金为母材基体作为玻璃模具冲头的进程。

中国发明专利授权公告号CN101549946B推荐有“硅铜合金为母材基体的玻璃模具型腔内填充镍基合金的方法”（由本申请人提出），然而该专利是采氩弧焊的方式向玻璃模具型腔内填充镍基合金焊丝，因而对于在冲头表面以自动方式喷焊镍基合金粉末不具有可借鉴的技术意义。

针对上述已有技术，本申请人作了旷日持久的探索以及反复的实验，终于形成了下面将要介绍的技术方案，并且在采取了严格的保密措施下经实验证明是切实可行的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种铜合金为母材基体的玻璃模具冲头表面喷焊镍基合金粉末的方法，该方法有助于使喷焊层与铜合金基体之间体现优异的冶金结合效果而藉以避免在使用过程中喷焊层出现脱落现象并且确保成型表面具有理想的硬度。

本发明的任务是这样来完成的，一种铜合金为母材基体的玻璃模具冲头表面喷焊镍基合金粉末的方法，包括以下步骤：

A）选取母材基体，选取铸造铜合金棒材，并且对该铸造铜合金棒材的化学元素及其质量%含量进行分析，得到母材基体；

B）选取焊材，选取镍基合金粉末并且对该镍基合金粉末的化学元素及其质量%含量进行分析，得到焊材；

C）表面预加工，由车床对由步骤A）得到的母材基体的一端车加工出夹装基准端，而对母材基体的另一端车削出玻璃熔体接触端，并且控制对玻璃熔体接触端的表面的车削余量，得到冲头坯体；

D）喷焊，利用等离子焊机并且在保护气体下将由步骤B）得到的焊材喷焊到由步骤C）得到的冲头坯体的玻璃熔体接触端的表面，并且控制喷焊的工艺参数，得到在玻璃熔体接触端的表面喷焊有镍基合金层的喷焊毛坯；