一種用于塑料超聲波焊接的焊頭材料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于塑料超聲波焊接的焊頭材料及制備方法，該焊頭的元素成分及重量百分比分別為：C：0.3～0.6％，Si：0.5％～1.0％，Mn：0.2％～0.8％，Cr:1.0％～1.5％，W：0.5％～3％，V：0.5％～2％，Mo：0.5％～2％，Ce：0.05％～0.2％，余量為Fe。經(jīng)過800～900℃水中或油中淬火，然后200～300℃回火2～3h后，硬度為50～58HRC。本發(fā)明材料制作的焊頭超聲波機(jī)械損耗低、成本低，具有很高的強(qiáng)度和良好的韌性，特別適用于超聲波焊接填充塑料或埋植金屬嵌件，焊接質(zhì)量好，耐磨性能高，使用壽命長。
【專利說明】
一種用于塑料超聲波焊接的焊頭材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于塑料超聲波焊接的焊頭材料及制備方法，屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]塑料的超聲波焊接，對不同的焊接對象需要有不同工具頭，不管是近場焊接還是傳輸焊接，只有半波長的工具頭才能是焊接端面達(dá)到最大的振幅。工具頭，有帶振幅放大的和不帶振幅放大的兩種，塑料焊接機(jī)用聲學(xué)系統(tǒng)工具頭，常用的材料有鈦合金、鋁合金和鋼等。鈦質(zhì)輕、硬度適中，韌性好，但價格昂貴，難以機(jī)加工;招質(zhì)輕，容易加工，但硬度低、耐磨性差;鋼的成本低，具有好的強(qiáng)度和耐磨性，常用的有工具鋼、不銹鋼等材料，卻普遍存在超聲波機(jī)械損耗高、抗沖擊疲勞強(qiáng)度低等缺點(diǎn)。因此，本發(fā)明人以期發(fā)明一種新型超聲波焊頭材料，具有高的強(qiáng)度和良好的韌性，適用于超聲波焊接填充塑料或埋植金屬嵌件，且制備簡單、成本低廉，具有重要的應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有焊頭材料的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種成本低廉、硬度高、韌性好、耐磨性強(qiáng)的用于塑料超聲波焊接的焊頭材料及制備方法。
[0004]為了達(dá)到上述發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0005]—種用于塑料超聲波焊接的焊頭材料，所述的焊頭材料按照重量百分比由如下成分組成:C:0.3?0.6%，S1:0.5%?1.0%，Mn:0.2%?0.8%，Cr:1.0%?1.5%，W:0.5%?3%，V:0.5%?2%，Μο:0.5%?2%，Ce:0.05%?0.2%，余量為Fe。
[0006]根據(jù)上述的組分進(jìn)行配比，隨后進(jìn)行熱處理，熱處理方法如下:
[0007](I)、加熱到800?900°C后，在水中或油中淬火；
[0008](2)、然后在200?300°C時回火2?3h處理；
[0009](3)、然后空冷冷卻到室溫。
[0010]所述焊頭材料的硬度為50?58HRC。
[0011 ]本發(fā)明所述焊頭的各元素成分作用為:
[0012]C:產(chǎn)生固溶強(qiáng)化與析出強(qiáng)化作用，提高基體的強(qiáng)度與硬度，為保證韌性，本發(fā)明中將C的含量限定在0.3?0.6%之間。
[0013]Si,Mn:起到固溶強(qiáng)化作用，提高材料的強(qiáng)度。質(zhì)量分?jǐn)?shù):S1: 0.5 %?1.0 %，Mn:0.2% ?0.8%。
[0014]Cr:提高材料的淬透性，保證基體具有合適的組織形態(tài)，便于超聲波的傳播，實(shí)現(xiàn)超聲波的穩(wěn)定焊接。質(zhì)量分?jǐn)?shù):1.0 %?1.5 %
[0015]W、V、Mo:形成復(fù)合彌散具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的碳化物析出相，提高硬度和耐磨性能，同時此類復(fù)合析出相對超聲波的傳播影響很小，質(zhì)量分?jǐn)?shù):W:0.5%?3%，V:0.5%?2%，Mo:
0.5% ?2%0
[0016]Ce:起到細(xì)化晶粒，提高基體組織的強(qiáng)度與韌性，并促進(jìn)并改變碳化物的析出形態(tài)與分布狀態(tài)，減少對超聲波的機(jī)械損耗，保證焊頭端部有足夠的振幅實(shí)現(xiàn)焊接。質(zhì)量分?jǐn)?shù):
0.05% ?0.2%。
[0017]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0018](I)發(fā)明的焊頭材料組織分布均勻，對超聲波的機(jī)械損耗很小，焊頭端部具有足夠的振幅實(shí)現(xiàn)超聲波的焊接。
[0019](2)發(fā)明的焊頭材料具有優(yōu)良的強(qiáng)度與韌性配合，耐磨性能好、成本低廉、使用壽命長，特別適用于超聲波焊接填充塑料或埋植金屬嵌件。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步說明發(fā)明的方案及效果。
[0021]實(shí)施例1
[0022]C:0.4%,
[0023]Si:0.6%,
[0024]Mn:0.3%,
[0025]Cr: 1.1%,
[0026]ff:0.8%,
[0027]V:0.8%,
[0028]Mo:0.6%,
[0029]Ce:0.08%,
[0030]余量為Fe
[0031]820°C時水中淬火+220°C回火2h，硬度51HRC。實(shí)施例2
[0032]C:0.5%,
[0033]Si:0.7%,
[0034]Mn:0.5%,
[0035]Cr:1.3%,
[0036]ff:1.0%,
[0037]V:1.0%,
[0038]Mo:1.0%,
[0039]Ce:0.1%,
[0040]余量為Fe
[0041 ] 850°C油中淬火+250°C回火2.5h，硬度54HRC。實(shí)施例3
[0042]C:0.6%,
[0043]Si:0.8%,
[0044]Mn:0.6%,
[0045]Cr:1.4%,
[0046]ff:2%,
[0047]V:1.5%
[0048]Mo:1.5%%,
[0049]Ce:0.15%,
[0050]余量為Fe
[0051 ] 890。(:油中淬火+280。(:回火2.811，硬度56冊(:。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于塑料超聲波焊接的焊頭材料，其特征在于:所述的焊頭材料按照重量百分比由如下成分組成:C:0.3 ?0.6%，S1:0.5%?1.0%，Μη:0.2% ?0.8%，Cr: 1.0% ?1.5%，W:0.5%?3%，V:0.5%?2%，Μο:0.5%?2%，Ce:0.05%?0.2%，余量為Fe。2.—種用于塑料超聲波焊接的焊頭材料的制備方法，其特征在于:根據(jù)權(quán)利要求1所述的組分進(jìn)行配比，隨后進(jìn)行熱處理，熱處理方法如下: (1)、加熱到800?900°C后，在水中或油中淬火； (2)、然后在200?300°C時回火2?3h處理； (3)、然后空冷冷卻到室溫。
【文檔編號】C22C38/02GK106011669SQ201610534896
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月7日
【發(fā)明人】楊可, 謝浩然
【申請人】德召尼克（常州）焊接科技有限公司