在注塑模具的制造與維修中,頂針作為核心部件(負(fù)責(zé)頂出塑件),其端部因頻繁與高溫塑料(60-300℃)及模具型腔摩擦,極易磨損。為延長(zhǎng)使用壽命,通常會(huì)在頂針端部焊接硬質(zhì)合金頭(如鎢鋼 WC-Co,硬度 HRC80 以上),而高頻感應(yīng)焊接憑借 “局部精準(zhǔn)加熱、熱影響區(qū)小” 的特性,成為這一連接的理想工藝,完美解決傳統(tǒng)焊接的變形、脆化問(wèn)題。

頂針(材質(zhì)多為 SKD61 熱作模具鋼,硬度 HRC45-50)在注塑生產(chǎn)中需滿(mǎn)足:
耐磨性:每次注塑循環(huán)(10-60 秒)都需與塑件、型腔接觸,端部磨損量若超過(guò) 0.1mm,會(huì)導(dǎo)致塑件頂出變形、表面劃傷;
耐高溫性:接觸高溫塑料時(shí),端部溫度可達(dá) 150-200℃,普通頂針易因軟化導(dǎo)致磨損加速;
精度保持:頂針與模具導(dǎo)向孔的配合間隙通?!?.02mm,焊接后若變形超差,會(huì)導(dǎo)致卡滯、異響。
因此,在頂針端部焊接硬質(zhì)合金頭(耐磨性是 SKD61 的 5-10 倍)是提升壽命的關(guān)鍵,但連接質(zhì)量直接決定效果 —— 傳統(tǒng)焊接方式存在明顯缺陷。
頂針與合金頭的連接(通常為 φ3-12mm 的小尺寸部件)對(duì)焊接精度要求極高,傳統(tǒng)方式(如火焰釬焊、電弧焊)難以滿(mǎn)足:
火焰釬焊:
加熱范圍大(熱影響區(qū)≥5mm),頂針基體易過(guò)熱退火(硬度從 HRC48 降至 HRC35 以下),導(dǎo)致根部強(qiáng)度不足;
溫度難控(易超過(guò) 900℃),合金頭(WC-Co 在高溫下易脫碳)出現(xiàn)脆性增加,使用中易崩裂;
焊接后頂針直線(xiàn)度偏差≥0.03mm,需二次校直,影響裝配精度。
電弧焊:
高頻感應(yīng)焊接通過(guò)高頻電流(200-400kHz)的局部聚焦加熱,精準(zhǔn)破解這些問(wèn)題:
僅加熱焊接接頭(直徑 3-8mm),熱影響區(qū)≤1mm,頂針基體硬度損失≤HRC3;
溫度控制在釬料熔點(diǎn)(750-850℃,如銅銀釬料),低于合金頭(熔點(diǎn)≥1400℃)和頂針(熔點(diǎn) 1500℃),避免母材損傷;
焊縫剪切強(qiáng)度≥250MPa,合金頭與頂針結(jié)合牢固,且頂針直線(xiàn)度偏差≤0.01mm,無(wú)需二次加工。
以 φ6mm SKD61 頂針焊接 φ3mm WC-Co 合金頭為例,工藝步驟嚴(yán)格可控:
清潔:用酒精擦拭頂針端部(焊接面)和合金頭底面,去除油污、氧化皮;用細(xì)砂紙打磨至 Ra≤0.8μm,增強(qiáng)釬料浸潤(rùn)性;
定位:將合金頭對(duì)準(zhǔn)頂針端部中心(偏差≤0.1mm),用工裝固定(避免加熱時(shí)偏移),間隙預(yù)留 0.05-0.1mm(供釬料填充);
放釬料:在間隙處放置薄片狀銅銀釬料(厚度 0.1-0.2mm),并涂抹少量釬劑(去除氧化膜)。
外觀(guān):焊縫無(wú)氣孔、斷縫,合金頭無(wú)偏斜(同心度≤0.02mm);
強(qiáng)度:用拉力試驗(yàn)機(jī)測(cè)試,合金頭脫落時(shí)的剪切力≥1500N(對(duì)應(yīng)剪切強(qiáng)度 250MPa);
性能:頂針基體硬度≥HRC45,合金頭硬度≥HRC78(未因加熱導(dǎo)致性能下降)。
壽命延長(zhǎng):高頻焊接的合金頂針,在 PP、ABS 等塑料的注塑生產(chǎn)中,使用壽命可達(dá) 10-20 萬(wàn)次,是普通頂針(2-5 萬(wàn)次)的 3-5 倍;
減少停機(jī):傳統(tǒng)頂針每 2-3 個(gè)月需更換一次,合金頂針可延長(zhǎng)至 1-2 年,模具停機(jī)維修時(shí)間減少 80%;
適配場(chǎng)景:尤其適合高填充塑料(如含玻纖 30% 的 PA66)、高溫塑料(如 PC、POM)的注塑模具,耐磨性?xún)?yōu)勢(shì)更突出。
注塑機(jī)磨床頂針合金高頻焊接的核心,是用 “精準(zhǔn)可控的能量” 實(shí)現(xiàn)硬質(zhì)合金與頂針基體的 “強(qiáng)連接 + 低損傷”。相比傳統(tǒng)焊接,它不僅解決了變形、脆化等痛點(diǎn),更通過(guò)延長(zhǎng)頂針壽命、減少維護(hù),為注塑生產(chǎn)降本增效提供了切實(shí)支撐。對(duì)模具制造與維修企業(yè)而言,這一工藝已成為提升模具耐用性的 “標(biāo)配技術(shù)”。