[发明专利]具有多层梯度结构的硬质合金螺丝螺帽模具及其制造方法

说明书

本发明公开了一种具有多层梯度结构的硬质合金螺丝螺帽模具及其制造方法，包含韧性料基体和耐磨料层，所述韧性料基体具有中心通孔结构，所述韧性料基体的上表面设置有第一耐磨料层，所述中心通孔结构内表面设置有第二耐磨料层，韧性料基体具有良好的冲击韧性，耐磨料层硬度高，耐磨性好，借助设置于中心通孔结构表面的耐磨料层，实现螺丝螺帽模具的锻造功能，同时设置于韧性料基体上表面的耐磨料层对其下方的层与层之间界面起到保护作用，具有多层梯度结构的高性能硬质合金螺丝螺帽模具寿命长，节省硬质合金材料。

技术领域

本发明涉及硬质合金技术领域，具体涉及一种具有多层梯度结构的硬质合金螺丝螺帽模具及其制造方法。

背景技术

硬质合金是高硬度、高强度、高耐磨的材料，在现代工业的众多领域都得到了广泛应用。螺丝螺帽等五金件的加工，通常使用硬质合金材质的模具，对金属棒材进行冲压，获得五金制品。硬质合金模具工作面的耐磨损性能决定整个模具的使用寿命。传统的硬质合金螺丝螺帽模具整体采用高耐磨性的硬质合金材料，模具寿命终止后，整个模具的材料都被报废掉，但是其实发生损伤的仅是模具冲压面的表面层，模具体材料均被一起丢弃，造成了资源的浪费。

采用梯度硬质合金模具的技术方案，能够节省大量的硬质合金资源。仅在模具冲压面的表面层采用高耐磨性的硬质合金材料，模具体材料采用高韧性的硬质合金材料，模具受力面硬度高，耐磨性好，模具体材料具有良好的冲击韧性。使合金的耐磨性和韧性得到很好的协调，从而提高硬质合金的综合性能和使用寿命，较好的解决传统的均匀结构硬质合金中耐磨性与韧性之间的矛盾。但是，韧性混合料和耐磨混合料两种制作料坯的材料特性差异大，如何将韧性混合料和耐磨混合料压制成螺丝螺帽模具料坯，需要行之有效的成型方法才能实现。

中国专利CN103817150公开了一种梯度结构型硬质合金辊环包括辊环外层和辊环芯部，辊环外层配置在辊环芯部的外表面，在辊环外层同辊环芯部之间有互熔层，在辊环外层和辊环芯部之间形成成分梯度，辊环外层和辊环芯部的成分不同，将掺蜡干燥后的辊环外层球磨混合料和掺蜡干燥后的辊环芯部球磨混合料分层铺叠装粉，冷压成型为辊环坯料，经烧结获得最终产品。其缺点在于，该技术方案的辊环结构，仅在辊环的径向有成分梯度，在辊环上下表面没有耐磨层，辊环使用时的面上剪切力会对径向成分的界面施加剥离作用，导致辊环寿命有限。鉴于此，本专利提出一种具有多层梯度结构的硬质合金螺丝螺帽模具及其制造方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有多层梯度结构的硬质合金螺丝螺帽模具及其制造方法，具体技术方案为：

一种具有多层梯度结构的硬质合金螺丝螺帽模具，包含韧性料基体、第一耐磨料层、中心通孔结构和第二耐磨料层，所述韧性料基体为圆柱体外形，所述韧性料基体的上表面设置有第一耐磨料层，所述中心通孔结构贯穿韧性料基体和第一耐磨料层，所述中心通孔结构内设置有第二耐磨料层。

所述第一耐磨料层横截面外轮廓的最大尺寸等于韧性料基体的横截面直径。

所述第二耐磨料层横截面的外轮廓为圆形，或者多边形，或者由直线与弧线包围而成，或者直线与曲线包围而成，或者多段弧线包围而成，或者弧线与曲线包围而成，或者多段曲线，或者直线、弧线与曲线包围而成。

所述第二耐磨料层与韧性料基体结合界面的纵向剖面轮廓为多段直线，或者由直线与弧线组成，或者直线与曲线组成，或者多段弧线组成，或者弧线与曲线组成，或者多段曲线，或者直线、弧线与曲线组成。

所述第一耐磨料层横截面外轮廓的最大尺寸小于韧性料基体的横截面直径，所述第一耐磨料层横截面的外轮廓为圆形，或者多边形，或者由直线与弧线包围而成，或者直线与曲线包围而成，或者多段弧线包围而成，或者弧线与曲线包围而成，或者多段曲线，或者直线、弧线与曲线包围而成。

第一耐磨料层设置于韧性料基体的顶面，或者同时设置于韧性料基体的顶面和底面。