[发明专利]一种多层梯度硬质合金冲头

说明书

本发明公开了一种多层梯度硬质合金冲头。硬质合金冲头包括位于冲头顶部的第一硬质合金层和结合在所述第一硬质合金层的内侧的第二硬质合金层，所述第一硬质合金层的厚度和所述第二硬质合金层的厚度之比为1:3‑9:11，所述第一硬质合金层的成分包括碳化钨和钴，所述钴的重量百分比为4％‑8％；所述第二硬质合金层的成分包括碳化钨和钴，所述钴的重量百分比为8％‑16％。该多层梯度的硬质合金冲头的冲头身部强度高、冲头顶部耐磨性高的。

技术领域

本发明涉及硬质合金设备技术领域，更具体地，涉及一种多层梯度硬质合金冲头。

背景技术

硬质合金由于其高强度、高硬度、高耐磨性和高红硬性，被广泛的应用加工冲头、耐磨零件及矿山工具等。目前使用较多的柱齿冲头、楔形冲头等使用的硬质合金材料都是采用单种配方的原材料粉末制备的合金。这类单种配方原材料粉末制备的合金经高温烧结制备冲头，其冲头头部及冲头身部都是同一性能的合金。然而硬质合金冲头在工作中，其各部分所要求的性能，如硬度、耐磨性、抗弯强度、断裂韧性是不一样的，为了具有更高的耐磨性，冲头顶部必须有高硬度；为了防止断裂，冲头身部必须具有高抗弯强度和高断裂韧性的特点；冲头底部使用要求比较低。通常由单一晶粒度的硬质相和同一含量的粘结相烧结成的硬质合金冲头各部位的硬度、抗弯强度和断裂韧性相同，不能满足使用特性要求。

因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种多层梯度硬质合金冲头的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种多层梯度硬质合金冲头。硬质合金冲头包括位于冲头顶部的第一硬质合金层和结合在所述第一硬质合金层的内侧的第二硬质合金层，所述第一硬质合金层的厚度和所述第二硬质合金层的厚度之比为1:3-9:11，所述第一硬质合金层的成分包括碳化钨和钴，所述钴的重量百分比为4％-8％；所述第二硬质合金层的成分包括碳化钨和钴，所述钴的重量百分比为8％-16％。

可选地，所述第一硬质合金层的厚度为2-15mm；所述第二硬质合金层的厚度为6-25mm。

可选地，所述第一硬质合金层和所述第二硬质合金层之间的接触界面为向所述第一硬质合金层内凹的第一球面。

可选地，所述冲头顶部的外侧面为第二球面,所述第一球面的半径大于所述第二球面的半径。

可选地，所述第二球面的半径为25mm。

可选地，在所述第二硬质合金层的内侧结合有第三硬质合金层。

可选地，所述第二硬质合金层和第三硬质合金层之间的接触界面为第三球面。

可选地，所述第三硬质合金层成分包括碳化钨和钴，钴的重量百分比为4％-25％，其余为碳化钨。

可选地，所述第三硬质合金层成分包括碳化钨和钴，钴的重量百分比为4％-25％，其余为碳化钨。

可选地，所述冲头顶部的外侧面呈球形、锥形、弹形或者楔形。

可选地，所述第一硬质合金层硬度为90-93HRA，所述第二合金层硬度为88-90HRA。

可选地，在所述第一硬质合金层中，碳化钨的平均晶粒大小为0.5-1.5μm；在所述第二硬质合金层中，碳化钨的平均晶粒大小为1.5μm-3μm。

本发明的多层梯度硬质合金冲头包括至少两层合金层，每层合金层主要成分为碳化钨和钴，通过控制其中钴的含量，以及碳化物平均晶粒大小，确保硬质合金冲头顶部具有高硬度，冲头身部具有高抗弯强度和断裂韧性，大大提高了硬质合金冲头寿命。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。