TWI669175B - 具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具及其製造方法 - Google Patents

具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具及其製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明公開了一種具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具及其製造方法，包含韌性料基體和耐磨料層，所述韌性料基體具有中心通孔結構，所述韌性料基體的上表面設置有第一耐磨料層，所述中心通孔結構內表面設置有第二耐磨料層，韌性料基體具有良好的衝擊韌性，耐磨料層硬度高，耐磨性好，借助設置於中心通孔結構表面的耐磨料層，實現螺絲螺帽模具的鍛造功能，同時設置於韌性料基體上表面的耐磨料層對其下方的層與層之間介面起到保護作用，具有多層梯度結構的高性能硬質合金螺絲螺帽模具壽命長，節省硬質合金材料。

Description

具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具及其製造方法
本發明涉及硬質合金技術領域，具體涉及一種具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具及其製造方法。
硬質合金是高硬度、高強度、高耐磨的材料，在現代工業的眾多領域都得到了廣泛應用。螺絲螺帽等五金件的加工，通常使用硬質合金材質的模具，對金屬棒材進行衝壓，獲得五金製品。硬質合金模具工作面的耐磨損性能決定整個模具的使用壽命。傳統的硬質合金螺絲螺帽模具整體採用高耐磨性的硬質合金材料，模具壽命終止後，整個模具的材料都被報廢掉，但是其實發生損傷的僅是模具衝壓面的表面層，模具體材料均被一起丟棄，造成了資源的浪費。
採用梯度硬質合金模具的技術方案，能夠節省大量的硬質合金資源。僅在模具衝壓面的表面層採用高耐磨性的硬質合金材料，模具體材料採用高韌性的硬質合金材料，模具受力面硬度高，耐磨性好，模具體材料具有良好的衝擊韌性。使合金的耐磨性和韌性得到很好的協調，從而提高硬質合金的綜合性能和使用壽命，較好的解決傳統的均勻結構硬質合金中耐磨性與韌性之間的矛盾。但是，韌性混合料和耐磨混合料兩種制作料坯的材料特性差異大，如何將韌性混合料和耐磨混合料壓制成螺絲螺帽模具料坯，需要行之有效的成型方法才能實現。
中國專利CN103817150公開了一種梯度結構型硬質合金輥環包括輥環外層和輥環芯部，輥環外層配置在輥環芯部的外表面，在輥環外層同輥環芯部之間有互熔層，在輥環外層和輥環芯部之間形成成分梯度，輥環外層和輥環芯部的成分不同，將摻蠟乾燥後的輥環外層球磨混合料和摻蠟乾燥後的輥環芯部球磨混合料分層鋪疊裝粉，冷壓成型為輥環坯料，經燒結獲得最終產品。其缺點在於，該技術方案的輥環結構，僅在輥環的徑向有成分梯度，在輥環上下表面沒有耐磨層，輥環使用時的面上剪切力會對徑向成分的介面施加剝離作用，導致輥環壽命有限。鑒於此，本專利提出一種具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具及其製造方法。
本發明的目的在於提供一種具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具及其製造方法，具體技術方案為：
一種具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具，包含韌性料基體、第一耐磨料層、中心通孔結構和第二耐磨料層，所述韌性料基體為圓柱體外形，所述韌性料基體的上表面設置有第一耐磨料層，所述中心通孔結構貫穿韌性料基體和第一耐磨料層，所述中心通孔結構內設置有第二耐磨料層。
所述第一耐磨料層橫截面外輪廓的最大尺寸等於韌性料基體的橫截面直徑。
所述第二耐磨料層橫截面的外輪廓為圓形，或者多邊形，或者由直線與弧線包圍而成，或者直線與曲線包圍而成，或者多段弧線包圍而成，或者弧線與曲線包圍而成，或者多段曲線，或者直線、弧線與曲線包圍而成。
所述第二耐磨料層與韌性料基體結合介面的縱向剖面輪廓為多段直線，或者由直線與弧線組成，或者直線與曲線組成，或者多段弧線組成，或者弧線與曲線組成，或者多段曲線，或者直線、弧線與曲線組成。
所述第一耐磨料層橫截面外輪廓的最大尺寸小於韌性料基體的橫截面直徑，所述第一耐磨料層橫截面的外輪廓為圓形，或者多邊形，或者由直線與弧線包圍而成，或者直線與曲線包圍而成，或者多段弧線包圍而成，或者弧線與曲線包圍而成，或者多段曲線，或者直線、弧線與曲線包圍而成。
第一耐磨料層設置於韌性料基體的頂面，或者同時設置於韌性料基體的頂面和底面。
一種具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具製造方法，包括以下步驟：
（1）韌性料基體料坯成型：將第一模套從圓環形外模具的底部開口放置進入所述圓環形外模具內部，並保證兩者底端平齊；將第一芯棒插入第一模套的中心孔內，並保證兩者底端平齊；稱取碳化鎢硬質合金韌性混合料，碳化鎢硬質合金韌性混合料由WC粉、Co粉和Cr3C2粉構成且WC粉粒徑為6-16μm，填充進圓環形外模具內壁與第一芯棒之間的空間內，震動使得碳化鎢硬質合金韌性混合料均勻填充；將第二模套從圓環形外模具的頂部開口放置進入所述圓環形外模具，並讓第一芯棒從第二模套的中心孔內穿過；從第二模套頂部施加壓力，加壓至2Mpa保持2~3秒，然後卸壓至大氣壓力，然後再加壓至10MPa保持2~3秒，再次卸壓至大氣壓力；取出第二模套，將第一芯棒、第一模套、成型的韌性料基體料坯保留在圓環形外模具內。
（2）第一耐磨料層成型：稱取碳化鎢硬質合金耐磨混合料，碳化鎢硬質合金耐磨混合料由WC粉、Co粉和VC粉構成且WC粉粒徑為0.6-6μm，填充進韌性料基體料坯上表面與第一芯棒之間空間內，震動使得碳化鎢硬質合金耐磨混合料均勻填充；將第二模套從圓環形外模具的頂部開口放置進入所述圓環形外模具，並讓第一芯棒從第二模套的中心孔內穿過；從第二模套頂部施加壓力，加壓4~5MPa保持2~3秒，然後卸壓至大氣壓力，然後再加壓4~5MPa保持2~3秒，然後卸壓至大氣壓力，然後再加壓10MPa保持5秒，再卸壓至大氣壓力；取走第一模套，從第二模套頂部施加壓力，將第一芯棒和料坯整體一次性從圓環形外模具中頂出，將第一芯棒從料坯的中心孔拔出，獲得成型後的第一料坯。
（3）第二耐磨料層置入：將第二耐磨料層的碳化鎢硬質合金耐磨混合料置入成型後的第一料坯中心通孔結構內，將上表面研磨平整。
（4）燒結包含多段保溫燒結過程，分別為：
預燒脫脂：在250℃~450℃的溫度區間，燒結3~5小時；
燒結階段：在450℃~1200℃的溫度區間，燒結5~8小時；
燒結穩固成型階段：在1400℃~1500℃的溫度區間，燒結1~2小時。
進一步優選的，燒結包含多段保溫燒結過程，分別為：
預燒脫脂：在250℃~450℃的溫度區間，燒結3~5小時；
燒結初級階段：在450℃~800℃的溫度區間，燒結3~5小時；
燒結收縮成型階段：在1000℃~1200℃的溫度區間，燒結2~3小時；
燒結穩固成型階段：在1400℃~1450℃的溫度區間，燒結1~2小時。
該優選燒結方案，在燒結初級階段對碳化鎢硬質合金耐磨混合料內的有機物進行充分的分解排出，使得最終製品緻密度更高，有更高的機械性能。
本發明的技術方案具有如下優點：
韌性料基體具有良好的衝擊韌性，耐磨料層硬度高，耐磨性好，借助設置于中心通孔結構內表面的耐磨料層，實現螺絲螺帽模具的鍛造功能，同時設置於韌性料基體上表面的耐磨料層對其下方的層與層之間介面起到保護作用，具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具節省了耐磨料層材料，壽命長。
模具型號代碼 現有技術產品 本專利產品
破壞韌性（KIC） 模具使用壽命（次） 破壞韌性（KIC） 模具使用壽命（次）
AD模具 14 586000 21 3483000
AD2模具 17 1086000 21 5625000
BQ模具 20 60000 24 200000
BQ2模具 20 70000 27 210000
以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。
實施例一
請參考第1圖至第5圖，一種具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具，其特徵在於，包含韌性料基體4、第一耐磨料層91、中心通孔結構10和第二耐磨料層92，所述韌性料基體4為圓柱體外形，所述韌性料基體4的上表面設置有第一耐磨料層91，所述中心通孔結構10貫穿韌性料基體4和第一耐磨料層91，所述中心通孔結構10內設置有第二耐磨料層92。
所述第一耐磨料層91和第二耐磨料層92的厚度為2mm。
所述第二耐磨料層92橫截面的外輪廓為圓形。所述第一耐磨料層91橫截面外輪廓為圓形且直徑等於韌性料基體4的橫截面直徑。
所述第二耐磨料層92與韌性料基體4結合介面的縱向剖面輪廓為直線。
一種具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具製造方法，包括以下步驟：
（1）韌性料基體料坯成型：將第一模套5從圓環形外模具1的底部開口放置進入所述圓環形外模具1內部，並保證兩者底端平齊；將第一芯棒3插入第一模套5的中心孔內，並保證兩者底端平齊；稱取碳化鎢硬質合金韌性混合料，碳化鎢硬質合金韌性混合料由WC粉、Co粉和Cr3C2粉構成且WC粉粒徑為11μm，填充進圓環形外模具1內壁與第一芯棒3之間的空間內，震動使得碳化鎢硬質合金韌性混合料均勻填充；將第二模套2從圓環形外模具1的頂部開口放置進入所述圓環形外模具1，並讓第一芯棒3從第二模套2的中心孔內穿過；從第二模套2頂部施加壓力，加壓至2Mpa保持2±1秒，然後卸壓至大氣壓力，然後再加壓至10MPa保持2±1秒，再次卸壓至大氣壓力；取出第二模套2，將第一芯棒3、第一模套5、成型的韌性料基體料坯保留在圓環形外模具內。
（2）第一耐磨料層成型：稱取碳化鎢硬質合金耐磨混合料，碳化鎢硬質合金耐磨混合料由WC粉、Co粉和VC粉構成且WC粉粒徑為3μm，填充進韌性料基體料坯上表面與第一芯棒3之間空間內，震動使得碳化鎢硬質合金耐磨混合料均勻填充；將第二模套2從圓環形外模具1的頂部開口放置進入所述圓環形外模具1，並讓第一芯棒3從第二模套2的中心孔內穿過；從第二模套2頂部施加壓力，加壓4±1MPa保持2±1秒，然後卸壓至大氣壓力，然後再加壓4±1MPa保持2±1秒，然後卸壓至大氣壓力，然後再加壓10MPa保持5秒，再卸壓至大氣壓力；取走第一模套5，從第二模套2頂部施加壓力，將第一芯棒3和料坯整體一次性從圓環形外模具1中頂出，將第一芯棒3從料坯的中心孔拔出，獲得成型後的第一料坯。
（3）第二耐磨料層置入：將預製成型的同心圓柱狀第二耐磨料層的碳化鎢硬質合金耐磨混合料坯體，塞入成型後的第一料坯的中心通孔結構內，將上表面研磨平整。
（4）燒結包含多段保溫燒結過程，分別為：
預燒脫脂：在250℃的溫度，燒結5小時；
燒結階段：在1200℃的溫度，燒結8小時；
燒結穩固成型階段：在1500℃的溫度，燒結2小時。
實施例二
請參考第6圖至第7圖，本實施例與實施例一的差別在於，所述第一耐磨料層91和第二耐磨料層92的最大厚度為8mm，所述第二耐磨料層92橫截面的外輪廓為多邊形，所述第二耐磨料層92與韌性料基體4結合介面的縱向剖面輪廓為多段線，第二耐磨料層92置入採用將碳化鎢硬質合金耐磨混合料預製成型的帶有中心通孔的第二耐磨料層插入第一料坯內。碳化鎢硬質合金韌性混合料由WC粉、Co粉和Cr3C2粉構成且WC粉粒徑為6μm，碳化鎢硬質合金耐磨混合料由WC粉、Co粉和VC粉構成且WC粉粒徑為0.6μm。
燒結包含多段保溫燒結過程，分別為：
預燒脫脂：在450℃的溫度，燒結3小時；
燒結階段：在1200℃的溫度，燒結5小時；
燒結穩固成型階段：在1400℃的溫度，燒結1小時。
其餘相同。
實施例三
請參考第8圖至第9圖，本實施例與實施例一的差別在於，所述第一耐磨料層91和第二耐磨料層92的最大厚度為5mm，所述第二耐磨料層92橫截面的外輪廓由直線與弧線包圍而成，所述第二耐磨料層92與韌性料基體4結合介面的縱向剖面輪廓由直線與弧線組成，第二耐磨料層92的置入過程為：將第二芯棒插入第一料坯中心通孔內並保證其中心對稱線與第一料坯中心通孔內重合，將第二耐磨料層碳化鎢硬質合金耐磨混合料粉體填入第一料坯中心通孔與第二芯棒之間並壓實，然後拔出第二芯棒。碳化鎢硬質合金韌性混合料由WC粉、Co粉和Cr3C2粉構成且WC粉粒徑為16μm，碳化鎢硬質合金耐磨混合料由WC粉、Co粉和VC粉構成且WC粉粒徑為6μm。
燒結包含多段保溫燒結過程，分別為：
預燒脫脂：在250℃的溫度，燒結5小時；
燒結初級階段：在800℃的溫度，燒結5小時；
燒結收縮成型階段：在1000℃的溫度，燒結3小時；
燒結穩固成型階段：在1450℃的溫度，燒結2小時。
其餘相同。
實施例四
請參考第10圖，本實施例與實施例一的差別在於，所述第一耐磨料層91和第二耐磨料層92的最大厚度為4mm，所述第二耐磨料層92橫截面的外輪廓為直線與曲線包圍而成。碳化鎢硬質合金韌性混合料由WC粉、Co粉和Cr3C2粉構成且WC粉粒徑為14μm，碳化鎢硬質合金耐磨混合料由WC粉、Co粉和VC粉構成且WC粉粒徑為1μm。
燒結包含多段保溫燒結過程，分別為：
預燒脫脂：在350℃的溫度，燒結4小時；
燒結階段：在750℃的溫度，燒結7小時；
燒結穩固成型階段：在1450℃的溫度，燒結1.5小時。
其餘相同。
實施例五
請參考第11圖至第12圖，本實施例與實施例一的差別在於，所述第一耐磨料層91和第二耐磨料層92的最大厚度為5mm，所述第二耐磨料層92橫截面的外輪廓由多段弧線包圍而成，所述第二耐磨料層92與韌性料基體4結合介面的縱向剖面輪廓由直線與曲線組成，第二耐磨料層92的置入過程為：將第二芯棒插入第一料坯中心通孔內並保證其中心對稱線與第一料坯中心通孔內重合，將第二耐磨料層碳化鎢硬質合金耐磨混合料粉體填入第一料坯中心通孔與第二芯棒之間並壓實，然後拔出第二芯棒。碳化鎢硬質合金韌性混合料由WC粉、Co粉和Cr3C2粉構成且WC粉粒徑為7μm，碳化鎢硬質合金耐磨混合料由WC粉、Co粉和VC粉構成且WC粉粒徑為5μm。
燒結包含多段保溫燒結過程，分別為：
預燒脫脂：在450℃的溫度，燒結3小時；
燒結初級階段：在600℃的溫度，燒結3小時；
燒結收縮成型階段：在1200℃的溫度，燒結2小時；
燒結穩固成型階段：在1400℃的溫度，燒結1小時。
其餘相同。
實施例六
請參考第13圖至第14圖，本實施例與實施例一的差別在於，所述第一耐磨料層91和第二耐磨料層92的最大厚度為5mm，所述第二耐磨料層92橫截面的外輪廓由直線、弧線與曲線包圍而成，所述第二耐磨料層92與韌性料基體4結合介面的縱向剖面輪廓由直線、弧線與曲線組成，第一耐磨料層91設置於韌性料基體4的上表面和下表面，第二耐磨料層92的置入過程為：將第二芯棒插入第一料坯中心通孔內並保證其中心對稱線與第一料坯中心通孔內重合，將第二耐磨料層碳化鎢硬質合金耐磨混合料粉體填入第一料坯中心通孔與第二芯棒之間並壓實，然後拔出第二芯棒。。
其餘相同。碳化鎢硬質合金韌性混合料由WC粉、Co粉和Cr3C2粉構成且WC粉粒徑為15μm，碳化鎢硬質合金耐磨混合料由WC粉、Co粉和VC粉構成且WC粉粒徑為2μm。
燒結包含多段保溫燒結過程，分別為：
預燒脫脂：在350℃的溫度區間，燒結4小時；
燒結初級階段：在700℃的溫度，燒結4小時；
燒結收縮成型階段：在1150℃的溫度，燒結2.5小時；
燒結穩固成型階段：在1400℃的溫度，燒結1.5小時。
實施例七
請參考第15圖至16，本實施例與實施例一的差別在於，所述第一耐磨料層91橫截面外輪廓的最大尺寸小於韌性料基體4的外徑，所述第一耐磨料層91橫截面的外輪廓為多邊形。碳化鎢硬質合金韌性混合料由WC粉、Co粉和Cr3C2粉構成且WC粉粒徑為9μm，碳化鎢硬質合金耐磨混合料由WC粉、Co粉和VC粉構成且WC粉粒徑為1μm。
其餘相同。
實施例八
請參考第17圖，本實施例與實施例一的差別在於，所述第二耐磨料層92橫截面的內表面輪廓為多邊形。其餘相同。
實施例九
請參考第18圖，本實施例與實施例一的差別在於，所述具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具外輪廓為圓臺結構，縱截面的外輪廓為梯形，所述第一耐磨料層91設置於圓臺的頂部表面。其餘相同。
雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施例對本發明作了詳盡的描述，但在本發明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬於本發明要求保護的範圍。
1‧‧‧外模具
2‧‧‧第二模套
3‧‧‧第一芯棒
4‧‧‧韌性料基體
5‧‧‧第一模套
91‧‧‧第一耐磨料層
10‧‧‧中心通孔結構
92‧‧‧第一耐磨料層
第1圖本發明實施例一的韌性料基體料坯成型示意圖。 第2圖本發明實施例一的第一耐磨料層成型示意圖。 第3圖本發明實施例一的第一料坯示意圖。 第4圖本發明實施例一的具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具縱剖面示意圖。 第5圖本發明實施例一的具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具橫截面示意圖。 第6圖本發明實施例二的具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具橫截面示意圖。 第7圖本發明實施例二的具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具縱剖面示意圖。 第8圖本發明實施例三的具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具橫截面示意圖。 第9圖本發明實施例三的具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具縱剖面示意圖。 第10圖本發明實施例四的具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具橫截面示意圖。 第11圖本發明實施例五的具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具橫截面示意圖。 第12圖本發明實施例五的具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具縱剖面示意圖。 第13圖本發明實施例六的具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具橫截面示意圖。 第14圖本發明實施例六的具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具縱剖面示意圖。 第15圖本發明實施例七的具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具縱剖面示意圖。 第16圖本發明實施例七的具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具俯視示意圖。 第17圖本發明實施例八的具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具橫截面示意圖。 第18圖本發明實施例九的具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具縱剖面示意圖。

Claims (6)

  1. 一種具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具，包含有一韌性料基體、一第一耐磨料層、一中心通孔結構和一第二耐磨料層，所述韌性料基體為圓柱體外形，且所述韌性料基體包括有WC粉、Co粉和Cr3C2粉，且WC粉粒徑為6-16μm，所述韌性料基體的上表面設置有該第一耐磨料層，且所述第一耐磨料層包括有WC粉、Co粉和Cr3C2粉，且WC粉粒徑為0.6-6μm，所述中心通孔結構貫穿所述韌性料基體和所述第一耐磨料層，所述中心通孔結構內壁設置有該第二耐磨料層；其中，所述第二耐磨料層與所述韌性料基體結合介面的縱向剖面輪廓為多段直線，或者由直線與弧線組成，或者直線與曲線組成，或者多段弧線組成，或者弧線與曲線組成，或者多段曲線，或者直線、弧線與曲線組成。
  2. 如請求項1所述具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具，其中，所述第一耐磨料層橫截面外輪廓的最大尺寸等於所述韌性料基體的橫截面直徑。
  3. 如請求項1所述具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具，其中，所述第二耐磨料層橫截面的外輪廓為多邊形，或者由直線與弧線包圍而成，或者直線與曲線包圍而成，或者多段弧線包圍而成，或者弧線與曲線包圍而成，或者多段曲線，或者直線、弧線與曲線包圍而成。
  4. 如請求項1所述具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具，其中，所述第一耐磨料層橫截面外輪廓的最大尺寸小於所述韌性料基體的橫截面直徑，所述第一耐磨料層橫截面的外輪廓為圓形，或者多邊形，或者由直線與弧線包圍而成，或者直線與曲線包圍而成，或者多段弧線包圍而成，或者弧線與曲線包圍而成，或者多段曲線，或者直線、弧線與曲線包圍而成。
  5. 如請求項1至4任一項所述的具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具，其中，所述第一耐磨料層設置於所述韌性料基體的頂面，或者同時設置於所述韌性料基體的頂面和底面。
  6. 一種具有多層梯度結構的硬質合金螺絲螺帽模具製造方法，其包括以下步驟：(1)韌性料基體料坯成型：將一第一模套從一圓環形外模具的底部開口放置進入所述圓環形外模具內部，並保證兩者底端平齊；將一第一芯棒插入所述第一模套的中心孔內，並保證兩者底端平齊；稱取一碳化鎢硬質合金韌性混合料，所述碳化鎢硬質合金韌性混合料由WC粉、Co粉和Cr3C2粉構成且WC粉粒徑為6-16μm，填充進所述圓環形外模具內壁與所述第一芯棒之間的空間內，震動使得所述碳化鎢硬質合金韌性混合料均勻填充；將一第二模套從所述圓環形外模具的頂部開口放置進入所述圓環形外模具，並讓所述第一芯棒從所述第二模套的中心孔內穿過；從所述第二模套頂部施加壓力，加壓至2Mpa保持2~3秒，然後卸壓至大氣壓力，然後再加壓至10MPa保持2~3秒，再次卸壓至大氣壓力；取出所述第二模套，將所述第一芯棒、所述第一模套、成型的韌性料基體料坯保留在圓環形外模具內。(2)第一耐磨料層成型：稱取一碳化鎢硬質合金耐磨混合料，所述碳化鎢硬質合金耐磨混合料由WC粉、Co粉和VC粉構成且WC粉粒徑為0.6-6μm，填充進所述韌性料基體料坯上表面與所述第一芯棒之間空間內，震動使得所述碳化鎢硬質合金耐磨混合料均勻填充；將所述第二模套從所述圓環形外模具的頂部開口放置進入所述圓環形外模具，並讓所述第一芯棒從所述第二模套的中心孔內穿過；從所述第二模套頂部施加壓力，加壓4~5MPa保持2~3秒，然後卸壓至大氣壓力，然後再加壓4~5MPa保持2~3秒，然後卸壓至大氣壓力，然後再加壓10MPa保持5秒，再卸壓至大氣壓力；取走所述第一模套，從所述第二模套頂部施加壓力，將所述第一芯棒和料坯整體一次性從所述圓環形外模具中頂出，將所述第一芯棒從料坯的中心孔拔出，獲得成型後的第一料坯。(3)第二耐磨料層置入：將一第二芯棒插入成型後的第一料坯的中心通孔結構內並保證其中心對稱線與第一料坯中心通孔內重合，將第二耐磨料層的所述碳化鎢硬質合金耐磨混合料置入成型後的第一料坯的中心通孔結構與第二芯棒之間，將上表面研磨平整，然後拔出所述第二芯棒。(4)燒結：在250℃~450℃的溫度區間，燒結3~5小時；再升溫到450℃~1200℃的溫度區間，燒結5~8小時；然後繼續升溫到1400℃~1500℃的溫度區間，燒結1~2小時。
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