[發明專利]制造HIP凝固部件的方法及包含耐磨層的HIP部件

在審

• 申請號: 201380063622.2
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN104837583A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 托馬斯·貝格隆德
• 申請（專利權）人: 山特維克知識產權股份有限公司
• 主分類號: B22F3/15
• 分類號: B22F3/15;C22C19/03;C22C29/08;C22C32/00;B22F7/08;B25D9/14
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 蔡石蒙;車文

1.一種制造耐磨部件(100)的方法，包括步驟：

提供限定所述部件的形狀的至少一部分的模子(10)；

提供第一粉末(20)，其中所述第一粉末是包含30-70vol％的碳化鎢粉末和70-30vol％的鎳基合金粉末的粉末混合物，其中所述鎳基合金按重量％計由以下組成：

C:0-1.0；Cr:0-14.0；Si:2.5-4.5；B:1.25-3.0；Fe:1.0-4.5；平衡量的Ni和不可避免的雜質；并且其中碳化鎢粉末具有105-250μm的顆粒尺寸且所述鎳基合金粉末具有32μm的最大顆粒尺寸；

用所述第一粉末混合物填充所述模子的至少一部分；

使所述模子在預定的溫度、預定的等靜壓力下經受預定的時間的熱等靜壓(HIP)，使得所述鎳基合金的顆粒彼此冶金結合。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述鎳基合金粉末具有22μm的最大顆粒尺寸。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述鎳基合金粉末中的顆粒的尺寸分布的D₅₀為6-20μm。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其中所述鎳基合金包含0.25-1.0wt％的碳。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其中所述鎳基合金包含5-14wt％的鉻。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其中鎳基合金按重量％計由以下組成：C:0.5-0.75、Cr:11-14、Si:4.0-4.5、B:2.0-2.5、Fe:3.0-4.5、平衡量的鎳和不可避免的雜質。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其中所述部件(100)包括預制造的芯部(128)和在所述預制造的芯部(128)的至少一部分上延伸的耐磨層(140)，所述方法包括以下步驟：

提供預制造的芯部(128)；

將所述預制造的芯部(128)相對于所述模子(10)布置，使得所述模子(10)包圍將設置耐磨層(140)的所述預制造的芯部(128)的至少一部分(121、122)；

其中所述模子(10)填充有所述第一粉末(20)，使得至少將設置耐磨層(140)的所述預制造的芯部(128)的所述部分(121、122)被所述第一粉末(20)覆蓋；

使所述模子(10)、所述部件的芯部(128)和所述第一粉末(20)在預定的溫度、預定的等靜壓力下經受預定的時間的熱等靜壓(HIP)，使得所述第一粉末的顆粒冶金地結合到所述預制造的芯部。

8.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其中所述部件包括芯部(128)和在所述芯部(128)的至少一部分上延伸的耐磨層(140)；

其中所述模子(10)的第一部分(40)限定所述耐磨層(140)的形狀，并且所述模子(10)的第二部分(50)限定所述芯部(128)的形狀；

所述方法包括以下步驟：

用所述第一粉末(20)填充所述模子(10)的所述第一部分(40)；

用第二粉末(30)填充所述模子(10)的所述第二部分(50)；

使所述模子(10)在預定的溫度、預定的等靜壓力下經受預定的時間的熱等靜壓(HIP)，使得所述第一粉末和所述第二粉末(20、30)的顆粒彼此冶金地結合。

9.根據權利要求8所述的方法，其中所述第二粉末(30)是金屬粉末，優選地是鋼粉末或鑄鐵粉末，更優選地是鐵素體鋼粉末。

10.一種HIP耐磨部件(100)，包括具有105-250μm的顆粒尺寸的碳化鎢顆粒(4)和由鎳基合金的擴散結合的顆粒(4)組成的基體，其中所述鎳基合金(按重量％計)由C:0-1.0；Cr:0-14.0；Si:2.5-4.5；B:1.25-3.0；Fe:1.0-4.5；平衡量的Ni和不可避免的雜質組成，并且其中所述鎳基合金的擴散結合的顆粒(3)的顆粒尺寸<＝32μm。

11.根據權利要求10所述的HIP耐磨部件(100)，其中碳化鎢顆粒(4)以離散的沒有相互連接的顆粒的形式而分布于由鎳基合金構成的所述基體(3)中。