[發明專利]耐磨構件及耐磨構件制造方法

有效

• 申請號: 201810094915.1
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108385102B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 田中敬三;山本康博
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;冷永華

本發明提供了一種耐磨構件制造方法，其包括：通過在將包覆粉末進給到基材上并且使用局部加熱設備使包覆粉末熔融的同時相對于基材移動而形成包覆層；和切削包覆層。包覆粉末包含基質粉末和硬質粉末，基質粉末包含銅基合金，硬質粉末包含硅化物作為硬質相，所述硅化物包含選自Cr、Fe、Co、Ni和Cu中的一種或更多種元素以及選自Mo、W和Nb中的一種或更多種元素。硬質粉末包含第一硬質粉末和第二硬質粉末。與第一硬質粉末分開地將第二硬質粉末進給到通過使第一硬質粉末和基質粉末熔融而形成的熔池，使得至少一部分第二硬質粉末在包覆層內保持未經熔融。

技術領域

本發明一般性地涉及耐磨構件和耐磨構件制造方法，更具體而言，涉及包含基材和設置于基材上的包覆層的耐磨構件及其制造方法。

背景技術

存在耐磨構件，所述構件包含設置于其基材上的包覆層，因此表現出改善的耐磨性。此類耐磨構件的實例包括具有耐磨性的閥座。由于閥在高溫環境下與周緣反復接觸，因而在設置于氣缸蓋中的各個進氣端口和排氣端口的燃燒室側開口端的周緣上設置耐磨的閥座。

所述閥座通過在作為基材的未完工(unfinished)氣缸蓋的各個進氣端口和排氣端口的開口端的周緣上形成包覆層并隨后切削包覆層而制成。通過在向由局部加熱設備在基材上形成的熔池進給金屬粉末的同時移動熔池來逐漸形成包覆層。局部加熱設備中使用的熱源的具體實例包括激光束、乙炔氣體火焰和等離子弧。

日本未經審查的專利申請公開號2001-105177(JP 2001-105177 A)描述了一種通過使包含硬質粉末和基質粉末的包覆粉末(即，包覆中使用的粉末)熔融來形成包覆層的技術。硬質粉末包含鉬(Mo)和鎢(W)中的至少之一。基質粉末包含銅基合金。

發明內容

關于耐磨構件制造方法，本發明人發現以下問題有待解決。根據該方法，通過在將包含硬質粉末和基質粉末的包覆粉末進給到基材上的同時經由局部加熱設備使包覆粉末熔融來形成包覆層，然后切削包覆層。采用JP 2001-105177 A中描述的技術，經由局部加熱設備熔融的硬質粉末顆粒可能團聚，包覆層中的硬質顆粒可能因此變得如此粗大使得包覆層的切削性劣化。

本發明提供了一種抑制包覆層中的硬質顆粒變粗大的技術，從而改善包覆層的切削性。

本發明的第一個方面涉及一種耐磨構件制造方法，其包括：在基材上形成包覆層；和切削在基材上形成的包覆層。所述包覆層通過在將包覆粉末進給到基材上并且使用局部加熱設備使包覆粉末熔融的同時使由局部加熱設備加熱的部位相對于基材移動來形成。包覆粉末包含基質粉末和硬質粉末。基質粉末包含銅基合金。硬質粉末包含硅化物作為硬質相。硅化物包含選自Cr、Fe、Co、Ni和Cu中的一種或更多種元素以及選自Mo、W和Nb中的一種或更多種元素。硬質粉末包含第一硬質粉末和第二硬質粉末。在形成包覆層的過程中，與第一硬質粉末分開地將第二硬質粉末進給到通過使用局部加熱設備使第一硬質粉末和基質粉末熔融而形成的熔池，使得至少一部分第二硬質粉末在包覆層內保持未經熔融。

在根據本發明的第一個方面的耐磨構件制造方法中，將硬質粉末分成第一硬質粉末和第二硬質粉末，并經由局部加熱設備使第一硬質粉末和基質粉末熔融。即，與常規方法相比，本方法可減少由局部加熱設備熔融的硬質粉末的量。因此可以抑制包覆層中的硬質顆粒因硬質粉末顆粒的團聚而變粗大。結果，包覆層的切削性的劣化減輕。另外，通過允許至少一部分第二硬質粉末在包覆層內保持未經熔融來確保足夠的耐磨性。

第二硬質粉末可具有比第一硬質粉末的粒徑更大的粒徑。第二硬質粉末的粒徑越大，耐磨性就越高。第一硬質粉末的粒徑越小，第一硬質粉末就越容易被局部加熱設備熔融。第二硬質粉末的粒徑可為250μm以下以改善切削性。