[發明專利]用于研磨應用的表面硬化的產品及其制作工藝

有效

• 申請號: 201880048249.6
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN110944775B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: R·K·丘吉爾
• 申請（專利權）人: 愛斯科集團有限責任公司
• 主分類號: B22F7/04
• 分類號: B22F7/04;B22F3/12;B32B15/04;B32B33/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟;尹景娟

一種表面硬化的產品包括基底和粘合至所述基底的硬質復合材料。所述復合材料包含基體合金和作為耐磨材料的碳化硼，所述基體合金包含銅、銀、金、鉑、或鈀中的至少一個和錳。可以通過將熔化的基體合金施加至基底來制作所述表面硬化的產品，其中所述基體合金與耐磨材料結合。所述基體合金包含銅、銀、金、鉑、或鈀中的至少一個和錳。所述耐磨材料包含碳化硼。

技術領域

本發明一般地涉及耐磨產品及其制作工藝。

背景技術

工具和其他產品與磨料接觸的表面易于磨損。例如，地面接合工具和礦物加工工具可能具有高磨損率和短使用壽命。

使用許多對金屬表面進行硬化的方法可以使它們更加耐磨。材料選擇、合金化和熱處理為影響工具的硬度和磨損特性提供了最廣泛的方法。表層硬化(滲碳、滲氮等)可以提供額外的硬度和耐磨性。利用了耐磨材料的表面硬化可以進一步延長使用壽命。

在大多數類型的表面硬化中，沉積物摻入了某種類型的抗磨損硬質顆粒。也可以通過各種方法進行表面硬化，比如在包含硬質顆粒的材料的層上釬焊，或將硬質顆粒放入模具中并將金屬澆鑄至或滲入顆粒中。

發明內容

將碳化硼與金屬基體一起使用可提供具有成本效益的和/或低密度的表面，以使在研磨環境中易于磨損的產品抗侵蝕。

在一個實施例中，一種表面硬化的產品包括基底和粘合至所述基底的硬質復合材料。所述復合材料包括基體合金和作為耐磨材料的碳化硼，所述基體合金包括銅、銀、金、鉑、或鈀中的至少一個和錳。作為一個示例，所述表面硬化的產品可以是用于土方工程設備的地面接合工具，比如用于挖掘齒的齒頂。

在另一實施例中，一種表面硬化的產品具有基底和硬質復合材料，所述硬質復合材料包括顆粒碳化硼和滲入所述碳化硼中的基體合金，其中所述基體合金包括銅、銀、金、鉑、或鈀中的至少一個和錳。

在另一實施例中，表面硬化的產品具有基底、焊接或釬焊至基底的殼體、和位于基底和殼體之間且粘合至基底和殼體的硬質復合材料，其中，所述復合材料包括碳化硼和基體合金。基體合金包括銅、銀、金、鉑、或鈀中的至少一個和錳。

在另一實施例中，表面硬化的磨損零件包括基底和粘合至所述基底的硬質復合材料。所述復合材料包括滲入有包含銅和錳的金屬釬焊合金的碳化硼顆粒。基體合金可以包含15-95％的銅和5-85％的錳。

在另一實施例中，一種表面硬化的磨損零件包括基底和粘合至所述基底的至少一部分的復合材料。所述復合材料包括滲入有銅和錳的合金的碳化硼，其中所述合金的錳沉淀至所述碳化硼的表面。

在另一實施例中，地面接合工具具有基底，所述基底具有工作部分和安裝部分，其中所述安裝部分包括用于將所述工具安裝至土方工程設備的向后方開口的腔室。復合表面硬化材料在所述基底的至少一部分上(例如所述工作部分上)形成涂層。所述復合表面硬化材料包括滲入有銅和錳的合金材料(其熔化溫度低于所述工具基底)的碳化硼的硬質顆粒材料。所述金屬復合材料被粘合至所述基底，以將所述復合表面硬化材料連接至所述基底，以形成耐磨工具。在一個示例中，在加工期間，殼體被固定至所述基底以包含所述復合材料和熔化基體。所述復合材料被粘合至限定了工具工作表面的最終形狀的殼體。在所述基底的表面與所述殼體之間限定了腔室，并且復合表面硬化材料填充所述腔室。

在另一實施例中，表面硬化的磨損零件包括基底、附接至所述基底(例如通過焊接)以限定所述基底與殼體之間的空間的金屬殼體、以及填充所述空間并在所述基底的至少一部分上形成涂層的復合材料。所述復合材料包括滲入有基于銅錳的釬焊材料的顆粒碳化硼材料。在一個示例中，所述滲入材料可以粘合至所述基底的表面并粘合至所述殼體。在另一示例中，所述釬焊材料可以是大約66wt.％的銅和34wt.％的錳。