一種主體，其包括鋼制基底和熔凝至所述鋼制基底的硬面結構，所述硬面結構包括核心區域和中間區域；所述中間區域至少部分地圍住所述核心區域并且含有重量百分比為至少約0.5%的Si、重量百分比為至少約3%的Cr和重量百分比為至少約10%的W，并且所述中間區域的剩余部分基本上由鐵族金屬M和碳構成，M選自Fe、Co和Ni或其合金；并且所述中間區域包括多個微晶，所述微晶含有根據化學式MxWyCz的至少一個η相或θ相，或含有根據化學式的η相和θ相的混合物，其中，x在從1至7的范圍內，y在從1至10的范圍內，且z在從1至4的范圍內；所述核心區域含有重量百分比為至少約1%的Si、重量百分比為至少約5%的Cr和重量百分比為至少約40%的W，并且所述核心區域的剩余部分基本上由M和碳構成，所述核心區域包括含有WC的顆粒和含有（M,Cr）7C3的顆粒，或含有（M,Cr）23C6的顆粒，或含有（M,Cr）7C3的顆粒和含有（M,Cr）23C6的顆粒，這些顆粒被分散在核心區域基質材料中，所述核心區域基質材料含有重量百分比大于50%的M（在其中含有Cr、W和Si的固溶體）；所述中間區域基本上不具有WC顆粒。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】硬面結構和含有該硬面結構的主體
本專利技術一般涉及用于鋼制主體的硬面結構以及含有所述硬面結構的鋼制主體，更具體地，但不是唯一地，本專利技術涉及用于路面或巖石分解的掘取工具的硬面結構。
技術介紹
掘取工具可以用于例如破裂、分解或鉆入諸如巖石、浙青、煤或混凝土的主體，并可以用于比如采礦、建筑和道路修復的應用中。在一些應用中，例如在道路修復中，可以在可旋轉滾筒上安裝多個掘取工具，并且當滾筒相對于待分解的主體轉動時，可相對于所述主體而驅動這些掘取工具。掘取工具可含有超硬材料的工作尖端，所述超硬材料為例如多晶金剛石(PCD)，其含有大量基本上內生的金剛石顆粒，這些金剛石顆粒形成限定金剛石顆粒之間間隙的框架體。PCD材料典型地含有體積含量為至少約80%的金剛石，并且可通過使金剛石顆粒的聚集體經受例如大于約5GPa的超高壓力和例如至少約1200°C的溫度而制成。專利號為3，725，016的美國專利公開了一種碳化鈦硬面鋼基復合物，其基本上由重量百分比為約10至75%的TiC構成，其剩余部分基本上為由鋼形成的基質。公開號為W0/2010/029518的PCT專利申請公開了一種硬金屬，該硬金屬包括體積百分比為至少13%的、選自TiC、VC、ZrC, NbC, MoC, HfC, TaC, WC或其組合物的金屬碳化物；黏結相，該黏結相含有一種或更多種鐵族金屬或其合金，以及重量百分比為 O.1至10% 的Si和重量百分比為O.1至10%的Cr，并具有攝氏1280度或更低的液相溫度；以及，體積百分比為3至39%的、涂有保護涂層的金剛石或CBN，或其混合物。公開號為W0/2010/029522的PCT專利申請公開了一種磨損部件或工具，其包括 包含鐵族金屬或合金的主體；以及，通過中間層冶金結合至該主體表面的耐磨層。專利號為3 618 198的德國專利公開了一種硬面化鋼制鑿切工具的方法，所述方法將含有碳化物和金屬顆粒的粉末放置在工具頭部和模具之間，并將所述顆粒混合物弧焊至所述工具的頭部。有必要提供表現出改進的磨損性能的含鋼磨損部件和制造該磨損部件的成本有效的方法。
技術實現思路
從本專利技術的第一個方面來看，其可以提供一種主體，所述主體包括鋼制基底和熔凝至所述鋼制基底的硬面結構；所述硬面結構包括核心區域和中間區域；所述中間區域至少部分地圍住所述核心區域并且含有重量百分比為至少約O. 5%的S1、重量百分比為至少約3%的Cr和重量百分比為至少約10%的W，并且中間區域的剩余部分基本上由鐵族金屬 M和碳構成，M選自Fe、Co和Ni或其合金，并且中間區域包括多個微晶，所述微晶含有根據化學式MxWyCz的至少一個η相或Θ相，或含有根據該化學式的η相和Θ相的混合物，其中，X在從I至 的范圍內，y在從I至10的范圍內，且z在從I至4的范圍內；所述核心區域含有重量百分比為至少約1%的S1、重量百分比為至少約5%的Cr和重量百分比為至少約40%的W，并且所述核心區域的剩余部分基本上由M和碳構成，所述核心區域包括含有WC 的顆粒和含有(M，Cr) 7C3的顆粒或含有(M，Cr) 23C6的顆粒，或含有(M，Cr) 7C3的顆粒和含有 (M, CiO23C6的顆粒，這些顆粒分散在核心區域基質材料中，所述核心區域基質材料含有重量百分比大于50%的M，所述M中含有Cr、W和Si的固溶體；所述中間區域基本上不具有WC 顆粒。從本專利技術的第二個方面來看，其可以提供一種包括鋼制基底和熔凝至所述鋼制基底的硬面結構的主體的制造方法，所述方法包括使前體與鋼制基底接觸，所述前體含有體積百分比為至少13%的WC顆粒、重量百分比在從O. 1%至10%范圍內的Si和重量百分比在從O. 1%至10%范圍內的Cr，其余的是M，且所述前體具有至多約攝氏1280度的液相溫度； 在一時間段內，至少將所述前體加熱至所述液相溫度的溫度，控制所述時間段以容許所述前體的外圍區域與所述鋼發生反應和熔凝，并避免所述前體的核心區域與所述鋼發生完全反應。附圖說明下面參考所附附圖對用于例示本專利技術的非限定性實例的配置進行描述，其中圖1示出了用于路面分解的掘取工具的實例的示意性透視圖。圖2示出了具有熔凝至鋼制主體的一部分上的硬面結構的掘取工具的實例的示意性局部剖面側視圖。圖3示出了圖1所示的掘取工具的實例的擴展部分的示意性局部剖面。圖4示出了硬面結構的實例的中間材料的微觀結構示意圖。圖5示出了具有一對前體環的掘取工具的實例的示意性透視圖,所述一對前體環用于生產熔凝至掘取工具的硬面結構。圖6示出了熔凝至鋼制基底的硬面結構的實例的一部分的示意性剖面圖。 在所有附圖中，相同的參考標記用于表示相同的特征。具體實施方式對本專利技術中所用的特定術語進行解釋。此處所用的硬面結構為一種結構，比如但不限于結合至基底以保護該基底不受磨損的層。該硬面結構顯示出基本上比基底更大的耐磨性。此處所用的詞語“工具”應理解為意指“工具或用于工具的組件”。此處所用的磨損部件為一種在應用中經受了或旨在經受磨損應力的部件或組件。 對于磨損部件而言，一般可能會經受各種磨損應力，比如研磨、侵蝕、腐蝕和其它形式的化學磨損。磨損部件可含有任何種類的材料，其取決于磨損部件期望經受的磨損的性質和強度以及成本、尺寸和質量的限制。例如，燒結碳化鎢具有很高的耐磨損性能，但由于其高密度和成本，一般只作為比較小的部件的主要成分，比如鉆頭嵌件、鑿具、切削頭等。較大的磨損部件可用于挖掘、鉆頭主體、料斗和研磨材料的載體，并且一般由硬鋼制成，所述硬鋼在特定應用中比硬質合金經濟得多。此處所用的硬金屬為含有金屬碳化物顆粒的材料，比如分散在金屬粘結劑、尤其是含鈷粘結劑中的WC。金屬碳化物顆粒的含量為所述材料的重量的至少約50%。將描述硬面結構和含有該硬面結構的主體的設置的實例。在一個設置實例中，X在從約2至約4的范圍內，而y在從約2至約4的范圍內。 在一個實施例中，X為3且y為3。在一個設置實例中，η相和Θ相的顆粒中的任一或兩者含有重量百分比為至少約1%的Cr和重量百分比為至少約1%的Si ; η相和Θ相中的任一或兩者分散在中間區域基質材料內，該基質材料含有重量百分比為至少約1%的Si和重量百分比為至少約2%的 Cr。在一個設置實例中，含有(Μ，Cr) 7C3的顆粒和含有(M，Cr) 23C6的顆粒中的任一或兩者含有重量百分比為至少約1%的Si，并且核心基質材料含有重量百分比為至少約1%的 S1、重量百分比為至少約5%的W和重量百分比為至少約5%的Cr。在一個設置實例中，中間區域具有至少約O. 5mm或至少約Imm的厚度，所述厚度為位于核心區域邊界上的點和位于鋼制基底邊界上的最近點之間的最短距離。在一個設置實例中，硬面結構的核心區域和中間區域具有至少約700HV10或者至少約800HV10的維氏硬度。在一些實施例中，硬面結構的核心區域和中間區域具有至少約 700HV10或者至少約750HV10的維氏硬度。在一些實施例中，硬面結構的核心區域和中間區域具有至多約900HV10或者至多約850HV10的維氏硬度。在一個設置實例中，硬面結構的核心區域和中間區域具有至少約20MPa.m1/2的 Palmquist斷裂韌度。在一個設置實例中，硬面結構包括多個嵌在中間區域內的核心區域，并且在一些實施例本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.04.16 GB 1006365.91.一種主體，其包括鋼制基底和熔凝至所述鋼制基底上的硬面結構，所述硬面結構包括核心區域和中間區域；所述中間區域至少部分地圍住所述核心區域并且含有重量百分比為至少O. 5%的S1、重量百分比為至少3%的Cr和重量百分比為至少10%的W，并且所述中間區域的剩余部分基本上由鐵族金屬M和碳構成，M選自Fe、Co和Ni或其合金；并且所述中間區域包括多個微晶，所述微晶包括根據化學式MxWyCz的至少一個η相或Θ相，或包括根據所述化學式的η相和Θ相的混合物，其中，X在從I至7的范圍內，y在從I至10的范圍內，且z在從I至4的范圍內；所述核心區域含有重量百分比為至少1%的S1、重量百分比為至少5%的Cr和重量百分比為至少40%的W，并且所述核心區域的剩余部分基本上由 M和碳構成，所述核心區域包括含有WC的顆粒和含有(M，Cr) 7C3的顆粒，或含有(M，Cr) 23C6 的顆粒，或含有(M，Cr) 7C3的顆粒和含有(M，Cr) 23C6的顆粒，這些顆粒被分散在核心區域基質材料中，所述核心區域基質材料含有重量百分比大于50%的M,所述M在其中含有Cr、W和 Si的固溶體；所述中間區域基本上不具有WC顆粒。2.如權利要求1所述的主體，其中所述η相的顆粒和所述Θ相的顆粒中的任一或兩者含有重量百分比為至少1%的Cr和重量百分比為至少1%的Si，所述η相的顆粒和所述 Θ相的顆粒中的任一或兩者被分散在含有重量百分比為至少1%的Si和重量百分比為至少 2%的Cr的中間區域基質材料中。3.如權利要求1或2所述的主體，其中含有(Μ，Cr)7C3的所述顆粒和含有(M，Cr) 23C6 的所述顆粒中的任一或兩者含有重量百分比為至少1%的Si，并且所述核心基質材料含有重量百分比為至少1%的S1、重量百分比為至少5%的W和重量百分比為至少5%的Cr。4.如上述權利要求中任一項所述的主體，其中所述中間區域具有至少O.5mm的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：伊戈爾·尤里·孔亞新，貝恩德·海恩里希·里斯，弗里德里希·弗蘭克·拉赫曼，
申請(專利權)人：第六元素公司，
類型：
國別省市：
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