CN108385102A - 耐磨构件及耐磨构件制造方法 - Google Patents

耐磨构件及耐磨构件制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种耐磨构件制造方法，其包括：通过在将包覆粉末进给到基材上并且使用局部加热设备使包覆粉末熔融的同时相对于基材移动而形成包覆层；和切削包覆层。包覆粉末包含基质粉末和硬质粉末，基质粉末包含铜基合金，硬质粉末包含硅化物作为硬质相，所述硅化物包含选自Cr、Fe、Co、Ni和Cu中的一种或更多种元素以及选自Mo、W和Nb中的一种或更多种元素。硬质粉末包含第一硬质粉末和第二硬质粉末。与第一硬质粉末分开地将第二硬质粉末进给到通过使第一硬质粉末和基质粉末熔融而形成的熔池，使得至少一部分第二硬质粉末在包覆层内保持未经熔融。

Description

耐磨构件及耐磨构件制造方法
技术领域
本发明一般性地涉及耐磨构件和耐磨构件制造方法，更具体而言，涉及包含基材和设置于基材上的包覆层的耐磨构件及其制造方法。
背景技术
存在耐磨构件，所述构件包含设置于其基材上的包覆层，因此表现出改善的耐磨性。此类耐磨构件的实例包括具有耐磨性的阀座。由于阀在高温环境下与周缘反复接触，因而在设置于气缸盖中的各个进气端口和排气端口的燃烧室侧开口端的周缘上设置耐磨的阀座。
所述阀座通过在作为基材的未完工(unfinished)气缸盖的各个进气端口和排气端口的开口端的周缘上形成包覆层并随后切削包覆层而制成。通过在向由局部加热设备在基材上形成的熔池进给金属粉末的同时移动熔池来逐渐形成包覆层。局部加热设备中使用的热源的具体实例包括激光束、乙炔气体火焰和等离子弧。
日本未经审查的专利申请公开号2001-105177(JP 2001-105177 A)描述了一种通过使包含硬质粉末和基质粉末的包覆粉末(即，包覆中使用的粉末)熔融来形成包覆层的技术。硬质粉末包含钼(Mo)和钨(W)中的至少之一。基质粉末包含铜基合金。
发明内容
关于耐磨构件制造方法，本发明人发现以下问题有待解决。根据该方法，通过在将包含硬质粉末和基质粉末的包覆粉末进给到基材上的同时经由局部加热设备使包覆粉末熔融来形成包覆层，然后切削包覆层。采用JP 2001-105177 A中描述的技术，经由局部加热设备熔融的硬质粉末颗粒可能团聚，包覆层中的硬质颗粒可能因此变得如此粗大使得包覆层的切削性劣化。
本发明提供了一种抑制包覆层中的硬质颗粒变粗大的技术，从而改善包覆层的切削性。
本发明的第一个方面涉及一种耐磨构件制造方法，其包括：在基材上形成包覆层；和切削在基材上形成的包覆层。所述包覆层通过在将包覆粉末进给到基材上并且使用局部加热设备使包覆粉末熔融的同时使由局部加热设备加热的部位相对于基材移动来形成。包覆粉末包含基质粉末和硬质粉末。基质粉末包含铜基合金。硬质粉末包含硅化物作为硬质相。硅化物包含选自Cr、Fe、Co、Ni和Cu中的一种或更多种元素以及选自Mo、W和Nb中的一种或更多种元素。硬质粉末包含第一硬质粉末和第二硬质粉末。在形成包覆层的过程中，与第一硬质粉末分开地将第二硬质粉末进给到通过使用局部加热设备使第一硬质粉末和基质粉末熔融而形成的熔池，使得至少一部分第二硬质粉末在包覆层内保持未经熔融。
在根据本发明的第一个方面的耐磨构件制造方法中，将硬质粉末分成第一硬质粉末和第二硬质粉末，并经由局部加热设备使第一硬质粉末和基质粉末熔融。即，与常规方法相比，本方法可减少由局部加热设备熔融的硬质粉末的量。因此可以抑制包覆层中的硬质颗粒因硬质粉末颗粒的团聚而变粗大。结果，包覆层的切削性的劣化减轻。另外，通过允许至少一部分第二硬质粉末在包覆层内保持未经熔融来确保足够的耐磨性。
第二硬质粉末可具有比第一硬质粉末的粒径更大的粒径。第二硬质粉末的粒径越大，耐磨性就越高。第一硬质粉末的粒径越小，第一硬质粉末就越容易被局部加热设备熔融。第二硬质粉末的粒径可为250μm以下以改善切削性。
可在被加热的部位相对于基材移动的方向上，将第二硬质粉末从进给第一硬质粉末的位置后面的位置进给到熔池。第一硬质粉末和第二硬质粉末二者中的每一者均包含至少10质量％的选自Cr、Fe、Co、Ni和Cu中的一种或更多种元素、至少15质量％的选自Mo、W和Nb中的一种或更多种元素，以及2.0质量％至8.0质量％的Si。
本发明的第二个方面涉及一种耐磨构件，其包含：基材；和设置于基材上的包覆层。所述包覆层包含基质、硬质粉末和在基质中结晶出的结晶颗粒。基质包含铜基合金。硬质粉末保持未经熔融并包含硅化物作为硬质相，所述硅化物包含选自Cr、Fe、Co、Ni和Cu中的一种或更多种元素以及选自Mo、W和Nb中的一种或更多种元素。结晶颗粒包含硅化物作为硬质相，所述硅化物包含选自Cr、Fe、Co、Ni和Cu中的一种或更多种元素以及选自Mo、W和Nb中的一种或更多种元素。
根据本发明的第二个方面的耐磨构件包含硬质粉末和结晶颗粒。硬质粉末保持未经熔融并包含硅化物作为硬质相，所述硅化物包含选自Cr、Fe、Co、Ni和Cu中的一种或更多种元素以及选自Mo、W和Nb中的一种或更多种元素。结晶颗粒包含硅化物作为硬质相，所述硅化物包含选自Cr、Fe、Co、Ni和Cu中的一种或更多种元素以及选自Mo、W和Nb中的一种或更多种元素。至少一部分硬质粉末在包覆层内保持未经熔融，使得可以确保足够的耐磨性。另外，可以抑制包覆层中的结晶颗粒因硬质粉末颗粒的团聚而变粗大。结果，包覆层的切削性的劣化减轻。
硬质粉末可具有比结晶颗粒的粒径更大的粒径。硬质粉末的粒径越大，耐磨性就越高。为了改善切削性，硬质粉末的粒径可为250μm以下，结晶颗粒的粒径可为100μm以下。另外，结晶颗粒可具有比硬质粉末的硬度更高的硬度。
本发明抑制了包覆层中的硬质颗粒变粗大，从而改善包覆层的切削性。
附图说明
本发明的示例性实施方案的特征、优点以及技术和工业重要性将在下文结合附图描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的要素，并且其中：
图1为透视图，示意性地示出了根据第一实施方案的耐磨构件制造方法中形成包覆层的步骤的概要；
图2为根据第一实施方案的耐磨构件制造方法中使用的激光加工头的剖视图；
图3为剖视图，示出了根据第一实施方案的耐磨构件制造方法的详情；
图4为剖视图，示出了根据第一实施方案的耐磨构件制造方法的详情；
图5为侧视图，示意性地示出了在形成包覆层的步骤中进给包覆粉末的方法；
图6为根据实施例的包覆层的截面的光学显微照片；
图7为图6中所示分析部位的反射电子图像；
图8为柱状图，示出了对根据实施例的包覆层和根据对比例的包覆层进行的切削性试验的结果之间的比较；以及
图9为柱状图，示出了对根据实施例的阀座和根据对比例的阀座进行的磨损试验的结果之间的比较。
具体实施方式
下文将结合附图详细描述本发明的示例实施方案。注意，本发明不限于以下实施方案。以下描述和附图被适当简化以便于描述的理解。
第一实施方案
首先，将结合图1至图5描述根据第一实施方案的耐磨构件制造方法。将描述在发动机的气缸盖上形成的阀座，作为耐磨构件的一个实例。然而，耐磨构件不限于阀座。
图1为透视图，示意性地示出了根据第一实施方案的耐磨构件制造方法中形成包覆层的步骤的概要。图2为根据第一实施方案的耐磨构件制造方法中使用的激光加工头的剖视图。图3和图4各自为剖视图，示出了根据第一实施方案的耐磨构件制造方法的详情。图5为侧视图，示意性地示出了在形成包覆层的步骤中进给包覆粉末的方法。
将参照图1，对根据第一实施方案的耐磨构件制造方法中形成包覆层的步骤的概要进行说明。首先，将描述作为基材的一个实例的未完工气缸盖10的构造。未完工气缸盖10是包含例如铸铁或铝合金的铸件。如图1中所示，未完工气缸盖10包括复数个燃烧室13。每个燃烧室13具有进气端口11和排气端口12。通过机械加工在各个进气端口11和排气端口12的开口端的周缘上形成扩孔槽14。待在扩孔槽14中形成包覆层。注意，上述开口端是在燃烧室13侧上的开口端。
图1中所示未完工气缸盖10待形成为用于包括四个气缸并具有16个阀的发动机的气缸盖。未完工气缸盖10包括四个燃烧室13，每个燃烧室13具两个进气端口11和两个排气端口12。当然，燃烧室13的数量、进气端口11的数量和排气端口12的数量不限于图1中的实例中所示的那些，而是可视情况设定。
如图1中所示，通过在自激光加工头40向扩孔槽14进给包覆粉末(即，包覆中使用的粉末)的同时自激光加工头40向扩孔槽14施加激光束30(具有光轴A2)来形成包覆层。当激光加工头40绕具有环形形状的扩孔槽14的中心轴A1转一圈时，在扩孔槽14的整个圆周上形成包覆层。中心轴A1通过扩孔槽14的中心并垂直于扩孔槽14的底表面。在调节未完工气缸盖10的姿势使得各个进气端口11和排气端口12的扩孔槽14的中心轴A1的延伸方向与垂直方向一致后在各个进气端口11和排气端口12周围形成包覆层。在根据第一实施方案的耐磨构件制造方法中，除激光加工头40外，也从喷嘴进给包覆粉末，这将在下文结合图5详细描述。
接下来，将参照图2来描述激光加工头40的构造。激光加工头40包括内喷嘴41、外喷嘴42和材料进给管43。即，激光加工头40具有由内喷嘴41和外喷嘴42构成的共轴双管结构，内喷嘴41和外喷嘴42各自具有与激光束30的光轴A2一致的中心轴。
具体而言，激光束30从内喷嘴41发射。另外，已通过材料进给管43进给的惰性气体和包覆粉末从内喷嘴41和外喷嘴42之间的间隙排放。即，包覆粉末和惰性气体沿其排放的轴与激光束30的光轴A2一致。惰性气体的实例包括氩气和氮气。
如上所述，发射激光束30的部分及进给包覆粉末和惰性气体的部分是互为一体的。因此使得激光加工设备紧凑。图1省略了材料进给管43。
接下来，将参照图3和图4描述根据第一实施方案的耐磨构件制造方法的详情。图3示意了形成包覆层20的步骤。图4示意了切削包覆层20的步骤。无论作为耐磨构件实例的阀座是将设置在进气端口11中还是将设置在排气端口12中，制造阀座的方法都是相同的。因此，下面将描述制造设置于进气端口11中的阀座的方法。
首先，如图3中所示，在向具有环形形状并形成在进气端口11的开口端的周缘上的扩孔槽14进给包覆粉末的同时，向扩孔槽14施加激光束30。注意，进气端口11的上述开口端是在燃烧室13侧上的开口端。因此，包覆粉末在扩孔槽14中熔融并随后凝固，由此形成待加工成阀座的包覆层20。
如图1中所示，激光束30(具有光轴A2)从激光加工头40发射。激光加工头40绕具有环形形状的扩孔槽14的中心轴A1转一圈，并因此在扩孔槽14的整个圆周上形成包覆层20。激光束30的光轴A2的倾斜角θ1为约45°，如图3中所示。
扩孔槽14通过例如机械加工而形成。扩孔槽14具有底表面14a、倾斜表面14b和侧壁14c，如图3中所示。包覆层20很可能在扩孔槽14的拐角处具有缺陷。然而，由于设置在底表面14a和侧壁14c之间的倾斜表面14b，因而可以减少在扩孔槽14的拐角处在包覆层20中缺陷的发生。
接下来，如图4中所示，将包覆层20连同未完工气缸盖10一起通过造型(contouring)进行切削。用于造型的切削工具50包括支架51和固定到支架51的切削刀具52a、52b。切削刀具52a、52b为例如硬质合金(carbide)刀片。
切削工具50在绕旋转轴A3高速旋转的同时沿扩孔槽14的径向从内部向外部移动。因此，包覆层20和未完工气缸盖10被切削成由长双点虚线所指示的形状。具体而言，燃烧室侧引导表面22a由切削刀具52a形成，而端口内侧引导表面22b由切削刀具52b形成。最后，通过进一步切削包覆层20形成阀座表面23。切削方法不限于造型，并可为例如切入式切削(plunging)。
接下来，将参照图5提供对在图3中所示形成包覆层的步骤中进给包覆粉末的方法的描述。如图5中所示，包覆粉末包含基质粉末MP和硬质粉末。基质粉末MP包含铜基合金。硬质粉末包含硅化物作为硬质相，所述硅化物包含选自铬(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)和铜(Cu)中的一种或更多种元素以及选自钼(Mo)、钨(W)和铌(Nb)中的一种或更多种元素。
在根据本实施方案的耐磨构件制造方法中，如图5中所示，将硬质粉末分成第一硬质粉末HP1和第二硬质粉末HP2。然后，通过在从激光加工头40进给第一硬质粉末HP1和基质粉末MP的同时使用激光束30使第一硬质粉末HP1和基质粉末MP熔融来形成熔池21。在形成熔池21的同时，在熔池21相对于未完工气缸盖10移动的方向上，从进给第一硬质粉末HP1的位置后面的位置向熔池21进给第二硬质粉末HP2。即，在熔池21相对于未完工气缸盖10移动的方向上，进给第二硬质粉末HP2的位置位于进给第一硬质粉末HP1的位置的后面。这允许至少一部分第二硬质粉末HP2在包覆层20内保持未经熔融。除激光加工头40外，还从例如喷嘴(未示出)进给第二硬质粉末HP2。
第一硬质粉末HP1和基质粉末MP不必从激光加工头40进给，而是可从另一喷嘴进给。第一硬质粉末HP1和基质粉末MP不必预先混合在一起，而是可彼此分开进给。
如图5中所示，在不被激光束30熔融的情况下将第二硬质粉末HP2引入到熔池21中。因此，第二硬质粉末HP2需要花一定量的时间才能完全熔融。另外，在被激光束30加热的部位相对于未完工气缸盖10移动的方向上，从进给第一硬质粉末HP1的位置后面的位置将第二硬质粉末HP2引入到熔池21中。因此，熔池21在第二硬质粉末HP2被引入到熔池21中后短时间内凝固，使得第二硬质粉末HP2可能保持未经熔融。术语“未经熔融”意在涵盖其中一部分第二硬质粉末HP2熔融而其余的第二硬质粉末HP2保持未经熔融的情况。第二硬质粉末HP2可在被激光束30加热的部位相对于未完工气缸盖10移动的方向上从进给第一硬质粉末HP1的位置前面的位置引入，只要第二硬质粉末HP2被引入到未被施加激光束30的熔池21的侧部即可。
基质粉末MP含有例如包含10.0质量％至38.0质量％的Ni、2.0质量％至6.0质量％的硅(Si)和至少56.0质量％的Cu的耐热铜基合金。基质粉末MP可还含有元素如Cr、Fe或Co。
第一硬质粉末HP1和第二硬质粉末HP2各自包含2.0质量％至8.0质量％的Si、至少10.0质量％的选自Fe、Co、Ni、Cr和Cu中的一种或更多种元素X以及至少15.0质量％的选自Mo、W和Nb中的一种或更多种元素Y。Si以由化学式X3Y2Si表示的硅化物的形式构成硬质相。
第一硬质粉末HP1和第二硬质粉末HP2不必具有相同的组成，而是可具有彼此不同的组成，只要组分的含量在上述范围内即可。第二硬质粉末HP2可由两种或更多种具有彼此不同的组成的硬质粉末形成。在此情况下，所述两种或更多种具有彼此不同的组成的硬质粉末可被预先混合并随后进给，或者可彼此分开进给。
在通过使第一硬质粉末HP1和基质粉末MP熔融而形成的熔池21的冷却过程中，由于所谓的两液相分离反应，新的硬质相结晶出来。结晶颗粒也包含硅化物作为硬质相，所述硅化物包含元素X和元素Y。在结晶颗粒中，元素Y和Si的浓度较高，而不同于Cu的元素X的浓度低于第一硬质粉末HP1中的那些。因此，当第二硬质粉末HP2具有与第一硬质粉末HP1基本相同的组成时，结晶颗粒的硬度高于第二硬质粉末HP2的硬度。
结晶颗粒不会变粗大，并具有100μm以下的小粒径。这导致改善的切削性。此外，通过调节待进给的第二硬质粉末HP2的粒径，使得在包覆层20内存在硬度和粒径彼此不同的两种硬质颗粒，以致保留在包覆层20内的第二硬质粉末HP2的粒径大于结晶颗粒的粒径。这导致切削性与耐磨性之间的良好平衡。
硬质粉末(第一硬质粉末HP1和第二硬质粉末HP2的总计)相对于基质粉末MP的比例优选在5.0质量％至50质量％的范围内。如果硬质粉末相对于基质粉末MP的比例低于5.0质量％，则无法获得足够的耐磨性。另一方面，如果硬质粉末相对于基质粉末MP的比例高于50质量％，则包覆层20中的硬质颗粒可能变得如此粗大以至于切削性劣化。
第二硬质粉末HP2相对于第一硬质粉末HP1的比例优选在25质量％至75质量％的范围内。当优先考虑耐磨性时，优选在此范围内增大第二硬质粉末HP2的量。另一方面，当优先考虑切削性时，优选在此范围内增大第一硬质粉末HP1的量。
从改善耐磨性的角度出发，第二硬质粉末HP2的粒径优选较大，而从改善切削性的角度出发，第二硬质粉末HP2的粒径优选较小。具体而言，从改善切削性的角度出发，第二硬质粉末HP2的粒径优选等于或小于250μm。这是因为，如果包覆层20中的硬质颗粒的粒径超过250μm，则包覆层20的切削性急剧劣化。第一硬质粉末HP1和基质粉末MP各自的粒径均不限于任何特定的尺寸。从易于熔融的角度出发，第一硬质粉末HP1和基质粉末MP各自的粒径优选尽可能小，尤其优选等于或小于150μm。
在根据本实施方案的耐磨构件制造方法中，将硬质粉末分成第一硬质粉末HP1和第二硬质粉末HP2，并经由局部加热设备使第一硬质粉末HP1和基质粉末MP熔融。即，与常规方法相比，此方法可减少由局部加热设备熔融的硬质粉末的量。因此可以抑制包覆层中的硬质颗粒因硬质粉末颗粒的团聚而变粗大。结果，包覆层的切削性的劣化减轻。另外，通过允许至少一部分第二硬质粉末HP2在包覆层20内保持未经熔融来确保足够的耐磨性。
下文将描述本发明的实施例和对比例。然而，本发明不限于下文描述的实施例。表1示出了实施例和对比例中使用的基质粉末和硬质粉末各自的组成。表2示出了实施例和对比例中使用的基质粉末和硬质粉末各自的维氏硬度(HV0.1)、液相线温度和固相线温度。
在实施例中，硬质粉末被分成第一硬质粉末和第二硬质粉末。第一硬质粉末和第二硬质粉末各自的组成与表1中示出的硬质粉末的组成相同。如图5中所示，将过筛粒径各自为32μm至106μm的第一硬质粉末和基质粉末混合于一起并由激光束熔融来形成熔池。在形成熔池的同时，在被激光束加热的部位相对于未完工气缸盖移动的方向上，从进给第一硬质粉末的位置后面的位置向熔池进给过筛粒径为106μm至150μm的第二硬质粉末。
在实施例中，基质粉末、第一硬质粉末和第二硬质粉末间的质量比为75:15:10。即，硬质粉末(第一硬质粉末和第二硬质粉末的总计)相对于基质粉末的比例为33.3质量％，而第二硬质粉末相对于第一硬质粉末的比例为66.7质量％。
在对比例中，将过筛粒径各自为32μm至106μm的硬质粉末和基质粉末混合于一起而不将硬质粉末分成第一硬质粉末和第二硬质粉末，并经由激光束使该混合物熔融来形成包覆层。基质粉末和硬质粉末之间的质量比为75:25。即，硬质粉末相对于基质粉末的比例为33.3质量％，同实施例中一样。
表1
表2
硬度(HV0.1) 液相线温度(℃) 固相线温度(℃)
基质粉末 192 1120 1040
硬质粉末 861 1485 1275
在实施例和对比例中的每一个中，使用包含JIS中指定的A5052铝合金的板作为基材，并使用半导体激光器设备来形成包覆层。关于包覆条件，输出功率为2.0kW，包覆速率为20.0mm/秒，包覆粉末的进给速率为0.03g/mm。
图6为根据实施例的包覆层的截面的光学显微照片。图7为图6中所示分析部位的反射电子图像。表3示出了对图7中所示分析点1至6进行的元素分析的结果。如从图6和图7所见，根据实施例的包覆层具有这样的织构，该织构具有其中分散有未经熔融的硬质粉末和结晶颗粒的基质。未经熔融的硬质粉末由过筛粒径为106至150μm并保持未经熔融的第二硬质粉末构成。结晶颗粒具有数十微米以下的粒径。即，抑制了包覆层中的硬质颗粒变粗大。
如从图7所见，基质的Cu经历扩散反应而进入由过筛粒径为106至150μm并保持未经熔融的第二硬质粉末构成的未经熔融硬质粉末中。如表3中针对分析点1至3的栏中所示，未经熔融硬质粉末中的Cu浓度比表1中所示的原料硬质粉末中高。另一方面，未经熔融硬质粉末中其他主要合金元素如Mo、Ni、Co和Si的浓度与表1中所示的原料硬质粉末中的那些相似。图7中所示未经熔融硬质粉末的维氏硬度为882HV0.1，其与表1中所示的原料硬质粉末的维氏硬度相似。如上所述，未经熔融硬质粉末可通过视觉外观、组成和硬度来识别。
如从图7所见，结晶颗粒的粒径为数十微米以下并比未经熔融硬质粉末的粒径小。如表3中针对分析点4和5的栏中所示，结晶颗粒1和结晶颗粒2中Mo浓度比表1中示出的原料硬质粉末中高而Ni和Co的浓度比表1中示出的原料硬质粉末中低。因此，结晶颗粒1和结晶颗粒2的维氏硬度变得显著高于表1中所示的原料硬质粉末的维氏硬度，并且结晶颗粒1和结晶颗粒2的维氏硬度值分别为1252HV0.1和1195HV0.1。如上所述，结晶颗粒可通过视觉外观、组成和硬度来识别。
表3
使根据实施例和对比例的包覆层在切入式切削过程中经受切削性试验。在切削性试验中，使用涂覆有TiCN的硬质合金刀片作为切削刀具。在以下切入式切削条件下加工300个包覆层：切削速度V为80m/分钟，每转进给速率f为0.03mm/转，切削深度t为0.5mm。
图8为柱状图，示出了对根据实施例的包覆层和根据对比例的包覆层进行的切削性试验的结果之间的比较。纵轴表示切削刀具的磨损量。如图8中所示，用来切削根据实施例的包覆层的切削刀具的磨损量为用来切削根据对比例的包覆层的切削刀具的磨损量的一半以下。这意味着根据实施例的包覆层呈现出改善的切削性。
另外，使通过切削根据实施例和对比例的包覆层产生的阀座经受模拟作为排气阀座使用的磨损试验。磨损试验的条件如下：弹簧载荷为25kgf，阀的转速为30rpm，阀的升程量(amount of lift)为4.9mm，凸轮的转速为2300rpm，阀座底表面的温度为300℃，空燃比为30，试验时间为8小时。
图9为柱状图，示出了对根据实施例的阀座和根据对比例的阀座进行的磨损试验的结果之间的比较。纵轴表示阀座在其轴向上的磨损量。如图9中所示，根据实施例的阀座在其轴向上的磨损量与根据对比例的阀座在其轴向上的磨损量基本相同。如上所述，实施例中的耐磨性与对比例中的耐磨性处于基本相同的水平，而实施例中包覆层的切削性显著高于对比例中的切削性。
本发明不限于前述实施方案并且前述实施方案可视情况修改而不偏离本发明的范围。例如，使用的包覆方法可以不是前述实施方案中采用的激光包覆而是可为气体包覆或等离子体包覆。

Claims (10)

1.一种耐磨构件制造方法，其特征在于包括：
通过在将包覆粉末进给到基材上并且使用局部加热设备使所述包覆粉末熔融的同时使由所述局部加热设备加热的部位相对于所述基材移动，从而在所述基材上形成包覆层，所述包覆粉末包含基质粉末和硬质粉末，所述基质粉末包含铜基合金，而所述硬质粉末包含硅化物作为硬质相，所述硅化物包含选自Cr、Fe、Co、Ni和Cu中的一种或更多种元素以及选自Mo、W和Nb中的一种或更多种元素；和
切削形成在所述基材上的所述包覆层，其中
所述硬质粉末包含第一硬质粉末和第二硬质粉末，以及
在形成所述包覆层的过程中，与所述第一硬质粉末分开地将所述第二硬质粉末进给到通过使用所述局部加热设备使所述第一硬质粉末和所述基质粉末熔融而形成的熔池，使得至少一部分所述第二硬质粉末在所述包覆层内保持未经熔融。
2.根据权利要求1所述的耐磨构件制造方法，其特征在于所述第二硬质粉末具有比所述第一硬质粉末的粒径更大的粒径。
3.根据权利要求1或2所述的耐磨构件制造方法，其特征在于所述第二硬质粉末具有250μm以下的粒径。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的耐磨构件制造方法，其特征在于在被加热的部位相对于所述基材移动的方向上，将所述第二硬质粉末从进给所述第一硬质粉末的位置后面的位置进给到所述熔池。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的耐磨构件制造方法，其特征在于所述第一硬质粉末和所述第二硬质粉末二者中的每一者均包含至少10质量％的选自Cr、Fe、Co、Ni和Cu中的一种或更多种元素、至少15质量％的选自Mo、W和Nb中的一种或更多种元素以及2.0质量％至8.0质量％的Si。
6.一种耐磨构件，其特征在于包含：
基材；和
设置于所述基材上的包覆层，所述包覆层包含基质、硬质粉末和在所述基质中结晶出的结晶颗粒，所述基质包含铜基合金；所述硬质粉末保持未经熔融并包含下述硅化物作为硬质相，该硅化物包含选自Cr、Fe、Co、Ni和Cu中的一种或更多种元素以及选自Mo、W和Nb中的一种或更多种元素；而所述结晶颗粒包含下述硅化物作为硬质相，该硅化物包含选自Cr、Fe、Co、Ni和Cu中的一种或更多种元素以及选自Mo、W和Nb中的一种或更多种元素。
7.根据权利要求6所述的耐磨构件，其特征在于所述硬质粉末具有比所述结晶颗粒的粒径更大的粒径。
8.根据权利要求6或7所述的耐磨构件，其特征在于所述硬质粉末具有250μm以下的粒径。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的耐磨构件，其特征在于所述结晶颗粒具有100μm以下的粒径。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的耐磨构件，其特征在于所述结晶颗粒具有比所述硬质粉末的硬度更高的硬度。
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