CN112203786B - 具有截头圆锥形插入件的复合齿 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种用于对地面或岩石进行作业的复合齿，所述齿具有至少部分地通过插入件增强的铁合金，通过插入件增强的所述部分使得可以在原位反应后获得集中有碳化钛微米球形颗粒的毫米区域被基本上没有碳化钛微米球形颗粒的毫米区域隔开的宏微观交替结构，集中有碳化钛微米球形颗粒的所述区域形成微观结构，在该微观结构中，所述球形颗粒之间的微米间隙也被所述铁合金填充，并且其特征在于由该插入件产生的所述宏微观结构距所述齿的远端表面至少2mm、优选地至少3mm。

Description

具有截头圆锥形插入件的复合齿

技术领域

本发明涉及一种复合齿，该复合齿旨在装备用于对地面或岩石进行作业的机器。特别地，本发明涉及在铸造厂中生产的齿，该齿包括用基本上截头圆锥形或金字塔形插入件增强的金属基体，该插入件包括在浇铸铁时原位反应期间形成的碳化钛颗粒。

定义：

表述“齿”应在广义上解释，并且包括任何尺寸的任何元件，该齿具有特别是用于对地面、河流或海洋的底部、露天或矿山中的岩石进行作业的尖形或平坦形状。

现有技术

已知很少有手段“总体上”在深度上改变铸造合金的硬度和抗冲击性。已知的手段通常涉及(几毫米的)浅表面修改。对于铸造厂制造的齿，必须在深度上存在增强元件，以便承受住在机械应力、磨损和冲击方面并且还因为在齿的很大一部分上长度使用该齿引起的明显且同时的局部应力。

通过氧乙炔焊接用金属碳化物(

-Technogenia)对齿进行耐磨堆焊是公知的技术。这种耐磨堆焊使得可以在齿的表面上沉积几毫米厚的碳化物层。然而，这种增强件没有集成到齿的金属基体中，并且不能确保与将碳化物增强件完全结合到金属基体的质量中的齿具有相同的性能。

文件WO 2010031660披露了一种用于对地面或岩石进行作业的复合齿，该复合齿在铸造厂中生产并且包括铁合金，该铁合金至少部分地用根据限定的几何形状原位形成的碳化钛增强。齿的增强部分包括集中有钛碳化微米球形颗粒的毫米区域被总体没有碳化钛微米球形颗粒的毫米区域隔开的宏微观交替结构。集中有碳化钛微米球形颗粒的区域形成微观结构，其中球形颗粒之间的微米间隙也被所述铁合金填充。

发明目的

本发明目的是改进现有技术的复合齿的性能，其目的是提供改进的耐磨性，同时保持良好的抗冲击性。此特性是通过专门为此应用设计的增强插入件获得的，插入件包括如下结构，该结构使密集有原位形成的金属碳化物的微米球形颗粒的毫米级区域与实际上没有金属碳化物的微米球形颗粒的区域在在齿的金属基体内交替，插入件的宏微结构具有基本上平坦的截头圆锥形或金字塔形、优选地被截短为具有矩形或方形基部，所述形状可能是中空的。插入件的凹部允许在浇铸期间用原位形成的碳化钛更快地“填充”插入件。

本发明还提供了一种用于获得所述增强结构的方法。

发明内容

本发明披露了一种用于对地面或岩石进行作业的复合齿，所述齿包括至少部分地通过插入件增强的铁合金，通过该插入件增强的所述部分允许在原位反应后获得集中有碳化钛微米球形颗粒的毫米区域被基本上没有碳化钛微米球形颗粒的毫米区域隔开的宏微观交替结构，集中有碳化钛微米球形颗粒的所述区域形成微观结构，在该微观结构中，所述球形颗粒之间的微米间隙也被所述铁合金填充，并且其中，由该插入件产生的所述宏微观结构距该齿的远端表面几毫米远，优选地距该齿的远端表面至少2mm到3mm，特别优选地4mm或5mm或甚至6mm。必不可少的是，增强部分不与所述齿的表面齐平。

根据本发明的特定实施例，复合齿包括以下特征中的至少一个或适当的组合：

-该插入件具有平坦的截头圆锥形形状或带有矩形或方形基部的截短金字塔形状，是实心的或至少部分中空的；

-所述集中的毫米区域的碳化钛微米球形颗粒的浓度大于35％体积；

-通过该插入件增强的所述部分的总碳化钛含量在25％到45％体积之间；

-该碳化钛微米球形颗粒的尺寸小于50μm，优选地小于20μm；

-集中有碳化钛球形颗粒的所述区域包括36.9％到72.2％体积的碳化钛；

-集中有碳化钛的所述区域的尺寸在0.5mm到12mm变化，优选地在0.5mm到6mm变化，特别优选地在1.4mm到4mm变化。

本发明还披露了一种制造根据权利要求1至7中任一项的复合齿的方法。

根据本发明的特定实施例，该方法包括以下特征中的至少一个或适当的组合：

-提供插入件，该插入件是包括碳化钛的碳和钛前体的压实粉末的混合物的毫米微粒的形式，这可以通过用粘合剂进行模制或通过封闭在将在浇铸期间熔化的金属外壳中来获得；

-将该插入件引入到该齿的模具中，使得所述插入件保持距该齿的远端表面几毫米；

-将铁合金浇铸到该模具中，所述浇铸的热触发所述前体微粒内的碳化钛的放热自蔓延高温合成(SHS)反应；

-在该齿的插入件中形成在所述前体微粒的位置处集中有碳化钛微米球形颗粒的毫米区域的宏微观交替结构，所述区域被基本上没有碳化钛微米球形颗粒的毫米区域彼此隔开，在所述宏微观结构中，所述球形颗粒也在集中有碳化钛的所述毫米区域内被隔开微米间隙；

-在形成碳化钛微米球形颗粒之后，通过所述高温铁合金渗入这些毫米间隙、这些微米间隙；

-其中，该插入件是通过模制或封闭来生产。

本发明还披露了一种根据本发明的方法获得的复合齿。

附图说明

图1a示出了旨在根据本发明进行增强的商用齿的三维视图。这种类型的齿可以具有变动很大的尺寸，平均范围从几十厘米到超过一米。

图1b示出了具有截头圆锥形增强件的齿的示意性三维视图，该截头圆锥形增强件与根据现有技术的齿的远端的表面齐平。

图1c和图1d示出了根据本发明的增强齿，该增强齿具有基本上截头圆锥形形状的插入件，该插入件是完全中空的或至少部分中空的。插入件位于距增强齿的远端的表面几毫米距离的位置。因此，插入件不与齿的表面齐平。

图2a至图2h示出了制造根据本发明的齿的方法。

-步骤2a示出了用于混合钛粉和碳粉的装置；

-步骤2b示出了在两个辊之间压实这些粉末，然后进行粉碎和筛分，并回收过于精细的颗粒；

-图2c示出了砂模，其中已经放置了屏障以容纳在齿的增强件处压实的粉末微粒；

-图2d示出了增强件区域的放大图，包括TiC的试剂前体的压实微粒位于该增强件区域中；

-步骤2e示出了将铁合金浇铸到模具中；

-图2f示意性地示出了由浇铸产生的齿；

-图2g示出了具有高浓度的TiC球粒的区域的放大图-此图展示了与图3相同的区域；

-图2h示出了在具有高浓度的TiC球粒的同一区域内的放大图-微米球粒各自被浇铸金属包围。

图3展示了根据本发明的齿的增强部分的截面的抛光的、未蚀刻的表面的双目视图，该增强部分具有集中有微米球形碳化钛(TiC球粒)的微米区域(浅灰色)。暗色部分展示了金属基体(钢或铸铁)，该金属基体填充了集中有微米球形碳化钛的这些区域之间的空间，也填充了球粒自身之间的空间。(参见图4和图5)。

图4和图5示出了用扫描电子显微镜(SEM)在不同放大倍数下获得的抛光的、未蚀刻的表面上的微米球形碳化钛的视图。可以看出，在这种特定情况下，大多数碳化钛球粒的尺寸小于10μm。

图6展示了用扫描电子显微镜(SEM)获得的在断裂表面上的微米球形碳化钛的视图。可以看出，碳化钛球粒完全地结合到金属基体中。这证明，一旦在SHS反应期间引发了钛和碳之间的化学反应，浇铸金属在浇铸期间完全渗入(渗透)孔隙中。

图7示出了根据本发明的示例性齿的两个纵向截面，这两个截面彼此垂直。在此图中，插入件是中空的和截头圆锥形的。

图8示出了根据本发明的齿的另一个示例的两个纵向截面，这两个截面彼此垂直。图8的插入件包括纵向穿过被截短的圆锥体的若干通道。

图9示出了根据本发明的齿的两个三维视图，两个视图彼此垂直。

图10示出了根据本发明的齿的三维视图，该齿包括具有矩形或方形基部的截短金字塔形式的插入件。在此示例中，插入件是实心的。

图11展示了用于压实的Ti/C混合物微粒的金属容器。此容器使得可以将微粒混合物置于至少部分中空的平坦截头圆锥形的形状下。

标号

1.集中有碳化钛微米球形颗粒(结核)的微米区域(灰白区域)

2.填充有实质上没有碳化钛微米球形颗粒的铸铁合金的微米间隙(暗色区域)

3.在TiC结核之间的还渗入有浇铸合金的微米间隙

4.在集中有碳化钛的区域中的微米球形碳化钛

5.截头圆锥形或金字塔形形状的实心或部分或完全中空的插入件，插入件完全集成到铸铁基体中并与齿的远端间隔几毫米。

6.气体缺陷

7.用于Ti/C混合物的压实微粒的金属容器

8.Ti粉和C粉混合器

9.料斗

10.辊

11.破碎机

12.出口栅

13.筛子

14.将过于精细的颗粒回收到料斗

15.砂模

16.容纳Ti/C混合物的压实微粒的屏障

17.铸桶

具体实施方式

在材料科学中，SHS是指“自蔓延高温合成”反应，其中反应温度通常达到1500℃或甚至2000℃以上。例如，在钛粉和碳粉之间用于获得碳化钛TiC的反应是高度放热的。仅需要很少的能量来局部引发反应。然后，借助于达到的高温，反应将自发地蔓延到全部试剂混合物中。在引发反应之后，反应前锋形成，该反应前锋因此自发地蔓延(自蔓延)并且使得可以从钛和碳获得碳化钛。认为这样获得的碳化钛是“原位获得的”，因为它不是源自铸铁合金，也没有以破碎成粉末的TiC的形式添加到模具中。

试剂粉末的混合物包括碳粉和钛粉，并被压成板，然后破碎以获得尺寸从1mm到12mm、优选地从1mm到6mm变化的微粒。这些微粒不是100％压实的。这些微粒通常被压缩到理论密度的55％到95％之间。这些微粒允许易于使用/处理(参见图2a至图2h)。

根据图2a至图2h的图获得的这些混合的碳粉和钛粉的毫米微粒是要产生的碳化钛的前体。

根据本发明的用于对地面或岩石进行作业的复合齿包括截头圆锥形类型或金字塔形类型的插入件、优选地被截短为具有矩形或方形基部的插入件、优选地中空类型的插入件，由碳粉和钛粉的混合物的细粒制成，并使得可以在SHS反应后获得宏微结构，即增强件网络，该结构也可以被称为集中有碳化钛微米球形颗粒的区域被由实际上没有碳化钛微米球形颗粒的区域隔开的三维交替结构。通过在包括碳粉和钛粉的混合物的微粒的模具15中反应获得这种结构，这些微粒通过用粘合剂将细粒保持在模具中或简单地保持在穿孔金属容器中而先前成形，该穿孔金属容器在浇铸期间将至少部分地熔化。SHS反应是由用于浇铸齿的整个部分(因此包括非增强部分和增强部分)的铸铁或钢的浇铸热引发的(参见图2e)。因此，浇铸触发被压实成微粒形式的碳粉和钛粉的混合物的放热自蔓延高温合成反应(自蔓延高温合成-SHS)，这些微粒先前以优选地至少部分中空的截头圆锥形插入件的形式团聚并放置在模具15中。然后，反应具有一旦引发就继续蔓延的特殊性。

这种高温合成(SHS)使得铸铁或铸钢容易地渗入所有的毫米间隙和微米间隙(图2g和图2h)。通过增加润湿性，可以在齿的任何增强件厚度或深度上进行渗入。有利地，使得可以在SHS反应并由外部浇铸金属渗入后形成插入件，该插入件不与齿的远端齐平且包括高浓度的碳化钛微米球形颗粒(这些颗粒可以进一步被称为“结核簇”)，这些区域的尺寸为一毫米或几毫米的量级并且与基本上没有球形碳化钛的区域交替。

一旦这些微粒根据SHS反应进行反应后，这些微粒所在的增强件区域显示出TiC碳化物(球粒)的微米球形颗粒4的集中分散，其中的微米间隙3也已被在此是铸铁或钢的浇铸金属渗入。重要的是注意，毫米间隙和微米间隙是被与构成齿的非增强部分的金属基体相同的金属基体渗入的；这允许完全自由地选择浇铸金属。在最终获得的齿中，具有高浓度碳化钛的增强件区域由高百分比(在大约35体积％到70体积％之间)的TiC微米球形颗粒和渗入性铁合金构成。

微米球形颗粒应理解为总体球状颗粒，其尺寸范围为从一微米到最多几十微米，这些颗粒中的绝大多数颗粒的尺寸小于50μm、甚至小于20μm、甚至小于10μm。我们也称它们为TiC球粒。这种球形形状是通过自蔓延SHS合成获得碳化钛的方法的特征(参见图5)。

获得用于增强齿的微粒(Ti+C版)

图2a至图2h中展示了获得微粒的方法。碳/钛试剂的微粒是通过在辊10之间压实而获得的，从而获得条，然后将条在破碎机11中破碎。将粉末在混合器8中混合，该混合器由设有叶片的罐构成，以促进均匀性。然后混合物经由料斗9进入造粒设备。此机器包括两个辊10，材料通过这两个辊。向这些辊10施加压力，这使得可以压缩该材料。在出口处，获得压缩材料条，然后将压缩材料条破碎以获得微粒。然后将这些微粒在筛子13中筛分至期望的粒径。重要的参数是施加在辊上的压力。此压力越高，条以及因此微粒将被压缩越大。因此，可以将条的密度以及因此将微粒的密度改变到理论密度的55％到95％之间，钛和碳的化学计量混合物的理论密度为3.75g/cm³。然后，表观密度(考虑到孔隙率)在2.06g/cm³到3.56g/cm³之间。

条的压实程度取决于施加在辊(直径为200mm，宽度为30mm)上的压力(单位为Pa)。对于10⁶Pa量级的低压实程度，在条上获得理论密度的55％量级的密度。在通过辊10以压缩此材料后，微粒的表观密度为3.75×0.55g/cm³、或2.06g/cm³。

对于25.10⁶Pa量级的高压实程度，在条上获得理论密度的90％的密度，即3.38g/cm³的表观密度。在实践中，可以最高达到理论密度的95％。

因此，从Ti+C原料获得的微粒是多孔的。此孔隙率从非常高度压缩的微粒的5％到轻微压缩的微粒的45％变化。

除压实程度外，还可以在破碎这些条和筛分Ti+C微粒的操作期间调整微粒的粒径分布及它们的形状。不利的粒径部分根据意愿回收(参见图3b)。总体而言，获得的微粒的尺寸在1mm到12mm之间，优选地在1mm到6mm之间，特别优选地在1.4mm到4mm之间。

在根据本发明的复合齿中产生增强件区域

如上所述产生微粒。为了获得平坦的截头圆锥形类型的或金字塔形类型的、优选地被截短为具有矩形或方形基部的三维结构、或者具有这些微粒的上部结构/宏微结构，微粒放置在插入件模具7中，并且这些微粒通过粘合剂或通过任何其他方式(比如在浇铸期间将至少部分熔化的穿孔金属容器)团聚在插入件模具中。插入件模具可以是例如弹性体模具，使得可以赋予插入件5期望的最终形状。中空截头圆锥形的或不是中空截头圆锥形的插入件布置在浇铸模具中使得不与齿的远端表面齐平。在此距离最小的位置(即齿的最易磨损的远端)处，始终要注意在插入件的端部与浇铸该齿后获得的外表面之间保持几毫米的空间。该距离也将根据齿的尺寸而变化。该距离应为至少1mm，优选地至少2mm或3mm，特别优选地为至少4mm或5mm。

Ti+C微粒堆积体的体密度是根据ISO 697标准测量的，并且取决于条的压实程度、微粒的粒径分布以及条的破碎方法，该方法影响微粒的形状。

取决于这些微粒的压实程度和堆积体的密度，这些Ti+C微粒的体密度通常为0.9g/cm³到2.5g/cm³的量级。

因此，在反应之前，存在由钛粉和碳粉的混合物构成的多孔微粒的团聚物，形成平坦的截头圆锥形插入件或具有矩形或方形基部的被截短的插入件，该插入件可以是实心的或至少部分中空的。

然后将插入件放置在齿的模具15中，放置在模具的期望增强该部件的区域中。如图7至图10所展示地放置插入件，使得一旦形成该齿，该插入件不与该齿的表面齐平。然后将用于形成该齿的金属倒入模具15中。

在Ti+C→TiC反应期间，从试剂到产品时，发生24％量级的体积收缩(收缩是由于试剂和产品之间的密度差引起的)。因此，Ti+C混合物的理论密度为3.75g/cm³，并且TiC的理论密度为4.93g/cm³。在最终产品中，在进行反应获得TiC后，浇铸金属将渗入到以下中：

-具有高浓度碳化钛的空间中存在的微观孔隙，取决于这些微粒的初始压实程度；

-具有高浓度碳化钛的区域之间的毫米空间，取决于微粒的初始堆积体(体密度)；

-在Ti+C之间进行反应而获得TiC期间由于体积收缩而产生的孔隙率；

-可能还有插入件的中空中央空间，如果插入件最初是中空的话。

实施例

在以下实施例中，我们使用了以下原材料：

-钛，世泰科公司(H.C.STARCK)的Amperit 155.066，小于200目，

-碳石墨，GK Kropfmuhl公司的UF4，>99.5％，小于15μm，

-Fe，形式为HSS M2钢，小于25μm，

-比例：

-Ti+C 100g的Ti-24.5g的C

-Ti+C+Fe 100g的Ti-24.5g的C-35.2g的Fe

在氩气下在Lindor混合器中混合15分钟。

用Sahut-Conreur造粒机进行造粒。

对于Ti+C+Fe和Ti+C混合物，通过将辊之间的压力从10到250.10⁵Pa变化，获得微粒的压实。

插入件是通过将Ti+C微粒限制在穿孔金属容器(薄的穿孔片)中产生的，然后将穿孔金属容器小心地放置在齿的浇铸模具中距模具的表面几毫米，即放置在可能增强该齿的位置。然后，将钢或铸铁倒入此模具中，并且穿孔容器熔化，从而空出供浇铸金属渗入的空间。

实施例1

在此实施例中，将粉末状的铁合金添加到碳钛混合物中，以减弱碳和钛之间的反应强度。目的是产生齿，其中增强区域占TiC大约30％的总体积百分比。为此目的，通过压实至15％重量C、63％重量Ti和22％重量Fe的混合物的理论密度的85％来产生条。破碎后，将微粒筛选以获得在1.4mm到4mm之间的微粒尺寸。获得2g/cm³量级的体积密度(微粒之间的空间的45％+微粒中孔隙率的15％)。将微粒放置在容器中，该容器因此在捣实和/或振动之后包括60％体积的多孔微粒，考虑到了产生的穿孔。在反应后，在增强部分中获得了具有大约55％高浓度的球形碳化钛的60体积％的区域，即在齿的增强宏观微观结构中碳化钛的总体积为33％。

下表示出了许多可能的组合。

表1在齿的增强部分中的Ti+0.98C+Fe反应后，在增强宏微结构中获得的TiC的总百分比。

为了获得增强部分中约体积25％的总TiC浓度(表中的粗体字符)，可以使用不同的组合，例如60％压实和80％填充，或65％压实和75％填充，或70％压实和70％填充，或者另外85％压实和55％填充。

表2考虑到铁的存在，在微粒中反应后获得的压实程度、理论密度和TiC百分比之间的关系

表3微粒堆积体的体密度(Ti+C+Fe)

(*)体密度(1.5)＝理论密度(4.25)×0.65(填充)×0.55(压实)

根据本发明的齿的优点

插入件的抗裂纹和抗断裂性更好

本发明使得可以减少在齿的制造期间以及使用时齿的开裂现象。

在齿的制造期间，特别是通过中空截头圆锥体或中空截短的金字塔形(这使得可以总体降低部件中的陶瓷浓度)降低了废品率。陶瓷过多可能导致开裂和/或渗入缺陷。

另一方面，由于本发明的插入件，齿在使用中的磨损减少了。确实，当插入件的表面没有立即暴露时，陶瓷的开裂减少。因此减少了可能削弱在使用中受力的齿的断裂引发因素。

此外，裂纹通常起源于最脆的位置，在这种情况下，最脆的位置是TiC颗粒或在此颗粒与渗入金属合金之间的界面。如果裂纹起源于界面或微米TiC颗粒，则此裂纹的蔓延受到包围此颗粒的渗入合金的阻碍。渗入合金的韧性大于陶瓷TiC颗粒的韧性。裂纹需要更多的能量从一个颗粒传递到另一颗粒，从而穿越颗粒之间存在的微米空间。

应用参数的最大柔性

除了微粒的压实程度，当插入件为中空时，截头圆锥形或金字塔形插入件的壁厚和形状也可以变化。

在制造根据本发明的齿期间对裂纹的低敏感性

TiC增强件的膨胀系数低于铁合金基体的膨胀系数(TiC的膨胀系数：7.5×10^-6/K，铁合金的膨胀系数：大约12.0×10^-6/K)。膨胀系数的这种差异导致在凝固阶段期间以及还有在热处理期间在材料中产生应力。如果这些应力过大，则可能在部件中出现裂纹并导致将部件丢弃。在本发明中，插入件中的凹部使得可以减小TiC增强件的比例(在增强的宏微结构中小于45％体积)，这减小了部件中的应力。另外，在低浓度和高浓度的交替区域中的微米球形TiC颗粒之间存在更具延展性的基体使得可以更好地处理局部应力。

增强件在齿中的出色保留

在本发明中，归因于中空截头圆锥形和金字塔形插入件，由于在插入件和非增强部分之间存在金属基体的连续性，因此插入件与齿的非增强部分之间的界限不是突然的，这样可以防止插入件从齿完全脱离。

降低成本并提高齿形成速度

中空截头圆锥形或金字塔形插入件的体积较小还使得可以减少TiC的总量，同样降低部件成本。

中空还允许在浇铸期间更快地“填充”插入件。

测试结果

例如，根据本发明的齿相对于以上在图1b中描述的本发明的复合齿的优点是在300％量级的测试台上的弯曲测试期间抗破裂性得到提高。更详细地并且取决于测试条件，与具有如图1a所展示的增强件的相同齿相比，对于根据本发明制造的产品(如图8所展示的增强件，包括33％示例的总TiC体积百分比-1)，可以观察到以下性能(以kN表示，其代表断裂前的最大负载):2.8倍。

Claims (16)

1.一种用于对地面或岩石进行作业的复合齿，所述齿包括至少部分地通过插入件(5)增强的铁合金，通过该插入件(5)增强的所述部分允许在原位反应后获得集中有碳化钛微米球形颗粒(4)的毫米区域(1)被基本上没有碳化钛微米球形颗粒(4)的毫米区域(2)隔开的宏微观交替结构，集中有碳化钛微米球形颗粒(4)的所述区域形成微观结构，在该微观结构中，所述球形颗粒(4)之间的微米间隙(3)也被所述铁合金填充，并且其特征在于由该插入件(5)产生的所述宏微观交替结构距所述齿的远端表面至少2mm，并且在于该插入件(5)为中空圆锥体的形式。

2.根据权利要求1所述的齿，其特征在于，由该插入件(5)产生的所述宏微观交替结构距所述齿的远端表面至少3mm。

3.根据权利要求1所述的齿，其特征在于，该插入件(5)具有平坦的截头圆锥形形状。

4.根据前述权利要求中任一项所述的齿，其中，所述集中有碳化钛微米球形颗粒(4)的毫米区域的碳化钛微米球形颗粒(4)的浓度大于35％体积。

5.根据权利要求1所述的齿，其中，通过该插入件(5)增强的所述部分的总碳化钛含量在25％到45％体积之间。

6.根据权利要求1所述的齿，其中，这些碳化钛微米球形颗粒(4)的尺寸小于50μm。

7.根据权利要求1所述的齿，其中，这些碳化钛微米球形颗粒(4)的尺寸小于20μm。

8.根据权利要求1所述的齿，其中，集中有碳化钛球形颗粒的所述区域(1)包括36.9％到72.2％体积的碳化钛。

9.根据权利要求1所述的齿，其中，集中有碳化钛的所述区域(1)的尺寸在0.5mm到12mm变化。

10.根据权利要求1所述的齿，其中，集中有碳化钛的所述区域(1)的尺寸在0.5mm到6mm变化。

11.根据权利要求1所述的齿，其中，集中有碳化钛的所述区域(1)的尺寸在1.4mm到4mm变化。

12.一种通过浇铸制造根据权利要求1至11中任一项所述的复合齿的方法，该方法包括以下步骤：

-提供插入件，该插入件是包括碳化钛的碳和钛前体的压实粉末的混合物的毫米微粒的形式，

-将该插入件(5)引入到该齿的模具(15)中，使得所述插入件(5)保持距该齿的远端表面几毫米；

-将铁合金浇铸到该模具(15)中，所述浇铸的热触发所述前体微粒内的碳化钛的放热自蔓延高温合成(SHS)反应；

-在该齿的插入件(5)中形成在所述前体微粒的位置处集中有碳化钛微米球形颗粒(4)的毫米区域(1)的宏微观交替结构，所述区域被基本上没有碳化钛微米球形颗粒(4)的毫米区域(2)彼此隔开，在所述宏微观交替结构中，所述球形颗粒(4)也在集中有碳化钛的所述毫米区域(1)内被隔开微米间隙(3)；

-在形成碳化钛微米球形颗粒(4)之后，通过高温铁合金渗入这些基本上没有碳化钛微米球形颗粒(4)的毫米区域(2)、这些微米间隙(3)。

13.根据权利要求12所述的制造方法，其中，该插入件(5)具有平坦的截头圆锥形形状。

14.根据权利要求12至13中任一项所述的制造方法，其中，钛和碳的压实粉末的混合物包括铁合金粉末。

15.根据权利要求12至13中任一项所述的制造方法，其中，所述碳是石墨。

16.根据权利要求12至13中任一项所述的制造方法，其中该插入件是通过模制或封闭来生产。

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