EA032732B1 - Износостойкий материал и система и способ создания износостойкого материала - Google Patents

Износостойкий материал и система и способ создания износостойкого материала Download PDF

Info

Publication number
EA032732B1
EA032732B1 EA201400851A EA201400851A EA032732B1 EA 032732 B1 EA032732 B1 EA 032732B1 EA 201400851 A EA201400851 A EA 201400851A EA 201400851 A EA201400851 A EA 201400851A EA 032732 B1 EA032732 B1 EA 032732B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
matrix material
substrate
wear
impregnation
mold
Prior art date
Application number
EA201400851A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201400851A1 (ru
Inventor
Сринивасарао Боддапати
Original Assignee
Эско Груп Ллк
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эско Груп Ллк filed Critical Эско Груп Ллк
Publication of EA201400851A1 publication Critical patent/EA201400851A1/ru
Publication of EA032732B1 publication Critical patent/EA032732B1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/08—Casting in, on, or around objects which form part of the product for building-up linings or coverings, e.g. of anti-frictional metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D23/00—Casting processes not provided for in groups B22D1/00 - B22D21/00
    • B22D23/06—Melting-down metal, e.g. metal particles, in the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/16—Layered products comprising a layer of metal next to a particulate layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/28—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer comprising a deformed thin sheet, i.e. the layer having its entire thickness deformed out of the plane, e.g. corrugated, crumpled
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/16—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer formed of particles, e.g. chips, powder or granules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10—Alloys containing non-metals
    • C22C1/1036—Alloys containing non-metals starting from a melt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
    • C22C33/0264—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements the maximum content of each alloying element not exceeding 5%
    • C22C33/0271—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements the maximum content of each alloying element not exceeding 5% with only C, Mn, Si, P, S, As as alloying elements, e.g. carbon steel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/04—Cast-iron alloys containing spheroidal graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/06—Cast-iron alloys containing chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/06—Cast-iron alloys containing chromium
    • C22C37/08—Cast-iron alloys containing chromium with nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/10—Cast-iron alloys containing aluminium or silicon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/025—Particulate layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10—Inorganic particles
    • B32B2264/107—Ceramic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/554—Wear resistance
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12014—All metal or with adjacent metals having metal particles
    • Y10T428/12028—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, etc.]
    • Y10T428/12042—Porous component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12389—All metal or with adjacent metals having variation in thickness
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12389—All metal or with adjacent metals having variation in thickness
    • Y10T428/12403—Longitudinally smooth and symmetrical
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12479—Porous [e.g., foamed, spongy, cracked, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24479—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including variation in thickness
    • Y10T428/24521—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including variation in thickness with component conforming to contour of nonplanar surface
    • Y10T428/24537—Parallel ribs and/or grooves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24479—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including variation in thickness
    • Y10T428/24521—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including variation in thickness with component conforming to contour of nonplanar surface
    • Y10T428/24545—Containing metal or metal compound
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • Y10T428/2495—Thickness [relative or absolute]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y10T428/249967—Inorganic matrix in void-containing component
    • Y10T428/24997—Of metal-containing material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

Система и способ для формирования износостойкого композиционного материала включает в себя размещение пористого износостойкого материала наполнителя в полости литейной формы и пропитку материала наполнителя матричным материалом путём нагрева до температуры, достаточной для расплавления матричного материала, затем охлаждение блока для образования износостойкого композиционного материала. Система и способ могут быть использованы для формирования износостойкого композиционного материала на поверхности подложки, такой как деталь для землеройного оборудования или другая механическая деталь. Подходящим матричным материалом может быть любой из разнообразных сплавов высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Description

Данная патентная заявка испрашивает приоритет и преимущество относительно предварительной патентной заявки США № 61/593091, зарегистрированной 31 января 2012 г., которая включена полностью в настоящий документ путём ссылки и составляет его часть.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение в общем случае относится к системам и способам для создания износостойкого материала, а более конкретно к системам и способам, которые используют методы пропитки для формирования износостойкого материала и присоединения этого материала к подложке с помощью пайки, а также к продукту этих системы и способа.
Уровень техники, предшествующий изобретению
Различные типы землеройного оборудования имеют режущие наконечники, режущие кромки, поверхности и другие части, которые подвергаются повторяющимся ударам и механическим напряжениям, что может привести в результате к износу или поломке таких частей. Соответственно материалы, имеющие высокую твёрдость и износостойкость в сочетании с хорошей прочностью, являются желательными для таких применений. Материалы с высокой твёрдостью и износостойкостью могут быть полезны также в других применениях, включая применения, в которых приходится сталкиваться с аналогичными проблемами.
Один распространённый метод для производства износостойких деталей заключается в отливке детали путём заливки расплавленного металла (например, литейного чугуна) вокруг твёрдого, износостойкого материала, помещённого в литейную форму, для прикрепления износостойкого материала к отлитой металлической детали и создания износостойкого композита. Крупнейший недостаток этого способа заключается в том, что подложка, на которую крепится износостойкий материал с помощью этого способа, ограничена материалами, которые пригодны для литья. Кроме того, износостойкий материал в общем случае ограничен объёмной долей в диапазоне 5-50% и ограничен частицами, превышающими 50 мкм, и детали в общем случае ограничены толщиной менее 6,25 мм (0,250 дюйма). Кроме того, этот способ требует перегрева расплавленного сплава до около от 200 до 400°C, что ведёт к значительному растворению частиц углерода и тем самым ухудшает свойства полученного в результате композита. Кроме того, из-за того, что такое литьё осуществляется в воздухе, существует возможность окисления как твёрдых частиц, так и матричного (связующего) металла, и оксиды могут оказаться заключёнными в композите и ухудшать свойства износостойкости и механические характеристики.
Другой распространённый метод для производства износостойких деталей заключается в пропитке (проникновении) сплавов на основе никеля, сплавов на основе меди и/или чугуна в пористую массу частиц как чистого карбида вольфрама, так и цементированного карбида. Однако сплавы на основе никеля и меди являются дорогостоящими, а литейный чугун не имеет прочности, которая является удовлетворительной для всех применений. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом представляет собой намного более экономичный материал, который пригоден для литья и имеет хорошее сопротивление на излом. Однако условия, применяемые для этих методов, являются непригодными для пропитки высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Кроме того, температуры пропитки, используемые в этих методах, являются настолько высокими, что происходит значительная деградация твёрдых частиц. В случае пропитки литейного чугуна в сферические литые карбиды с использованием этих методов исходные частицы карбида могут полностью разрушаться. В результате металлургического взаимодействия расплавленных связующих металлов с твёрдыми частицами карбида размер частиц для таких методов должен, как правило, поддерживаться более 1,14 мм (0,045 дюйма), так чтобы даже после реакции всё ещё существовала относительно значительная доля оставшихся твёрдых частиц для обеспечения износостойкости.
Соответственно, хотя определённые существующие продукты и способы обеспечивают ряд преимущественных особенностей, они, тем не менее, имеют определённые ограничения. Данное изобретение направлено на поиск путей преодоления определённых из этих ограничений и других недостатков уровня техники, предшествующего данному изобретению, и обеспечения новых характерных особенностей, не имевшихся ранее.
Краткое раскрытие изобретения
Далее представлено общее описание аспектов данного изобретения, для того чтобы обеспечить базовое понимание изобретения. Это краткое описание не является всеобъемлющим обзором данного изобретения. Оно не призвано определить ключевые или критические элементы данного изобретения или ограничить объём изобретения. Следующее краткое описание просто представляет некоторые принципы данного изобретения в общем виде в качестве прелюдии к более подробному описанию, представленному ниже.
Аспекты данного изобретения относятся к способу, предназначенному для использования при изготовлении износостойкого композитного покрытия на подложке. Литейную форму располагают вблизи поверхности подложки, так чтобы поверхность находилась во взаимодействии с полостью литейной формы, и пористый износостойкий материал помещают внутри полости, в непосредственной близости к поверхности. Металлический матричный (связующий) материал затем приводят в сообщение с полостью, и литейную форму и матричный материал нагревают до температуры выше точки плавления мат
- 1 032732 ричного материала. Температуру поддерживают выше точки плавления в течение времени, достаточного для того, чтобы матричный материал пропитал износостойкий материал в расплавленном виде и вошёл в контакт с поверхностью подложки. После этого литейную форму и матричный материал охлаждают для отверждения матричного материала и образования износостойкого композитного покрытия, которое включает в себя износостойкий материал, внедрённый в матричный материал на поверхности подложки. Матричный материал может представлять собой высокопрочный чугун с шаровидным графитом в одном варианте осуществления данного изобретения, и высокопрочный чугун с шаровидным графитом может иметь состав, который включает в весовых процентах около 3,0-4,0% углерода, около 1,8-2,8% кремния, около 0,1-1,0% марганца, около 0,01-0,03% серы и около 0,01-0,1% фосфора, остальные составляющие представляют собой железо и случайные элементы и загрязнения. Понятно, что другие элементы и добавки могут быть включены в чугун с шаровидным графитом, такие как никель (вплоть до 37 вес.%), хром (вплоть до 5,5 вес.%) и/или кремний (вплоть до 5,5 вес.%).
Согласно одному аспекту данного изобретения износостойкий материал может включать один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из карбидов, нитридов, боридов, силицидов, интерметаллических соединений переходных металлов и их комбинаций. Примеры карбидов, которые могут использоваться, включают WC, TiC, SiC, Cr3C2, VC, ZrC, NbC, TaC, (W,Ti)C, B4C и Mo2C и их комбинации. Примеры нитридов, которые могут использоваться, включают TiN, BN, Si3N4, ZrN, VN, TaN, NbN, HfN, CrN, MoN и WN и их комбинации. Примеры боридов, которые могут использоваться, включают борид титана, борид хрома, борид вольфрама, борид никеля, борид циркония, борид гафния, борид тантала, борид ниобия, борид ванадия, борид молибдена, борид кремния, борид алюминия и другие бориды переходных металлов и их комбинации. Примеры силицидов, которые могут использоваться, включают силициды переходных металлов. Износостойкий материал может, кроме того, иметь смачивающе-совместимое покрытие.
Согласно ещё одному аспекту данного изобретения композитное покрытие может быть сформировано на множестве поверхностей подложки или может быть сформировано только на части поверхности подложки.
Согласно ещё одному аспекту данного изобретения пористый износостойкий материал может быть в виде материала, состоящего из несвязанных между собой частиц, или в виде пористой заготовки (преформы), изготовленной из состоящего из частиц материала (зернистого материала), взаимосвязанного (склеенного) для образования пористой заготовки. Состоящий из частиц материал в заготовке может быть взаимосвязан несколькими различными способами, такими как путём спекания или с помощью полимерного материала. Если полимерный материал используется для связывания, этот материал может быть выбран таким образом, чтобы температура пайки была достаточной для удаления полимерного материала из зернистого материала во время нагрева.
Согласно ещё одному аспекту данного изобретения литейная форма может быть в виде или включать в себя оболочку из листового металла, присоединённую к подложке для образования полости. Оболочка может иметь отверстие, проходящее наружу оболочки, и пористый износостойкий материал можно помещать внутрь полости путём введения через это отверстие. Такая оболочка может иметь толщину стенки, значительно меньшую, чем толщина подложки, и может быть приварена к наружной поверхности подложки.
Согласно ещё одному аспекту данного изобретения нагрев выполняют внутри камеры печи и камеру вакуумируют (например, от 0,0001 торр (13,3 кПа), или 0,001 торр (133,3 кПа) до 0,010 торр (1333,2 кПа), или даже более низкого давления) перед тем, как температура достигнет температуры плавления матричного материала. Инертный газ может быть введён в камеру после того, как матричный материал расплавится. Альтернативно расплавление может осуществляться в присутствии инертного газа, например, путём введения газообразного аргона в камеру перед тем, как матричный материала расплавится. В этом варианте осуществления данного изобретения литейная форма имеет проницаемую часть, находящуюся в контакте с пористым износостойким материалом, чтобы позволить оставшемуся газу удалиться из проницаемой части во время пропитки.
Согласно дополнительному аспекту данного изобретения матричный материал может быть расположен, по меньшей мере, частично сбоку или горизонтально относительно износостойкого материала, и способ может дополнительно включать в себя размещение вытесняющей среды (например, текучей среды, такой как керамические шарики) рядом с материалом матрицы и напротив износостойкого материала. Вытесняющая среда поддерживает расплавленный матричный материал и вытесняет расплавленный матричный материал, когда расплавленный матричный материал пропитывает износостойкий материал. Барьер может быть дополнительно размещён между вытесняющей средой и матричным материалом, чтобы препятствовать проникновению расплавленного связующего материала в вытесняющую среду. Один пример боковой (латеральной) пропитки - это когда подложка представляет собой трубчатую конструкцию, так что расплавленный матричный материал проникает сбоку в направлении наружу для образования композитного покрытия на внутренней поверхности трубчатой конструкции. В этой конфигурации вытесняющую среду помещают в центре трубчатой конструкции, и она вытесняется наружу, когда расплавленный матричный материал пропитывает износостойкий материал.
- 2 032732
Дополнительные аспекты данного изобретения относятся к системе, предназначенной для использования при изготовлении износостойкого композитного покрытия на поверхности подложки. Эта система может включать в себя литейную форму, размещенную вблизи поверхности подложки, так чтобы поверхность находилась во взаимодействии с полостью литейной формы, пористый износостойкий материал внутри полости в непосредственной близости к поверхности, и металлический матричный материал во взаимодействии с полостью. Система может быть использована в связи со способом согласно аспектам, описанным выше, таким как нагрев литейной формы и матричного материала до температуры выше точки плавления матричного материала и удержание этой температуры в течение времени, достаточного для пропитки матричным материалом износостойкого материала в расплавленном виде и приведения в контакт матричного материала с поверхностью подложки, и затем охлаждение литейной формы и матричного материала для отверждения матричного материала и образования износостойкого композитного покрытия на поверхности подложки. Как описано выше, матричный материал может представлять собой высокопрочный чугун с шаровидным графитом.
Согласно одному аспекту данного изобретения износостойкий материал может включать один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из карбидов, нитридов, боридов, силицидов, интерметаллических соединений переходных металлов и их комбинаций, включая материалы, описанные выше.
Согласно ещё одному аспекту изобретения пористый износостойкий материал может быть в виде материала, состоящего из несвязанных частиц, или в виде пористой заготовки, изготовленной из состоящего из частиц материал, взаимосвязанного для образования пористой заготовки, как описано выше.
Дополнительные аспекты данного изобретения относятся к изделию промышленного изготовления, которое может быть изготовлено согласно системам и/или способу, реализованным согласно аспектам, описанным выше, или с помощью других систем и/или способов. Изделие включает в себя металлическую подложку, имеющую поверхность с износостойким композитным покрытием, прикреплённым к поверхности. Износостойкое композитное покрытие включает в себя износостойкий материал, состоящий из частиц (зернистый материал), а также металлический матричный материал, связывающий износостойкий материал, состоящий из частиц. Это покрытие может представлять собой непрерывное покрытие. Матричный материал, кроме того, прикреплён к поверхности подложки для прикрепления износостойкого композитного покрытия к подложке. Металлический матричный материал может представлять собой высокопрочный чугун с шаровидным графитом, который может иметь состав, описанный выше. Способ может применяться для изготовления покрытий, имеющих толщину по меньшей мере 0,005 дюйма (0.127 мм) и, как правило, более 0,040 дюйма (1,016 мм). Способ может достигать глубины пропитки до 6 дюймов (152 мм) или более или до 7,5 дюймов (190,5 мм) или более в некоторых вариантах осуществления данного изобретения и может следовательно использоваться для изготовления покрытий, имеющих большую толщину, чем сама подложка, такую как до 6 дюймов (152 мм) или более, до 7,5 дюймов (190,5 мм) или более, или даже большие толщины в различных вариантах осуществления данного изобретения.
Согласно одному аспекту данного изобретения износостойкий материал может включать один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из карбидов, нитридов, боридов, силицидов, интерметаллических соединений переходных металлов и их комбинаций, включая примеры, описанные выше.
Согласно ещё одному аспекту данного изобретения подложка имеет множество выступов, присоединённых к поверхности и проходящих наружу от поверхности. Эти выступы внедрены внутрь износостойкого композитного покрытия. В качестве одного примера выступы могут представлять собой множество рёбер или пластинчатых элементов, симметрично распределённых на наружной поверхности подложки.
Согласно ещё одному аспекту данного изобретения изделие может представлять собой сменный изнашиваемый элемент для оборудования для землеройных работ, горно-шахтного или другого землеройно-транспортного оборудования, и подложка может быть образована рабочей частью сменного изнашиваемого элемента, таким образом, что композитное покрытие покрывает рабочую часть.
Прочие характерные особенности и преимущества данного изобретения будут очевидны из последующего описания, рассматриваемого в сочетании с прилагаемыми чертежами.
Краткое описание чертежей
Чтобы обеспечить более полное понимание данного изобретения, оно будет теперь описано путём примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 является схематической иллюстрацией, показывающей пример вертикальной пропитки сверху для формирования износостойкого композиционного материала согласно одному варианту осуществления данного изобретения;
фиг. 2 - схематической иллюстрацией, показывающей пример вертикальной пропитки снизу для формирования износостойкого композиционного материала согласно одному варианту осуществления данного изобретения;
фиг. 3 - схематической иллюстрацией, показывающей пример горизонтальной пропитки для фор
- 3 032732 мирования износостойкого композиционного материала согласно одному варианту осуществления данного изобретения;
фиг. 4 - схематической иллюстрацией, показывающей один вариант реализации системы и способа формирования износостойкого композиционного материала на подложке, используя вертикальную пропитку, перед пропиткой согласно аспектам данного изобретения;
фиг. 5 - схематической иллюстрацией, показывающей подложку, имеющую износостойкий композиционный материал, сформированный на ней, используя способ, показанный на фиг. 4, после пропитки согласно аспектам данного изобретения;
фиг. 6 - схематической иллюстрацией, показывающей другой вариант реализации системы и способа формирования износостойкого композиционного материала на подложке, используя пропитку наружу, перед пропиткой согласно аспектам данного изобретения;
фиг. 7 - схематической иллюстрацией, показывающей поперечный разрез системы, изображённой на фиг. 6;
фиг. 8 - схематической иллюстрацией, показывающей ещё один вариант реализации системы и способа формирования износостойкого композиционного материала на подложке, используя вертикальную и горизонтальную пропитку наружу, перед пропиткой согласно аспектам данного изобретения;
фиг. 9 - схематической иллюстрацией, показывающей ещё один вариант реализации системы и способа формирования износостойкого композиционного материала на подложке, используя вертикальную и горизонтальную пропитку, перед пропиткой согласно аспектам данного изобретения;
на фиг. 10 приведена микрофотография, иллюстрирующая пример сферических литых частиц карбида вольфрама в матрице из чугуна с шаровидным графитом, изготовленного с помощью способа согласно данному изобретению.
на фиг. 11 - микрофотография, иллюстрирующая границу раздела между сферическим литым карбидом вольфрама/композитом на основе высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и избыточным высокопрочным чугуном, оставшимся после процесса пропитки, использующего способ согласно данному изобретению;
фиг. 12 является схематической иллюстрацией, показывающей ещё один вариант реализации подложки, имеющей износостойкий композиционный материал, сформированный на ней, используя способ пропитки согласно аспектам данного изобретения;
фиг. 13 - схематической иллюстрацией, показывающей пример системы и способа для пропитки пористого износостойкого материала материалом припоя в печи при условиях вакуума, согласно ещё одному варианту осуществления данного изобретения;
фиг. 14 - схематической иллюстрацией, показывающей пример системы и способа для пропитки пористого износостойкого материала материалом припоя в печи при условиях вакуума до расплавления материала припоя, согласно одному варианту осуществления данного изобретения;
фиг. 15 - схематической иллюстрацией системы и способа, изображённых на фиг. 14, с парциальным давлением Ar, введённого в печь после расплавления материала припоя;
фиг. 16 - схематической иллюстрацией, показывающей пример системы и способа для пропитки пористого износостойкого материала материалом припоя в печи при условиях парциального давления Ar, согласно ещё одному варианту осуществления данного изобретения;
на фиг. 17 дан вид в перспективе ещё одного варианта реализации подложки, предназначенной для использования согласно аспектам данного изобретения, в виде режущего наконечника для землеройного или горно-шахтного оборудования;
на фиг. 18 - вид в разрезе подложки, изображённой на фиг. 17, имеющей износостойкий композиционный материал, сформированный на её наружной поверхности;
на фиг. 19 - вид в перспективе одного варианта реализации оболочки, предназначенной для использования в качестве литейной формы для изготовления износостойкого композиционного материала, согласно аспектам данного изобретения;
на фиг. 20 - вид в разрезе оболочки, изображённой на фиг. 19, связанной с одним вариантом реализации подложки в виде режущего наконечника для землеройного или горно-шахтного оборудования, предназначенной для использования при изготовлении износостойкого композиционного материала, согласно аспектам данного изобретения.
Подробное раскрытие изобретения
Хотя изобретение допускает его реализацию во многих различных видах, на чертежах изображены и будут теперь описаны подробно предпочтительные варианты осуществления данного изобретения с пониманием того, что настоящее описание должно рассматриваться в качестве примера принципов данного изобретения и не призвано ограничить широкие аспекты изобретения проиллюстрированными и описанными вариантами его осуществления.
В общем случае аспекты данного изобретения относятся к системам и способам изготовления износостойкого композиционного материала, которые включают в себя помещение пористого материала наполнителя в полость литейной формы и пропитку материала наполнителя матричным (связующим) материалом путём нагрева до температуры, достаточной для расплавления матричного материала, с после
- 4 032732 дующим охлаждением блока для формирования износостойкого композиционного материала. Полученный в результате композиционный материал включает в себя матричный материал, перемешанный с материалом наполнителя и прикреплённый к материалу наполнителя, в котором матричный материал прикрепляет композит к подложке и также может связывать материал наполнителя. Система и способ могут использоваться для формирования износостойкого композиционного материала на поверхности подложки, такой как деталь для горно-шахтного оборудования, оборудования для копания грунта или другого землеройного оборудования, или другой механической части. Понятно, что поверхность подложки, описанная здесь, может включать множество различных поверхностей и не подразумевает какого-либо конкретного контура для такой поверхности (поверхностей), если только это не указано явным образом. Подложка может представлять собой любой материал с температурой плавления, которая пригодна для процесса пропитки, например имеющий температуру плавления, которая выше температуры плавления матричного материала. Примеры таких подложек включают литые, обработанные методом пластической деформации и изготовленные методом порошковой металлургии металлические материалы, а также керамические материалы и материалы на основе керамики, такие как металлизированные керамические материалы. В одном варианте осуществления данного изобретения подложка может представлять собой углеродистую сталь, легированную сталь, нержавеющую сталь или инструментальную сталь. Система и способ могут альтернативно применяться для формирования износостойкого композиционного материала в виде отдельного изделия.
В одном варианте осуществления данного изобретения способ использует высокопрочный чугун с шаровидным графитом в качестве матричного материала и производит плотный, твёрдый и прочный композит с отличной износостойкостью и прочностью. Кроме того, высокопрочный чугун с шаровидным графитом имеет температуру плавления, которая является достаточно низкой для обеспечения расплавления без чрезмерного нагрева. Все типы/сорта чугуна с шаровидным графитом могут быть применимы в соответствии с данным изобретением, включая любой чугун с шаровидным графитом, который находится в рамках, определённых стандартом ASTM (Американского общества по испытанию материалов) А536-84 (повторно утверждённым, 2004 г.), который включён в данный документ путём ссылки. В одном варианте осуществления данного изобретения матричный материал из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом может иметь состав, выраженный в весовых процентах, содержащий около 3,0-4,0% углерода, около 1,8-2,8% кремния, около 0,1-1,0% марганца, около 0,01-0,03% серы и около 0,01-0,1% фосфора, с остальными составляющими, включающими железо и случайные элементы и загрязнения. Используемый здесь термин около означает отклонение +/-10% от указанных номинальных значений (например, конечных величин диапазонов состава). В другом варианте осуществления данного изобретения состав может не включать это отклонение. В ещё одном варианте осуществления данного изобретения вышеупомянутый состав может включать дополнительные легирующие добавки, такие как добавки Ni, Cr и/или Si, для улучшения коррозионной стойкости, износостойкости и/или высокотемпературных свойств матричного материала. К примеру, Ni может быть добавлен в количествах до 37 вес.%, Cr может быть добавлен в количествах до 5,5 вес.% и/или Si может быть добавлен в количествах до около 5,5 вес.% в различных вариантах осуществления данного изобретения. Сплав высокопрочного чугуна с шаровидным графитом может включать и дополнительные легирующие добавки в других вариантах осуществления данного изобретения, включая легирующие добавки, которые могут улучшить эксплуатационные характеристики. Сплавы чугуна с шаровидным графитом с такими легирующими добавками известны как высоколегированные высокопрочные чугуны и в общем случае попадают в объёмы стандартов ASTM A439 и А571, которые также включены в настоящий документ путём ссылки. Такие сплавы могут также применяться в соответствии с вариантами реализации системы и способа, описанными здесь. В других вариантах осуществления изобретения любые легирующие добавки могут использоваться для получения различных свойств и/или микроструктур, при условии, что они не влияют негативно на свойства или микроструктуры чрезмерным образом, таким как значительное увеличение температуры пропитки и/или ухудшение свойств матрицы или полученного в результате износостойкого материала. Способ может применяться для создания композита с металлическим матричным материалом, отличным от чугуна с шаровидным графитом, в альтернативном варианте осуществления данного изобретения.
Матричный материал может быть обеспечен в разнообразных видах. К примеру, в одном варианте осуществления данного изобретения матричный материал может быть обеспечен в монолитном виде, таком как один или несколько блоков, брусков и т.п. В ещё одном варианте осуществления данного изобретения матричный материал может быть обеспечен в виде частиц, таких как порошок, волокна, нитевидные кристаллы и т.д. В ещё одном варианте осуществления данного изобретения матричный материал может быть обеспечен в пористой форме. Матричный материал может быть обеспечен в комбинации таких форм в дополнительных вариантах осуществления данного изобретения.
Разнообразные твёрдые и износостойкие материалы могут применяться в качестве материала наполнителя в связи с различными вариантами осуществления данного изобретения, включая карбиды, нитриды, бориды и силициды, а также другие твёрдые и износостойкие материалы и смеси таких материалов, включая другие типы керамических материалов. Такие материалы могут быть обеспечены в первоначальной форме и/или с подходящими покрытиями, которые обеспечивают смачивающую совмести
- 5 032732 мость. К примеру, в том случае, если частицы износостойкого материала не являются совместимыми по смачиванию с матричным материалом, частицы износостойкого материала могут быть покрыты смачивающе-совместимыми покрытиями, перед тем как их используют для формирования композиционного материала путем инфильтрационного связывания. Карбиды, которые могут использоваться в качестве материала наполнителя, включают карбид вольфрама (WC), TiC, SiC, Cr3C2, VC, ZrC, NbC, TaC, (W,Ti)C, B4C и Mo2C и другие карбиды. В одном варианте осуществления данного изобретения сферический литой WC, размолотый литой WC и/или цементированный WC используется в качестве материала наполнителя. Нитриды, которые могут использоваться в качестве материала наполнителя, включают TiN, BN, Si3N4, ZrN, VN, TaN, NbN, HfN, CrN, MoN, WN и другие нитриды. Бориды, которые могут использоваться в качестве материала наполнителя, включают бориды переходных металлов, такие как борид титана, борид хрома, борид вольфрама, борид никеля, борид циркония, борид гафния, борид тантала, борид ниобия, борид ванадия, борид молибдена, борид кремния и борид алюминия, а также другие бориды. Силициды, которые могут использоваться в качестве материала наполнителя, включают силициды переходных металлов. Другие материалы, которые могут использоваться в качестве материала наполнителя, включают интерметаллические соединения переходных металлов. В одном варианте осуществления данного изобретения материал наполнителя может быть выбран на основании материала, имеющего ограниченную растворимость в расплавленном армирующем материале, чтобы ограничить или предотвратить растворение материала наполнителя в армирующем материале. Используемые здесь термины матричный материал и материал наполнителя не должны рассматриваться как подразумевающие, что матричный материал или материал наполнителя образует какую-либо конкретную долю композиционного материала. К примеру, матричный материал не обязательно должен образовывать преобладающую или большую часть композиционного материала, а материал наполнителя может образовывать преобладающую или большую часть композиционного материала в некоторых вариантах осуществления данного изобретения. Пористый материал наполнителя может быть обеспечен в одном или нескольких видах. В одном варианте осуществления данного изобретения пористый материал наполнителя может быть в виде материала из отдельных несвязанных частиц, такого как порошок, волокна, нитевидные кристаллы и т.д. Способ может использовать широкий диапазон размеров частиц в разнообразных вариантах осуществления данного изобретения, включая размеры частиц менее 50 мкм или размеры частиц менее 1 мм. В одном варианте осуществления данного изобретения материал наполнителя на основе частиц может иметь размер частиц, который составляет более 0,1 мкм. В другом варианте осуществления данного изобретения материал наполнителя на основе частиц может иметь размер частиц, который составляет более 0,1 мкм и до 5 мм. В ещё одном варианте осуществления данного изобретения материал наполнителя на основе частиц может иметь средний размер частиц, равный около 500 мкм. В одном варианте осуществления данного изобретения материал наполнителя может быть обеспечен с множеством размеров частиц, таким как комбинация крупных и мелких частиц, причём эта комбинация может использоваться для достижения большей плотности и/или объёмной доли материала наполнителя. При любой данной объёмной доле материала наполнителя такое использование мелких частиц в общем случае приводит к меньшим размерам пор и может увеличить предел текучести матричного материала, который заполняет эти поры, тем самым увеличивая общую износостойкость материала. Когда материал, состоящий из частиц, помещают в полость литейной формы, пространства между частицами образуют пористую структуру, которая может быть инфильтрована матричным материалом. В другом варианте осуществления данного изобретения пористый материал наполнителя может быть в виде пористой заготовки. Пористость пористой заготовки может быть в диапазоне от 5 до 95% в одном варианте осуществления изобретения. К примеру, пористая заготовка может включать в себя материал, состоящий из частиц, который связан связующим материалом, таким как полимерный связующий материал. Заготовка может быть прикреплена к материалу подложки, например, с помощью клеящего вещества, которое будет испаряться во время процесса пропитки. После пропитки расплавленный матричный материал имеет достаточную температуру для удаления связующего материала (например, путём расплавления, испарения и т.д.), так чтобы матричный материал заполнил поры, оставленные в результате удаления связующего материала, вдобавок к порам между частицами. В качестве ещё одного примера пористая заготовка может включать в себя материал из частиц, который связывается путём спекания, так чтобы поры существовали между частицами. В одном варианте осуществления данного изобретения подвергнутая предварительному спеканию заготовка может иметь размер пор, который имеет тот же порядок, что и размер частиц, поскольку деталь можно подвергнуть небольшому спеканию для обеспечения образования шеек кристаллов между частицами и обеспечения некоторой механической прочности для обработки. Могут также применяться другие пористые материалы, такие как тканые волокнистые плиты (маты) или ткани. В ещё одном варианте осуществления данного изобретения пористый материал наполнителя может быть обеспечен в сочетании различных форм. К примеру, в одном варианте осуществления данного изобретения материал наполнителя может включать в себя одну или несколько заготовок, образующих часть материала наполнителя, с другими частями, образованными материалом на основе частиц (например, сыпучим порошком, волокнами, нитевидными кристаллами и т.д.) и/или ткаными волокнистыми плитами или тканями.
Операция припаивания путём пропитки материала наполнителя матричным материалом может в
- 6 032732 общем случае осуществляться путём нагрева матричного материала до температуры выше его точки плавления, в то время как он находится в контакте или иным образом во взаимодействии с материалом наполнителя, чтобы позволить расплавленному матричному материалу войти в контакт с материалом наполнителя и пропитать пористый материал наполнителя. Материал наполнителя обычно приводят в контакт или иным образом во взаимодействие с подложкой во время пропитки, для того чтобы матричный материал контактировал с материалом подложки во время пропитки для присоединения полученного в результате композиционного материала к подложке. Разнообразные литейные формы могут применяться в связи с пропиткой, как описано ниже. На фиг. 1-3 изображены различные конфигурации пропитки согласно различным вариантам осуществления данного изобретения, каждая из которых схематически изображает расплавленный матричный материал 16, пропитывающий материал наполнителя 15 в полости 11 литейной формы 12. На фиг. 1 изображена направленная вниз вертикальная пропитка, в которой сила тяжести способствует пропитке. Однако поскольку пропитка в основном вызывается капиллярным эффектом, горизонтальная пропитка, направленная вверх вертикальная пропитка, направленная наружу/радиальная пропитка и другие виды пропитки могут не использовать силу тяжести или могут работать против силы тяжести. На фиг. 2 изображён пример направленной вверх вертикальной пропитки, а на фиг. 3 изображён пример горизонтальной пропитки. На фиг. 6, 7, обсуждаемых более подробно ниже, изображён пример направленной наружу или радиальной пропитки, который может рассматриваться как другой пример горизонтальной пропитки. В любых вариантах осуществления данного изобретения, являющихся не направленной вниз пропиткой, может использоваться метод для смещения расплавленного матричного материала 16, который пропитал материал наполнителя 15, для того чтобы поддерживать расплавленный матричный материал 16 в контакте с материалом наполнителя 15 до тех пор, пока пропитка не будет завершена. К примеру, литейную форму 12 можно перемещать во время пропитки для удержания матричного материала 16, материала наполнителя 15 и подложки в должном контакте/взаимодействии. В качестве другого примера толкатель или другой нажимной механизм может использоваться для обеспечения того, чтобы матричный материал 15 всегда находился в контакте с материалом наполнителя во время пропитки. В ещё одном примере подвижный материал, такой как керамические шарики, может использоваться для смещения пропитываемого матричного материала, как описано ниже и показано на фиг. 6-9.
В одном варианте осуществления данного изобретения матричный материал или материал пайки перегревают на от 25 до 75°C больше, чем температура плавления, что значительно ниже, чем перегрев, типично требуемый для литья. В одном примере варианта осуществления данного изобретения, в котором материал чугун с шаровидным графитом используется в качестве матричного материала, пропитка может проводиться при температуре в диапазоне от 2150°F (1175°C) до 2275°F (1246,1°C) или при температуре 2175°F (1190,6°C) в другом варианте осуществления изобретения. Период времени выдержки для пропитки может составлять от 1 до 60 мин в одном варианте осуществления данного изобретения, с увеличением рассточения пропитки, обычно используются более длительные времена пропитки. Пропитка может проводиться в инертной атмосфере в одном варианте осуществления данного изобретения, такой как атмосфера аргона (Ar), что может предотвратить вызванное испарением разбрызгивание расплавленного металла при температурах выше температуры плавления. В одном варианте осуществления данного изобретения давление аргона во время пропитки может составлять около от 6,5 х 10-5 атм. до 4 х 10-4 атм. Различные атмосферы, которые могут использоваться для пропитки, обсуждены более подробно ниже и проиллюстрированы на фиг. 13-16. После пропитки деталь можно охладить, например, охлаждая до 1700°F (926,7°C) в течение около 20-30 мин и затем охлаждая более медленно до комнатной температуры в одном варианте осуществления данного изобретения. В зависимости от природы участвующих в процессе материалов, в частности материала подложки, может выполняться последующая обработка, такая как механообработка и/или термическая обработка. К примеру, в зависимости от типа подложки, термические виды обработки, такие как нормализация, закалка с последующим отпуском или мартенситная закалка с последующим отпуском, может выполняться согласно известным методам. Понятно, что некоторые подложки не получили бы положительного результата от некоторых (или любых) видов термической обработки. Механообработка может быть или может не быть желательной, на основании предполагаемого применения полученной в результате детали. Пропитка материала наполнителя, как описано выше, в основном вызывается капиллярным эффектом, т.е. капиллярным давлением, воздействующим на фронт пропитки. Перепад давления на фронте пропитки зависит от многих факторов, включая поверхностное натяжение расплавленного матричного материала, контактный угол расплавленного матричного материала относительно материала наполнителя, геометрические характеристики материала наполнителя (например, пористость, извилистость, изменение размера и формы пор и его влияние на кажущийся контактный угол расплавленного материала), и давление любого остаточного газа внутри материала наполнителя. Свобода контролировать многие из этих факторов может быть ограничена внутри конкретной системы матрицы/наполнителя. Давление остаточного газа можно, по меньшей мере, частично контролировать, и минимизация давления остаточного газа внутри материала наполнителя может максимизировать перепад давления и движущую силу для капиллярного эффекта. Это, в свою очередь, может максимизировать потенциальное расстояние, на которое матричный материал может пропитать материал на
- 7 032732 полнителя. По меньшей мере, в некоторых вариантах осуществления данного изобретения использование материала наполнителя в виде заготовки или заготовок может максимизировать расстояние пропитки по сравнению с другими видами материала наполнителя.
На фиг. 13-16 изображены системы или блоки для формирования износостойкого композиционного материала, в которых используются различные атмосферы во время связующей операции для регулирования и/или минимизации давления остаточного газа в материале наполнителя 15. В этих вариантах осуществления данного изобретения пропитка выполняется в печи 30 с камерой 31, содержащей литейную форму 12, матричный материал 16 и материал наполнителя 15, причём атмосферу внутри камеры 31 можно контролировать. Понятно, что этот блок может дополнительно включать подложку (не показана), которая находится во взаимодействии с литейной формой 12, как описано ниже. Атмосферу в связующей операции можно контролировать, чтобы способствовать достижению градиента капиллярного давления, который достаточен для того, чтобы вызвать пропитку матричного материала вдоль больших/более длинных расстояний материала наполнителя, таких как расстояния около 5-7 дюймов (127-177,8 мм) или более. В каждом из вариантов осуществления данного изобретения, обсуждаемых ниже и показанных на фиг. 13-16, камеру 31, по существу, вакуумируют перед расплавлением матричного материала 16. Вакуумирование, по меньшей мере, в начале процесса пропитки является предпочтительным в одном варианте осуществления данного изобретения, чтобы предотвратить окисление материала наполнителя. Отличные от этого процедуры могут использоваться в других вариантах осуществления данного изобретения, однако такие, как отсутствие ваккумирования или ваккумирование в меньшей степени, чем обсуждалось выше.
На фиг. 13 изображён один вариант реализации согласно данному изобретению системы 500 для пропитки, в которой пропитка выполняется в условиях вакуума. В этом варианте осуществления данного изобретения всю камеру 31 вакуумируют до расплавления матричного материала 16 и поддерживают при условиях вакуума на протяжении всего процесса пропитки. В одном варианте осуществления данного изобретения давление газа после вакуумирования может составлять от 0,001 торр (133,3 кПа) до 0,010 торр (1333,2 кПа), или может всего лишь 0,0001 торр (13,3 кПа) в другом варианте осуществления изобретения (например, от 0,0001 до 0,010 торр), или может быть менее 0,0001 тор в ещё одном варианте осуществления изобретения. Пропитка может выполняться при температуре около 2180-2225°F (1193,312183°C) в течение примерно 30-60 мин в одном варианте осуществления изобретения. Вакуумирование камеры до расплавления матричного материала 16 снижает или устраняет давление остаточного газа в материале наполнителя 15, что способствует осуществлению пропитки за счёт капиллярного эффекта. Отметим, что разбрызгивание в результате испарения химических веществ внутри матричного материала может происходить в результате поддержания системы под вакуумом после того, как матричный материал расплавился, когда используются определённые сплавы, в частности сплавы со значительным содержанием марганца. Такое разбрызгивание может не только повредить оборудование в печи 30, но может также уменьшить количество матричного материала 16, доступного для связывания. Это разбрызгивание можно уменьшить путём поддержания содержания Mn в сплаве достаточно низким, хотя осуществление этого может быть дорогостоящим. Это разбрызгивание можно также предотвратить за счёт присутствия Ar или другого химически неактивного газа в камере 31 после того, как матричный материал 16 расплавится.
На фиг. 14, 15 изображён ещё один вариант реализации согласно данному изобретению системы 600 для пропитки, в котором газ Ar вводится в камеру 31 после того, как матричный материал 16 расплавится. Как показано на фиг. 14, камеру 31 ваккумируют, как описано выше, перед процессом связывания, как аналогично описано выше в отношении фиг. 13, как обсуждалось выше. Пропитка может выполняться при около 2180-2225°F (1193,3-12183°C) в течение около 30-60 мин в одном варианте осуществления данного изобретения. После того как матричный материал 16 расплавился, газ аргон 32 (или другой химически неактивный газ) вводят в камеру 31. В одном варианте осуществления данного изобретении газ Ar 32 подают в камеру 31 до тех пор, пока парциальное давление Ar не достигнет около 0,050-0,100 торр (6666,1-13332,2 кПа). Вакуумирование камеры перед расплавлением матричного материала 16 уменьшает или устраняет давление остаточного газа в материале наполнителя 15, что способствует обеспечению пропитки, как описано выше, а последующее введение газа Ar 32 способствует уменьшению разбрызгивания, вызванного летучими веществами. В одном примере использования системы, показанной на фиг. 14, 15, было обнаружено, что матричный материал 16 пропитывает по меньшей мере 7,5 дюймов (190,5 мм) материала наполнителя 15 во время пропитки при 2180°F (1193,3°C), когда атмосфера Ar была введена после расплавления матричного материала 16. Однако когда атмосфера Ar была введена до расплавления, было обнаружено, что матричный материал пропитывает только 6,5 дюймов (165,1 мм) максимум, независимо от того, как долго систему выдерживали при температуре пропитки. Это указывает на то, что остаточный газ внутри материала наполнителя 15 может ограничивать длину пропитки, которая может быть достигнута за счёт капиллярного эффекта.
На фиг. 16 изображён ещё один вариант реализации системы 700 для пропитки, в которой газ Ar 32 вводят в камеру 31 перед расплавлением матричного материала 16. Как аналогично описано выше в отношении фиг. 14, камеру 31 в этом варианте осуществления данного изобретения вакуумируют, как опи
- 8 032732 сано выше, во время процесса нагрева до тех пор, пока система почти достигнет температуры плавления матричного материала 16 (например, до того момента, когда температура достигнет около 2150°F для чугуна с шаровидным графитом). В этот момент газ Ar 32 или другой химически неактивный газ вводят в камеру 31 перед расплавлением матричного материала 16. Как аналогично обсуждалось выше, газ 32 можно вводить до тех пор, пока не будет достигнуто парциальное давление Ar, составляющее 0,0500,100 торр ((6666,1-13332,2 кПа), в одном варианте осуществления данного изобретения. Как описано выше, пропитка может выполняться при около 2180-2225°F (1193,3-12183°C) в течение примерно 30-60 мин в одном варианте осуществления данного изобретения. Чтобы избежать наличия давления остаточного газа в материале наполнителя 15, ограничивающего пропитку, литейная форма 12 снабжена газопроницаемой частью 33, находящейся в контакте с материалом наполнителя 15. Газопроницаемая часть 33 может быть пористой или иным образом проницаемой для газа, чтобы позволить остаточному газу удалиться из материала наполнителя 15 во время пропитки, так чтобы не ограничивать пропитку матричного материала 16. Газопроницаемая часть 33 может быть расположена в общем случае напротив матричного материала 16, чтобы предотвратить накрытие или закупоривание матричным материалом 16 газопроницаемой части 33, препятствующее удалению остаточного газа до завершения пропитки. Как описано выше, присутствие газа Ar подавляет разбрызгивание расплавленного матричного материала 16. В одном примере, использующем систему, как показано на фиг. 16, с литейной формой 12, включающей в себя газопроницаемую часть 33, было обнаружено, что матричный материал пропитывает по меньшей мере 7,5 дюймов (177,8 мм) материала наполнителя 15 во время пропитки при 2150°F (1176,7°C), когда атмосфера Ar была введен перед расплавлением матричного материала 16. Однако, когда литейная форма 12 была закупорена и фронт пропитки не находился во взаимодействии с атмосферой в камере 31 после расплавления матричного материала 16, было обнаружено, что пропитка простиралась только максимум на 6,5 дюймов (165,1 мм). Это указывает на то, что поддержание фронта пропитки во взаимодействии с атмосферой в камере 31 может уменьшить ограничивающее влияние, которое остаточный газ внутри материала наполнителя 15 может оказывать на движущую силу капиллярного эффекта.
На фиг. 4, 5 изображён один пример варианта реализации согласно данному изобретению системы или блока 100 для формирования износостойкого композиционного материала и способа, использующего систему или блок 100. В этом варианте осуществления данного изобретения подложка 10 (например, режущий наконечник землеройного инструмента) позиционируют относительно полости 11 литейной формы 12 таким образом, что литейная форма 12 охватывает объём в полости 11 между внутренней поверхностью 13 литейной формы 12 и наружной поверхностью 14 подложки 10, как показано на фиг. 4. Подложку 10 можно приготавливать заранее, например, путём очистки и сушки для удаления масла или жирных веществ и/или пескоструйной обработки с использованием гранатного песка, чтобы удалить окисные отложения и сделать поверхность зернистой, так чтобы матричный материал хорошо прилипал к подложке 10. Литейная форма 12 может быть изготовлена из любого подходящего материала, такого как металлический материал с высокой температурой плавления, керамический материал или графит. Если возможно, литейная форма 12 может быть приварена, припаяна или иным образом присоединена к наружной поверхности 14 подложки 10, например путём сварки в точках Р. В одном варианте осуществления данного изобретения литейная форма 12 представляет собой стальную оболочку, которая приварена к подложке для создания полости 11 и может быть подвергнута пескоструйной обработке перед сваркой, чтобы избежать загрязнения полости 11 литейной формы. Такой вариант осуществления данного изобретения описан более подробно ниже и показан на фиг. 19, 20. Материал наполнителя 15 вводят в полость 11 литейной формы в контакте или иным образом во взаимодействии с наружной поверхностью 14 подложки 10, например, в виде материала из частиц или заготовки (преформы), как показано на фиг. 4. Матричный материал 16 помещают во взаимодействие с материалом наполнителя 15 и наружной поверхностью 14 подложки. Матричный материал 16 может быть позиционирован внутри полости 11 формы, например путём просто размещения матричного материала на верху материала наполнителя 15 в твёрдом виде, как показано на фиг. 4. В одном варианте осуществления данного изобретения матричный материал 16 может быть в виде блока или бруска. В ещё одном варианте осуществления данного изобретения матричный материал 16 может быть позиционирован в питателе или инжекционной конструкции. Система 100 может быть затем подготовлена для пропитки, как обсуждалось выше, например, путём помещения системы 100 в печь для нагрева, которая может включать в себя инертную атмосферу (например, аргон). Лоток или аналогичный сосуд может использоваться для поддержки системы 100 в печи, такой как лоток из нержавеющей стали. В процессе пропитки матричный материал 16 расплавляется и проникает вниз сквозь весь материал наполнителя 15, равномерно контактируя с наружной поверхностью 14 подложки 10.
После того как пропитка была проведена и система 100 охладилась, как описано выше, деталь 17, имеющая композитное покрытие 18 на наружной поверхности 14, сформирована, как показано на фиг. 5. Деталь 17 можно удалить из литейной формы 12, что может потребовать отрезания или отламывания литейной формы 12, если она была приварена к подложке 10 и/или прикреплена к покрытию 18. Композитное покрытие 18 содержит материал наполнителя 15, взаимосвязанный и присоединённый к подложке 10 матричным материалом 16. В одном варианте осуществления данного изобретения материал наполни
- 9 032732 теля 16 может иметь объёмную долю 5-95% в композиционном материале 18. В другом варианте осуществления данного изобретения материал наполнителя 16 может иметь объёмную долю 30-85%. В некоторых вариантах осуществления данного изобретения деталь 17 может иметь избыточный матричный материал 19 по меньшей мере на части наружной поверхности композитного покрытия 18. Избыточный материал 19 может быть создан намеренно и оставлен на детали 17, так чтобы он служил в качестве основы для сварки или прикрепления другого элемента. Избыточный материал, если он присутствует, можно вместо этого удалить, например, с помощью механообработки. Композитное покрытие 18 может быть сформировано в широком диапазоне толщин в зависимости от желаемого применения. В одном варианте осуществления данного изобретения деталь 17 может быть сформирована с композитным покрытием 18, которое имеет толщину около 0,5 дюйма (12,7 мм), что может быть полезно в широком разнообразии применений. Деталь 17 может представлять собой режущий наконечник, кромку или другую часть оборудования, которое испытывает повторяющиеся удары и механическое напряжение, и отличная износостойкость и прочность композитного покрытия 18 улучшает рабочие характеристики в таких применениях. Землеройное/горно-шахтное оборудование представляет собой один пример применения для детали 17, изготовленной согласно системам и способам, описанным здесь. На фиг. 12 изображён дополнительный вариант реализации детали 17', изготовленной согласно одному варианту реализации системы и способа, описанных в настоящем документе, в виде изнашиваемого сменного элемента для землеройно-транспортного оборудования (например, стального резца горно-шахтного оборудования) с рабочей частью, образующей подложку 10', покрытой на её наружной поверхности 14' слоем 18' износостойкого композиционного материала, как описано выше. В одном варианте осуществления изобретения слой 18' композиционного материала состоит из сферических литых частиц карбида вольфрама или другого износостойкого материала в матричном материале из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.
На фиг. 17, 18 изображён ещё один вариант реализации подложки 10 (например, режущего наконечника землеройного или проходческого инструмента), который может использоваться в связи с системой или блоком 100, показанным на фиг. 4, 5, или аналогичной системой/блоком для изготовления износостойкого композитного покрытия 18. В зависимости от типа и природы материала подложки 10, материала наполнителя 15 и/или матричного материала 16 коэффициенты теплового расширения (КТР) подложки 10 и покрытия 18 могут быть минимизированы. К примеру, когда используется стальная подложка, сталь, как правило, имеет более высокий КТР, чем покрытие 18. В одном примере такая разница коэффициентов теплового расширения может составлять около 2 х 10-6/°C, в зависимости от используемых материалов. Это, в свою очередь, может вызвать нарушение адгезии между подложкой 10 и покрытием 18, в частности, когда покрытие 18 сформировано на наружной поверхности подложки 10 (например, как показано на фиг. 4, 5). В варианте осуществления данного изобретения, изображённом на фиг. 17, 18, подложка 10 снабжена выступами 28 в виде рёбер на наружной поверхности 14. Выступы 28 могут способствовать уменьшению проблем, вызванных разницей коэффициентов теплового расширения между подложкой 10 и покрытием 18, путём пластического деформирования в ответ на возникающие давления, когда подложка 10 и покрытие 19 охлаждаются после связывания. В одном варианте осуществления данного изобретения выступы 28 могут быть сформированы из материала с относительно низким пределом текучести и хорошей пластичностью, чтобы облегчить пластическую деформацию. Другими соображениями при выборе материала для выступов 28 являются его совместимость для присоединения к подложке 10 (например, путём сварки или другого метода) и для адгезии к покрытию 18. Одним примером материала, пригодного для использования, когда выступы прикрепляются к стальной подложке 10, является мягкая низкоуглеродистая сталь, такая как AISI 1008. Другие примеры подходящих материалов могут включать нержавеющую сталь 304, стали AISI 1018 и AISI 1010, наряду с другими. Выступы 38 также обеспечивают дополнительные поверхности для прикрепления покрытия 18 и могут, следовательно, ещё больше улучшить связывание между покрытием 18 и подложкой 10. Как видно на фиг. 18, покрытие 18 формируется вокруг выступов 28, так что выступы 28 внедрены внутрь покрытия 18 и прикреплены к покрытию 18 в готовой детали 17. Однако в других вариантах осуществления данного изобретения выступы 28 могут проходить, по меньшей мере, до наружной поверхности покрытия 18 и могут располагаться, по существу, заподлицо с наружной поверхностью покрытия 18.
Выступы в варианте осуществления изобретения, изображённом на фиг. 17, 18, проходят наружу от наружной поверхности 14 подложки 10 и выполнены в виде рёбер или пластин, имеющих длину и высоту, значительно большие, чем их толщина. В одном примере выступы 28 могут иметь длину около 1-2 дюйма (25,4-50,8 мм) (параллельно поверхности подложки 10), высоту около 0,25 дюйма (6,35 мм) (параллельно направлению толщины покрытия 18) и толщину около 0,125 дюйма (3,175 мм). Дополнительно выступы 28 в этом варианте осуществления данного изобретения ориентированы, по существу, аксиальным образом и распределены достаточно равномерно и симметрично на всех гранях наружной поверхности 14 подложки 10. В одном варианте осуществления изобретения выступы 28 могут иметь толщину, длину и ширину, выбранные таким образом, что некоторая часть или вся деформация, возникающая в результате различия (несовпадения) в тепловом расширении, компенсировалась деформацией выступов 28. Дополнительно в одном варианте осуществления изобретения длина каждого выступа может быть больше, чем высота, которая, в свою очередь, может быть больше, чем толщина (т.е. длина> шири
- 10 032732 ны> толщины). Выступы 28, использующие это размерное соотношение, увеличивают потенциальную площадь соединения для покрытия 18, поскольку потенциальная площадь соединения, добавляемая выступом 28, является большей, чем потенциальная площадь соединения подложки 10, покрытой выступом 28. Размеры выступов 28 могут быть изменены в зависимости от толщины покрытия и размеров подложки. Расстояние между выступами 28 может также зависеть от расположения и геометрии подложки 10 и может изменяться от 1 дюйма до 3 дюймов (25,4-76,2 мм) в одном варианте осуществления изобретения. В других вариантах осуществления данного изобретения выступы могут иметь другую форму, например стержней, конусов, штифтов и т.д., и могут быть распределены и/или ориентированы другим образом. Выступы 28, как показано на фиг. 17, приварены к наружной поверхности 14 подложки 10. Подложка 10 может подвергаться пескоструйной обработке после сварки. Другие методы для присоединения выступов 28 к подложке 10 могут использоваться в других вариантах осуществления данного изобретения. Понятно, что выступы 28 могут быть изготовлены из того же материала, что и подложка 10, и могут быть интегрально сформированы с подложкой 10 в одном варианте осуществления данного изобретения. Также понятно, что подложка 10, имеющая выступы 28, может потребовать термообработки или модифицированных вариантов традиционных методов термообработки после сварки и/или после пайки, в зависимости от используемых материалов и конструкций. Кроме того, готовая деталь 17, как показано на фиг. 17, 18 представляет собой сменный изнашиваемый элемент, такой как режущий наконечник для землеройного оборудования, и подложка 10 формируется рабочей частью сменного изнашиваемого элемента, так чтобы выступы 28 были присоединены к рабочей части. Понятно, что другие типы выступов 28 могут использоваться с таким сменным изнашиваемым элементом, а также что выступы 28, как показано на фиг. 17, 18, могут быть использованы с другими типами изделий промышленного производства.
На фиг. 6-9 изображены другие системы и способы для создания износостойкого композиционного материала согласно аспектам данного изобретения. На фиг. 6, 7 изображена система 200 для формирования композиционного материала на внутренней поверхности 20 подложки 10 с помощью пропитки наружу или радиальной пропитки. В этом варианте осуществления данного изобретения подложка 10 имеет трубчатую форму и подложка 10 используется вместе с литейной формой 12 и пластиной 21 для создания полости 11 литейной формы на внутренней поверхности подложки 10. Пластина 21 может быть изготовлена из любого подходящего материала, включая любой материал, упомянутый выше для конструкции литейной формы (например, графит, металл или керамика). Если пластина 21, литейная форма 12 и/или подложка 10 изготовлены из свариваемых материалов, любые из этих компонентов могут быть соединены сваркой, однако сварка не является необходимой. Пористый материал наполнителя 15 позиционируют на внутренней поверхности 20 подложки 10 в положении для формирования композита, и матричный материал 16 приводят в контакт или иным образом во взаимодействие с материалом наполнителя 15. Керамические шарики 22 или другой вытесняющий материал также размещают в полости 11 формы в положении для смещения матричного материала 16 во время пропитки. Понятно, что смещение матричного материала 16 осуществляется для того, чтобы поддерживать матричный материал 16 в постоянном контакте с материалом наполнителя 15 в процессе пропитки, и что пропитка матричного материала 16 преимущественно вызывается другими силами (например, капиллярным эффектом), а не усилием, оказываемым керамическими шариками 22. Альтернативно может использоваться другой способ смещения. В варианте осуществления данного изобретения, изображённом на фиг. 6, 7, матричный материал 16 может быть помещён в полость 11 литейной формы в трубчатом виде (см. фиг. 7) в контакт с материалом наполнителя 15, и он пропитывает в направлении наружу в материал наполнителя 15. Матричный материал 16 может, вместо этого, обеспечиваться в виде множества брусков, расположенных в виде кольцевой структуры вокруг материала наполнителя 15 в ещё одном варианте осуществления данного изобретения. В этой конфигурации керамические шарики 22 помещают внутри внутреннего диаметра трубчатого матричного материала 16, и шарики 22 перемещаются наружу для смещения пропитываемого матричного материала 16. Альтернативно может использоваться другой метод смещения. Систему 200 можно поместить в печь и обрабатывать, как описано выше, для завершения пропитки. Полученная в результате деталь имеет керамический материал на внутренней поверхности 21 подложки и может включать в себя избыточный матричный материал, как описано выше.
На фиг. 8 изображена система 300 для формирования композиционного материала на наружной поверхности 14 подложки 10 с помощью как горизонтальной, так и направленной вниз вертикальной пропитки. В этом варианте осуществления данного изобретения часть подложки 10 помещают внутрь полости 11 литейной формы и пластину 21 используют с литейной формой 12 для окружения полости 11 формы. Пластина 21 может изготавливаться из любого подходящего материала, включая любой материал, упомянутый выше для конструкции формы (например, графит, металл или керамику). Если пластина 21, литейная форма 12 и/или подложка 10 изготовлены из свариваемых материалов, любой из этих компонентов можно присоединять сваркой, однако сварка не является необходимой. Дополнительный элемент 23 можно использовать для целей уплотнения и/или для прекращения пропитки, и его можно расположить рядом с пластиной 21. Графитовая фольга или керамическая вата может использоваться в качестве дополнительного элемента 23 для выполнения этих функций, поскольку матричный материал 15 не смачивает и не проникает в эти материалы. Пористый материал наполнителя 15 располагают на наружной
- 11 032732 поверхности 14 подложки 10 в положении для формирования композита, и матричный материал 16 вводят в контакт или иным образом во взаимодействие с материалом наполнителя 15. Как показано на фиг. 8, матричный материал 16 размещают над материалом наполнителя 15 для пропитки вниз и вдоль материала наполнителя 15 для горизонтальной пропитки. Керамические шарики 22 или другой вытесняющий материал также помещают в полость 11 формы в положении для смещения матричного материала в процессе пропитки. Альтернативно может использоваться другой способ смещения. В варианте осуществления данного изобретения, изображённом на фиг. 8, матричный материал 16 помещают в полость 11 формы вокруг материала наполнителя 15, и он пропитывает горизонтально и вертикально материал наполнителя 15. В этой конфигурации керамические шарики 22 размещают горизонтально вокруг матричного материала 16, и шарики 22 перемещаются в направлении внутрь для смещения горизонтально пропитываемого матричного материала. Барьер 24, такой как гибкая плита из керамических волокон или тканое полотно, может располагаться помещать между шариками 22 и матричным материалом 16. Барьер 24 может быть в общем случае непроницаемым для расплавленного матричного материала 16 и может быть также гибким и может передавать давление от керамических шариков 22 на матричный материал 15. Никакое смещение вертикально пропитываемого матричного материала 16 не является необходимым. Систему 300 можно помещать в печь и обрабатывать, как описано выше, для завершения пропитки. Полученная в результате деталь имеет керамический материал на наружной поверхности 14 подложки и может включать в себя избыточный матричный материал, как описано выше.
На фиг. 9 изображена система 400 для формирования композиционного материала на наружной поверхности 14 подложки 10 с помощью как горизонтальной, так и направленной вниз вертикальной пропитки. В этом варианте осуществления данного изобретения часть подложки 10 помещают внутрь полости 11 литейной формы, и пластину 21 используют с литейной формой 12 для окружения полости 11 литейной формы. Пластина 21 может изготавливаться из любого подходящего материала, включая любой материал, упомянутый выше для конструкции формы (например, графит, металл или керамика). Если пластина 21, литейная форма 12 и/или подложка 10 изготовлены из свариваемых материалов, любой из этих компонентов можно присоединять сваркой, однако сварка не является необходимой. Дополнительный элемент 23 можно использовать для целей уплотнения и/или для прекращения пропитки, и его можно расположить рядом с пластиной 21. Графитовая фольга или керамическая вата может использоваться в качестве дополнительного элемента 23 для выполнения этих функций, поскольку матричный материал 15 не смачивает и не проникает в эти материалы. Пористый материал наполнителя 15 располагают на наружной поверхности 14 подложки 10 в положении для формирования композита, и матричный материал 16 вводят в контакт или иным образом во взаимодействие с материалом наполнителя 15. Как показано на фиг. 9, матричный материал 16 размещают над материалом наполнителя 15 для пропитки вниз и вдоль материала наполнителя 15 для горизонтальной пропитки. Керамические шарики 22 или другой вытесняющий материал также помещают в полость 11 формы в положении для смещения матричного материала в процессе пропитки. Альтернативно может использоваться другой способ смещения. В варианте осуществления данного изобретения, изображённом на фиг. 9, матричный материал 16 помещают в полость 11 формы вокруг материала наполнителя 15, и он проникает горизонтально и вертикально внутрь материала наполнителя 15. В этой конфигурации керамические шарики 22 размещают горизонтально вокруг матричного материала 16, и шарики 22 перемещаются в направлении внутрь и вниз для смещения пропитываемого матричного материала. Систему 400 можно помещать в печь и обрабатывать, как описано выше, для завершения пропитки. Полученная в результате деталь имеет керамический материал на наружной поверхности 14 подложки и может включать в себя избыточный матричный материал, как описано выше.
На фиг. 19, 20 изображён ещё один пример системы 800 для формирования композиционного материала на наружной поверхности 14 подложки 10, в основном с помощью направленной вниз вертикальной пропитки. Система 800, изображённая на фиг. 19, 20, использует литейную форму в виде оболочки 314, изготовленной из листового материала, которая показана как используемая в сочетании с подложкой 312 в виде режущего наконечника землеройной/горнопроходческой машины, которая может быть аналогичной подложкам 10, 10', показанным на фиг. 4, 5 и 12. Оболочка 314, как показано на фиг. 19, 20, наряду с другими такими оболочками, обсуждены более подробно в Предварительной патентной заявке США № 13/440273, зарегистрированной 6 апреля 2011 г., и в Патентной заявке США № 13/440273, зарегистрированной 5 апреля 2012 г. и опубликованной 11 октября 2012 г. как Публикация патентной заявки США № 2012/0258273, причём эти заявки включены полностью в настоящий документ путём ссылки и составляют его части. Оболочка 314 может использоваться для формирования композитного покрытия 18, как аналогично описано выше и изображено на фиг. 4, 5. В одном варианте осуществления данного изобретения материал наполнителя 15 можно заливать через отверстие 317 в оболочку 314, и матричный материал 16 можно затем помещать на верх материала наполнителя 15, как аналогично показано на фиг. 4. Отверстие 317 может иметь воронкообразную конфигурацию, чтобы способствовать введению материала наполнителя 15 и/или матричного материала 16. В других вариантах осуществления данного изобретения отверстие 317 может располагаться в другом месте на оболочке 314, например, если оболочку 314 располагают в иной ориентации во время связывания материалов.
- 12 032732
Листовой металл оболочки 314 может изготавливаться из любого материала, пригодного для формования или сваривания для получения конкретной желаемой формы и способный противостоять растворению, расплавлению или нежелательному ослаблению пропитывающим материалом или в общем случае температурами, требуемыми для инфильтрационного связывания во время процесса пропитки. В одном примере оболочка 314 может быть изготовлена из низкоуглеродистой мягкой стали. К примеру, оболочка 314 может иметь среднюю толщину оболочки, составляющую около 0,105 дюйма (2,667 мм). В одном варианте осуществления данного изобретения оболочка 314 может быть изготовлена из листового металла в диапазоне от калибра 16 Ga (толщина 0,060 дюйма (1,524 мм)) до 10 Ga (толщина 0,135 дюйма (3,429 мм)), что может быть полезно для широкого спектра применений. В отличие от этого, подложка 312, изображённая на фиг. 20, может иметь толщину в диапазоне от 1,000 дюйма (25,4 мм) до 3,450 дюйма (87,63 мм) в зоне, покрываемой оболочкой. В других вариантах осуществления данного изобретения оболочка 314 может иметь любую другую приемлемую толщину. К примеру, в дополнительных вариантах осуществления данного изобретения оболочка 314 может быть изготовлена из стальной или другой металлической пластины, имеющей толщину около 0,25 дюйма (6,35 мм), или может быть литой, полученной механообработкой из брусковой заготовки или сформованной иным образом. Понятно, что различные части оболочки 314 могут иметь разные толщины.
Относительная тонкость оболочки 314 по сравнению с подложкой 312 означает, что оболочку 314 можно легко формировать, сравнительно недорого. Для простых форм оболочки сравнительно дешёвая оболочка 314 может быть изготовлена с помощью отрезания кусков листового металла и сварки или пайки этих кусков друг с другом. Немного более сложные формы могут быть изготовлены путём изгибания кусков листового металла в конкретные конфигурации и затем сварки согнутых кусков листового металла друг с другом. Сложные формы могут быть изготовлены с помощью процессов формования листового металла, таких как глубокая вытяжка, формование с помощью процесса Гуерина (процесс формования с резиновой втулкой), гидравлической вытяжки и/или штамповки взрывом. Прецизионное литьё (литьё по выплавляемым моделям) могло бы также использоваться, хотя стоимость процесса литья по выплавляемым моделям зачастую была бы неэкономичной. Для особенно сложных форм куски оболочки можно было бы изготовить с помощью одного или нескольких из этих технологических процессов и затем соединить сваркой или пайкой.
Как показано на фиг. 19, 20, оболочку 314 формируют из двух частей, имеющих двухкомпонентную присоединительную полосу 320. Двухкомпонентный корпус 316 оболочки 314 может быть первоначально сформирован из передней полузаготовки 326 и задней полузаготовки 328, имеющей передний фланец 330 или задний фланец 322 соответственно. Передний фланец 330 проходит поперечно от заднего края передней половины 326, а задний фланец проходит поперечно от переднего края задней половины 328. Передний фланец 330 может присоединяться к заднему фланцу 332 с помощью сварки или пайки с припоем, имеющим более высокую температуру плавления, чем материал, предназначенный для пропитки. Оболочка 314 может иметь присоединительную полосу 320, предназначенную для её размещения в контакте поверхность к поверхности с частью поверхности подложки 312 вокруг всей периферии оболочки 314, так чтобы присоединять оболочку 314 к подложке 312 сваркой или пайкой, по меньшей мере, на присоединительной полосе 320, как описано ниже. В других вариантах осуществления данного изобретения оболочка 314 может быть сформированная из одного куска (в котором фланцы 330, 332 могут отсутствовать) или большего числа кусков. Двухкомпонентная оболочка 314 может быть легче сформирована, чем соответствующая однокомпонентная оболочка, в определённых конфигурациях. Двухкомпонентную оболочку 314 можно также более легко присоединять к соответствующей подложке в определённых конфигурациях по сравнению с таким соединением с соответствующей однокомпонентной оболочкой.
Оболочка 314 показана присоединённой к части соответствующей подложки 312 в виде режущего наконечника на фиг. 20. Наружная геометрия для оболочки 312 может включать в себя первичный корпус 334, который образует соединительную поверхность 335 для приваривания или припаивания к присоединительной полосе 320. Подложка 312 может обеспечить, по меньшей мере, некоторое углубление или другой разгружающий (снимающий напряжение) элемент для соединения твёрдого материала, такую как площадку 336 и окружающие поверхности. Дальний конец подложки 312 может быть выполнен в форме для образования угловой кромки 344 и/или округлой грани 346. В другом варианте осуществления данного изобретения подложка 312 может не обеспечивать никакого углубления или разгружающего элемента для твёрдого материала. Как видно на фиг. 20, оболочка 314 проходит равномерно на удаление от присоединительной полосы 320, образуя полость 350 между подложкой 312 и оболочкой 314. Полость 350 определяет окончательную толщину покрытия (не показано), присоединённого к подложке 312, а внутренняя геометрия оболочки 314 определяет окончательную наружную геометрию готовой детали.
Лёгкую оболочку 314 из листового металла, как показано на фиг. 19, 20, можно легко перемещать для точного выравнивания на подложке и затем приваривать к подложке, независимо от большинства ориентаций подложки. Тонкую металлическую оболочку легко прикреплять надёжно к расположенной под ней подложке с помощью сварки или высокотемпературной пайки, без необходимости зажимания или крепёжных элементов, и созданное соединение является газонепроницаемым даже при высоких тем
- 13 032732 пературах, требуемых для инфильтрационного связывания. В любом типе инфильтрационного поверхностного упрочнения, использующего формы, расплавленный металлический связующий материал должен оставаться внутри формы. С тонкими металлическими оболочками изобретения надёжное крепление к подложке достигается без дополнительного зажатия или крепёжных элементов. Полученный в результате блок, следовательно, легче помещать в печь для инфильтрационного связывания, что обеспечивает значительно большую лёгкость инфильтрационного поверхностного упрочнения тяжёлых изделий.
Понятно, что разнообразные характерные особенности систем 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, описанных выше и показанных на чертежах, а также их разновидностей можно сочетать и взаимно заменять в пределах объёма данного изобретения. Аналогично этому любой из методов описанных выше способов или их разновидностей может использоваться в связи с любой из систем 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, описанных выше.
На фиг. 10, 11 приведены микрофотографии композиционного материала 18, сформированного, используя систему, аналогичную системе 100, изображённой на фиг. 4, и используя способ, описанный выше. На фиг. 10, 11 изображён материал наполнителя 15 из сферического литого карбида вольфрама, окружённый матричным материалом 16 из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Матричный материал 16 включает в себя графитовые зёрна 25, что является характерной особенностью высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Как видно на фиг. 10, 11, сферические формы большинства частиц 15 карбида вольфрама была сохранена, что указывает на минимальную реакцию растворения материала наполнителя 15 с расплавленным матричным материалом 16. На фиг. 11 показана граница раздела 26 между композиционным материалом 18 и избыточным матричным материалом 10.
Композитные покрытия, изготовленные согласно системам и способам, описанным в настоящем документе, демонстрируют прекрасную износостойкость и прочность. В одном примере были приготовлены образцы, используя систему, аналогичную системе 100, изображённой на фиг. 2, и используя способ, описанный выше, используя сферический плавленый карбид вольфрама, размолотый плавленый карбид вольфрама и цементированный карбид вольфрама с матрицей из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Образцы из плавленого и цементированного карбида вольфрама, армированного сплавами на основе никеля и меди путём пропитки в вакууме при температуре 2050°F (1121,1°C) были приготовлены для сравнения. Сталь D2 была также использована для сравнения. Испытания на сопротивление материалов абразивному износу с помощью сухого песка и резинового колеса (DSRW - dry sand/rubber wheel) согласно стандарту ASTM G65 были проведены на этих образцах в соответствии с Процедурой А стандарта ASTM G65. Условия испытаний были следующие:
общее разрешение: 6000;
нагрузка на образец: 30 фунтов;
расход песка: 300-400 г/мин.
Два следующих друг за другом испытания DSRV были выполнены на той же зоне царапины износа, и уменьшение массы во время второго испытания использовалась как представляющая потерю материала в результате абразивного износа. Как можно видеть из таблицы ниже, составы из сферического плавленого карбида вольфрама/высокопрочного чугуна и затем из размолотого плавленого карбида вольфрама/высококачественного чугуна показали прекрасные свойства стойкости к абразивному истиранию по сравнению с другими материалами. Образцы были приготовлены в виде покрытий, и подложку удаляли механообработкой и шлифованием, чтобы обнажить поверхность вблизи подложки для испытания.
- 14 032732
Данные испытания на стойкость к абразивному истиранию сухим песком и резиновым колесом (DSRV)
на различных материалах
№ Материал на основе карбида Потеря массы, г Расчётная плотность, г/куб.см Потеря объёма, мм3 Твёрдость по Роквеллу, HRC
1 Сферический литой W С/высокопрочный чугун 0,03 12,18 2,46 50
2 Размолотый литой W С/высокопрочный чугун 0,06 12,18 4,93 45
3 Цементированный карбид/высокопрочный чугун 0,19 10,95 17,35 57
4 Сферический литой WC/Ni-7Cr-3Fe-4,5Si- 3,1В 0,19 12,58 15,10 55
5 Цементированный Kap6Hji/Ni-7Cr-3Fe4,5Si-3,lB 0,10 11,37 8,79 51
6 Размолотый литой WC/Ni-7Cr-3Fe-4,5Si- 3,1В 0,14 12,58 11,13 50
7 Размолотый литой WC/Cu 0,08 13,02 6,14 5
8 Цементированный карбид/Си 0,37 11,83 31.28 9
9 Инструментальная сталь D2 0,25 7,8 32.05 60
Как видно из результатов таблицы выше, использование высокопрочного чугуна с шаровидным графитом в сочетании со сферическим литым WC и размолотым литым WC привело в результате к меньшим потере массы и потере объёма по сравнению с другими комбинациями. Дополнительно комбинации WC и высокопрочного чугуна имели твёрдости, которые были сравнимыми с другими комбинациями. Кроме того, высокопрочный чугун значительно менее дорогой, чем другие испытанные сплавы материала матрицы, в частности сплавы на основе Ni и Cu. Соответственно, это испытание показывает преимущества использования композита, изготовленного из матричного материала из высокопрочного чугуна и материала наполнителя из карбида вольфрама с использованием систем и способов согласно вариантам осуществления данного изобретения.
Различные варианты реализации системы, способа и продукта, описанные здесь, обеспечивают выгоды и преимущества по сравнению с существующей технологией. К примеру, полученное в результате композитное изделие демонстрирует превосходные износостойкость и твёрдость и может производиться экономично. В качестве другого примера эти система и способ могут использоваться для применения износостойкого материала для широкого разнообразия различных подложек, включая штампованные, литые металлические подложки, подложки, изготовленные методом порошковой металлургии, а также неметаллические подложки, такие как керамические или композитные на основе керамики, лишь бы температура плавления материала была пригодной для процесса пропитки. В качестве ещё одного примера использование методов связывания позволяет осуществлять процессы формирования материала и присоединения к подложке в течение одного этапа. Дополнительно, методы связывания, как правило, используют более длительное время для пропитки по сравнению с литьём и другими методами, что, в свою очередь, позволяет получить большие длины пропитки (до 8-10 дюймов (203,2-254 мм) или более в некоторых вариантах осуществления данного изобретения). Соответственно, более толстые покрытия могут также изготавливаться по сравнению с существующими методами, включая литьё, а также другие процессы поверхностного упрочнения, такие как наплавка плазменной сваркой прямого действия, термическое разбрызгивание и т.д. В качестве ещё одного примера система и способ данного изобретения могут использовать меньший перегрев, чем другие процессы (например, литьё), что приводит в результате к меньшей химической реакции между материалом наполнителя и материалом матрицы и стабильным микроструктурам, которые демонстрируют высокую износостойкость и прочность. Вдобавок, более низкая степень реакции позволяет использовать в материале наполнителя меньшие размеры частиц или множество размеров частиц, благодаря чему можно получить большую плотность твёрдого материала наполнителя. Как описано выше, больший предел текучести матричного материала и более высокая общая износостойкость композиционного материала также могут быть достигнуты. В качестве ещё одного примера использование инертной атмосферы в системе и способе минимизирует или предотвращает окисление компонентов и позволяет контролировать испарение летучих элементов из матричного материала, уменьшая разбрызгивание. Специалисты в данной области техники поймут и другие выгоды и преимущества.
Несколько альтернативных вариантов осуществления данного изобретения и примеров были описаны и проиллюстрированы в настоящем документе. Специалист с обычными знаниями в данной облас
- 15 032732 ти техники поймёт характерные особенности отдельных вариантов осуществления данного изобретения и возможные комбинации и разновидности компонентов. Специалист в данной области техники, кроме того, поймёт, что любой из вариантов осуществления данного изобретения мог бы быть обеспечен в любом сочетании с другими вариантами осуществления данного изобретения, раскрытыми здесь. Понятно, что данное изобретение может быть реализовано в других конкретных формах без отхода от его духа или основополагающих характеристик. Представленные примеры и варианты осуществления данного изобретения, следовательно, должны рассматриваться во всех отношениях как иллюстративные и не ограничивающие, и данное изобретение не должно быть ограничено подробностями, приведёнными здесь. Относительные термины, такие как верхний, нижний и т.п., используемые здесь, предназначены только для иллюстративных целей и не ограничивают варианты осуществления изобретения данного изобретении никоим образом. Ничего в этом техническом описании не должно пониматься как требующее конкретной трёхмерной ориентации конструкций, чтобы попадать в объём данного изобретения, если только конкретно не указано в формуле изобретения. Кроме того, читателя предупреждают, что прилагаемые чертежи не обязательно выполнены в реальном масштабе. Дополнительно, термин множество, используемый здесь, указывает любое количество, большее единицы, либо по отдельности, либо совместно, как необходимо, вплоть до бесконечного количества. Кроме того, обеспечение изделия или аппарата, используемое здесь, относится в широком смысле к тому, что изделие делают имеющимся или доступным для будущих действий, выполняемых на изделии, и не подразумевает, что сторона, обеспечивающая изделие, изготовила, произвела или поставила изделие, или что сторона, предоставляющая изделие, обладает правом собственности или контроля изделия. Соответственно, хотя конкретные варианты осуществления данного изобретения были проиллюстрированы и описаны, многочисленные модификации приходят на ум без значительного отхода от духа изобретения, и объём патентной защиты ограничен только объёмом прилагаемой формулы изобретения.

Claims (16)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ изготовления износостойкого композитного покрытия, включающий расположение литейной формы (12) вблизи поверхности подложки (10), так что поверхность сообщается с полостью литейной формы (12);
    прикрепление литейной формы (12) к подложке (10) посредством сварки или высокотемпературной пайки;
    размещение пористого износостойкого материала (15) внутри указанной полости (11), в непосредственной близости к указанной поверхности (14);
    размещение металлического матричного материала (16) в сообщении с полостью (11), при этом матричный материал содержит высокопрочный чугун с шаровидным графитом;
    нагрев литейной формы (12) и матричного материала (16) до температуры выше температуры плавления матричного материала (16) и выдерживание температуры выше температуры плавления в течение времени, достаточного для того, чтобы матричный материал (16) пропитал износостойкий материал в расплавленном виде и вошёл в контакт с поверхностью (14) подложки (10); и охлаждение литейной формы (12) и матричного материала для отверждения матричного материала и формирования износостойкого композитного покрытия (18), содержащего износостойкий материал (15) , внедренный внутрь матричного материала, прикрепленного к поверхности подложки (10) и к литейной форме (12).
  2. 2. Способ по п.1, в котором высокопрочный чугун с шаровидным графитом матричного материала (16) имеет состав, вес.%: 3,0-4,0 углерода, 1,8-2,8 кремния, 0,1-1,0 марганца, 0,01-0,03 серы и 0,01-0,1 фосфора, остальное - железо и случайные элементы и примеси.
  3. 3. Способ по п.1 или 2, в котором износостойкий материал (15) содержит один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из карбидов, нитридов, боридов, силицидов, интерметаллических соединений переходных металлов и их комбинаций.
  4. 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором композитное покрытие (18) сформировано на множестве поверхностей (14) подложки (10).
  5. 5. Способ по любому из пп.1-4, в котором композитное покрытие (18) сформировано только на части поверхности (14) подложки (10).
  6. 6. Способ по любому из пп.1-5, в котором пористый износостойкий материал (15) выполнен в виде пористой заготовки, сформированной из материала, состоящего из частиц, соединенных вместе путем спекания или с помощью полимерного материала с образованием пористой заготовки.
  7. 7. Способ по любому из пп.1-6, в котором пористый износостойкий материал (15) выполнен в виде материала, состоящего из частиц в несвязанном состоянии.
  8. 8. Способ по любому из пп.1-7, в котором литейная форма (12) содержит листовую металлическую оболочку (314), присоединённую к подложке (10) с образованием полости (11), при этом оболочка (314) имеет отверстие (317) наружу и при этом пористый износостойкий материал (15) помещают внутрь полости путём введения через указанное отверстие (317).
    - 16 032732
  9. 9. Способ по любому из пп.1-8, в котором нагрев выполняют внутри камеры (31) печи, причём способ дополнительно включает вакуумирование камеры (31) перед тем, как температура достигнет температуры плавления матричного материала (16).
  10. 10. Способ по п.1, который дополнительно включает введение инертного газа в камеру (31) после того, как матричный материал (16) расплавится.
  11. 11. Способ по п.1, в котором литейная форма (12) имеет газопроницаемую часть, находящуюся в контакте с пористым износостойким материалом (16), причём способ дополнительно включает введение инертного газа в камеру (31) перед тем, как матричный материал (16) расплавится.
  12. 12. Способ по п.7, в котором износостойкий материал внутри полости представляет собой главным образом частицы размером менее 1 мм.
  13. 13. Способ по п.1, в котором покрытие имеет толщину, составляющую по меньшей мере 7,5 дюймов (190,5 мм).
  14. 14. Способ по любому из пп.1-13, в котором пропитка износостойкого материала (15) представляет собой направленную вверх вертикальную пропитку.
  15. 15. Способ по любому из пп.1-14, в котором литейную форму (12) и матричный материал (16) нагревают до температуры пропитки в области от 2150°F (1176,7°C) до 2275°F (1246,1°C).
  16. 16. Способ по любому из пп.1-15, в котором литейная форма (12) заключает в себе тонкую листовую металлическую оболочку (314) с присоединительной полосой, предназначенной для присоединения к подложке (320) с помощью сварки или высокотемпературной пайки.
EA201400851A 2012-01-31 2013-01-29 Износостойкий материал и система и способ создания износостойкого материала EA032732B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261593091P 2012-01-31 2012-01-31
PCT/US2013/023541 WO2013116183A1 (en) 2012-01-31 2013-01-29 Wear resistant material and system and method of creating a wear resistant material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201400851A1 EA201400851A1 (ru) 2014-11-28
EA032732B1 true EA032732B1 (ru) 2019-07-31

Family

ID=48870491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201400851A EA032732B1 (ru) 2012-01-31 2013-01-29 Износостойкий материал и система и способ создания износостойкого материала

Country Status (28)

Country Link
US (2) US10543528B2 (ru)
EP (1) EP2809466B8 (ru)
JP (1) JP6445868B2 (ru)
KR (1) KR102037764B1 (ru)
CN (3) CN105414532A (ru)
AP (1) AP2014007838A0 (ru)
AR (1) AR089851A1 (ru)
AU (1) AU2013202962C1 (ru)
BR (1) BR112014018839B1 (ru)
CA (1) CA2860627A1 (ru)
CL (1) CL2014001962A1 (ru)
CO (1) CO7030955A2 (ru)
EA (1) EA032732B1 (ru)
ES (1) ES2693770T3 (ru)
HK (1) HK1198149A1 (ru)
HR (1) HRP20182085T1 (ru)
JO (1) JO3717B1 (ru)
MX (2) MX370222B (ru)
MY (1) MY167939A (ru)
NZ (2) NZ710921A (ru)
PE (1) PE20142428A1 (ru)
PH (1) PH12014501414A1 (ru)
PL (1) PL2809466T3 (ru)
SG (1) SG11201403315YA (ru)
TR (1) TR201816566T4 (ru)
TW (1) TWI567270B (ru)
UA (1) UA114099C2 (ru)
WO (1) WO2013116183A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2753362C1 (ru) * 2020-11-11 2021-08-13 Акционерное общество "Пермский завод "Машиностроитель" Способ наплавки медных сплавов на сталь
RU2765870C2 (ru) * 2019-08-05 2022-02-04 Акционерное общество "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МАШИНОСТРОЕНИЯ" (АО "НИИМаш") Способ соединения деталей и устройство для его осуществления

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2857140B1 (en) * 2013-10-02 2019-04-03 Oerlikon Metco (US) Inc. Brazing rod for forming a wear resistant coating and wear resistant coating
WO2015103670A1 (en) * 2014-01-09 2015-07-16 Bradken Uk Limited Wear member incorporating wear resistant particles and method of making same
GB2523583C (en) * 2014-02-28 2019-12-25 Castings Tech International Limited Forming a composite component
CN104525716B (zh) * 2014-11-18 2016-10-05 西安理工大学 冷冲模具及其制备方法
WO2017040775A1 (en) 2015-09-04 2017-03-09 Scoperta, Inc. Chromium free and low-chromium wear resistant alloys
CN105925929B (zh) * 2016-06-27 2018-08-21 福建省诺希科技园发展有限公司 一种ZrC-SiC/NiCrMoV热作模具钢涂层制备方法
JP6761596B2 (ja) * 2016-07-29 2020-09-30 三菱マテリアル株式会社 複合材料からなる切削工具
CN106048404A (zh) * 2016-08-18 2016-10-26 江阴联华铸造有限公司 一种汽车曲轴用抗疲劳耐磨球墨铸铁件及其制备方法
CN108251803B (zh) * 2016-12-29 2020-06-02 深圳先进技术研究院 TiB2自润滑涂层及其制备方法和耐磨构件
JP6322300B1 (ja) * 2017-01-06 2018-05-09 株式会社エーアイ 白金加工品の製造方法
CN107400886A (zh) * 2017-07-19 2017-11-28 武汉理工大学 一种基于激光熔融沉积的汽车离合器面片及其制备方法
EP3655184A4 (en) * 2017-07-20 2021-05-26 ESCO Group LLC HARD SURFACE PRODUCTS INTENDED FOR ABRASIVE APPLICATIONS AND THEIR MANUFACTURING PROCESSES
US11939646B2 (en) 2018-10-26 2024-03-26 Oerlikon Metco (Us) Inc. Corrosion and wear resistant nickel based alloys
CN111136242B (zh) * 2018-11-06 2022-04-08 有研金属复材技术有限公司 一种非均质多功能金属基复合材料铸件的制备方法
CN109438997A (zh) * 2018-11-27 2019-03-08 徐州市恩矿新材料有限公司 一种用于耐磨材料的组合物的配方
CA3136967A1 (en) 2019-05-03 2020-11-12 Oerlikon Metco (Us) Inc. Powder feedstock for wear resistant bulk welding configured to optimize manufacturability
PE20221501A1 (es) * 2020-03-18 2022-09-29 Conv Australia Holding Pty Ltd Compuesto resistente al desgaste
US11882777B2 (en) 2020-07-21 2024-01-30 Osmundson Mfg. Co. Agricultural sweep with wear resistant coating
CN112626456A (zh) * 2021-01-05 2021-04-09 天津职业技术师范大学(中国职业培训指导教师进修中心) 一种兼具高硬度和高韧性的ZrB2-Ni涂层及其制备工艺
JP2022146047A (ja) * 2021-03-22 2022-10-05 キオクシア株式会社 セレクタ装置及び半導体記憶装置
CN113388777B (zh) * 2021-04-22 2022-07-08 宁国市开源电力耐磨材料有限公司 一种耐磨铸钢件及其制备工艺
CN117381942B (zh) * 2023-10-10 2024-05-03 广州市恒宏生态建材有限公司 一种环保耐磨的无机生态石的制备工艺

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4923665A (en) * 1981-10-30 1990-05-08 Aktieselskabet Aalborg Portland-Cement-Fabrik Method of improving characteristics of a moulded body
US5316851A (en) * 1991-06-12 1994-05-31 General Electric Company Silicon carbide composite with metal boride coated fiber reinforcement
US6024804A (en) * 1997-05-02 2000-02-15 Ohio Cast Products, Inc. Method of preparing high nodule malleable iron and its named product
US6073518A (en) * 1996-09-24 2000-06-13 Baker Hughes Incorporated Bit manufacturing method
US20100044114A1 (en) * 2008-08-22 2010-02-25 Tdy Industries, Inc. Earth-boring bits and other parts including cemented carbide
US20100278604A1 (en) * 2007-01-18 2010-11-04 Glass Kevin L Casting of tungsten carbide matrix bit heads and heating bit head portions with microwave radiation

Family Cites Families (149)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1939991A (en) 1931-12-17 1933-12-19 Hard Metal Alloys Inc Diamond cutting tool or the like and method of making the same
US1978319A (en) 1932-06-16 1934-10-23 Harold W Mowery Method of making abrasive metal castings
US2130684A (en) 1936-10-30 1938-09-20 Heald Machine Co Method of forming a cutting tool
US2260593A (en) 1940-05-27 1941-10-28 Texas Electric Steel Casting C Method of making wear resistant surfaces
US2363272A (en) 1942-07-10 1944-11-21 Taeyaerts Jan Diamond-tipped tool and method of making the same
US2603985A (en) 1949-09-29 1952-07-22 Bennie J Vidmar Method of repointing dipper teeth
US2714245A (en) * 1951-12-07 1955-08-02 Sintercast Corp America Sintered titanium carbide alloy turbine blade
US2731711A (en) 1954-05-13 1956-01-24 Gen Electric Sintered tungsten carbide composition
US2833638A (en) * 1955-03-24 1958-05-06 Servco Mfg Corp Hard facing material and method of making
NL275996A (ru) 1961-09-06
NL290912A (ru) 1962-11-15
US3149411A (en) 1962-12-21 1964-09-22 Jersey Prod Res Co Composite materials containing cemented carbides
US3168767A (en) 1963-04-01 1965-02-09 Kenneth V Lutz Method of and product for rebuilding tampers on compaction rollers
AT282213B (de) * 1968-06-04 1970-06-25 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum Erzeugen scharfer Kanten beim Panzern von Maschinenteilen und Werkstücken
US3608170A (en) * 1969-04-14 1971-09-28 Abex Corp Metal impregnated composite casting method
US3882594A (en) 1972-02-22 1975-05-13 Servco Co Method of forming a hard facing on the body of a tool
US3790353A (en) 1972-02-22 1974-02-05 Servco Co Division Smith Int I Hard-facing article
US3894575A (en) 1972-06-05 1975-07-15 Textron Inc High density carbide stud
US3777517A (en) 1972-06-07 1973-12-11 Warren M Shwayder Saw and impact resistant lock shackle
US3932952A (en) 1973-12-17 1976-01-20 Caterpillar Tractor Co. Multi-material ripper tip
US3889093A (en) 1974-01-23 1975-06-10 Kennametal Inc Hardfaced member and method of attaching hardfacing element thereto
US3977227A (en) 1974-02-25 1976-08-31 Noble Charles H Method of cold extruding ductile cast iron tube
US4017480A (en) 1974-08-20 1977-04-12 Permanence Corporation High density composite structure of hard metallic material in a matrix
JPS599615B2 (ja) 1974-09-25 1984-03-03 株式会社リケン 超塑性を有する強靭球状黒鉛鋳鉄及び熱処理方法
US3972570A (en) 1975-04-17 1976-08-03 Caterpillar Tractor Co. Wear-resistant composite track shoe
US3955855A (en) 1975-04-17 1976-05-11 Caterpillar Tractor Co. Wear-resistant composite track link
US4024902A (en) 1975-05-16 1977-05-24 Baum Charles S Method of forming metal tungsten carbide composites
US4013453A (en) 1975-07-11 1977-03-22 Eutectic Corporation Flame spray powder for wear resistant alloy coating containing tungsten carbide
SE399911C (sv) 1976-02-05 1980-02-18 Sandvik Ab Slitdetalj med hog slitstyrka och god hallfasthet, sammansatt av hardmetall och gjutjern
US4052802A (en) 1976-02-23 1977-10-11 Caterpillar Tractor Co. Ground-engaging tool with wear-resistant insert
US4136230A (en) 1976-07-29 1979-01-23 Eutectic Corporation Wear resistant alloy coating containing tungsten carbide
US6735890B2 (en) 2001-07-06 2004-05-18 Esco Corporation Wear assembly
US4187626A (en) 1978-02-27 1980-02-12 Esco Corporation Excavating tool having hard-facing elements
US4156374A (en) 1978-03-20 1979-05-29 Shwayder Warren M Pre-formed wear pads for drill stabilizers
US4274769A (en) 1978-04-21 1981-06-23 Acker Drill Company, Inc. Impregnated diamond drill bit construction
GB2041427B (en) 1978-11-01 1982-08-18 Nl Industries Inc Insert for tool wear surfaces and method of manufacture
US4327156A (en) 1980-05-12 1982-04-27 Minnesota Mining And Manufacturing Company Infiltrated powdered metal composite article
JPS5788966A (en) 1980-11-21 1982-06-03 Komatsu Ltd Production of abrasion resistant composite material
US4363661A (en) * 1981-04-08 1982-12-14 Ford Motor Company Method for increasing mechanical properties in ductile iron by alloy additions
JPS57171563A (en) 1981-04-15 1982-10-22 Komatsu Ltd Abrasion resistant material
US4608318A (en) 1981-04-27 1986-08-26 Kennametal Inc. Casting having wear resistant compacts and method of manufacture
US4529042A (en) 1981-05-29 1985-07-16 Adams Hard-Facing Company, Inc. Tillage tool appendage
JPS6017819B2 (ja) * 1982-04-01 1985-05-07 マツダ株式会社 高温耐酸化性、耐熱疲労性に優れた球状黒鉛鋳鉄
US4452325A (en) 1982-09-27 1984-06-05 Conoco Inc. Composite structure for cutting tools
US5178647A (en) * 1983-07-29 1993-01-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Wear-resistant member
US4499795A (en) 1983-09-23 1985-02-19 Strata Bit Corporation Method of drill bit manufacture
DE3334815C1 (de) 1983-09-26 1984-10-18 Siku GmbH Metall- und Kunststoffwarenfabrik, Rickenbach Werkzeug
US4605157A (en) 1984-01-31 1986-08-12 Nl Industries, Inc. Drill bit manufacturing method
US4526220A (en) 1984-03-16 1985-07-02 Scherer John R Method for improving performance of chaplets in metal casting
US4638847A (en) 1984-03-16 1987-01-27 Giw Industries, Inc. Method of forming abrasive resistant white cast iron
JPS61190353A (ja) 1985-02-20 1986-08-25 Fuji Xerox Co Ltd 複写機のオゾン排出装置
US4719076A (en) 1985-11-05 1988-01-12 Smith International, Inc. Tungsten carbide chips-matrix bearing
US4933240A (en) 1985-12-27 1990-06-12 Barber Jr William R Wear-resistant carbide surfaces
US4676124A (en) 1986-07-08 1987-06-30 Dresser Industries, Inc. Drag bit with improved cutter mount
US4705123A (en) 1986-07-29 1987-11-10 Strata Bit Corporation Cutting element for a rotary drill bit and method for making same
US4938991A (en) 1987-03-25 1990-07-03 Dresser Industries, Inc. Surface protection method and article formed thereby
US5090491A (en) 1987-10-13 1992-02-25 Eastman Christensen Company Earth boring drill bit with matrix displacing material
GB8725671D0 (en) 1987-11-03 1987-12-09 Reed Tool Co Manufacture of rotary drill bits
US4884477A (en) 1988-03-31 1989-12-05 Eastman Christensen Company Rotary drill bit with abrasion and erosion resistant facing
FR2632353A1 (fr) 1988-06-02 1989-12-08 Combustible Nucleaire Outil pour machine d'abattage minier comportant une piece abrasive diamantee
US4916869A (en) 1988-08-01 1990-04-17 L. R. Oliver & Company, Inc. Bonded abrasive grit structure
US5066546A (en) 1989-03-23 1991-11-19 Kennametal Inc. Wear-resistant steel castings
US5027878A (en) 1989-10-05 1991-07-02 Deere & Company Method of impregnation of iron with a wear resistant material
US5030519A (en) 1990-04-24 1991-07-09 Amorphous Metals Technologies, Inc. Tungsten carbide-containing hard alloy that may be processed by melting
US5190092A (en) 1990-08-08 1993-03-02 Deere & Company Method of impregnation of iron with a wear-resistant material
US5113924A (en) 1990-08-17 1992-05-19 Hitchiner Manufacturing Co., Inc. Method of casting wear-resistant, cast iron machine element
FR2667088B1 (fr) 1990-09-20 1994-10-14 Technogenia Sa Dent pour outil d'excavation.
US5355750A (en) 1991-03-01 1994-10-18 Baker Hughes Incorporated Rolling cone bit with improved wear resistant inserts
US5111600A (en) 1991-07-30 1992-05-12 Caterpillar Inc. Tooth with hard material applied to selected surfaces
US5299620A (en) 1992-01-21 1994-04-05 Deere & Company Metal casting surface modification by powder impregnation
JP2593935Y2 (ja) * 1992-01-31 1999-04-19 東芝タンガロイ株式会社 リングビット
JPH0639523A (ja) * 1992-07-23 1994-02-15 Toshiba Mach Co Ltd 高強度耐食、耐摩耗性部材の製造方法
JPH0679435A (ja) * 1992-09-01 1994-03-22 Eagle Ind Co Ltd 掘削用ビットの製造方法
US5271547A (en) 1992-09-15 1993-12-21 Tunco Manufacturing, Inc. Method for brazing tungsten carbide particles and diamond crystals to a substrate and products made therefrom
US5373907A (en) 1993-01-26 1994-12-20 Dresser Industries, Inc. Method and apparatus for manufacturing and inspecting the quality of a matrix body drill bit
JPH06240710A (ja) 1993-02-10 1994-08-30 Komatsu Ltd 異種材複合型切刃とその製造方法
JPH0778242B2 (ja) 1993-02-12 1995-08-23 日本ユテク株式会社 耐摩耗性複合金属部材の製造方法
FI935559A (fi) 1993-06-14 1994-12-15 Robit Rocktools Ab Oy Menetelmä kovametallinastojen kiinnittämiseksi porakruunuun ja porakruunu
US5441121A (en) 1993-12-22 1995-08-15 Baker Hughes, Inc. Earth boring drill bit with shell supporting an external drilling surface
US5765624A (en) 1994-04-07 1998-06-16 Oshkosh Truck Corporation Process for casting a light-weight iron-based material
GB2288351B (en) 1994-04-08 1998-03-18 Cutting & Wear Resistant Dev Method for facing a substrate
US5502905A (en) 1994-04-26 1996-04-02 Caterpillar Inc. Tooth having abrasion resistant material applied thereto
US5445231A (en) * 1994-07-25 1995-08-29 Baker Hughes Incorporated Earth-burning bit having an improved hard-faced tooth structure
US5589268A (en) 1995-02-01 1996-12-31 Kennametal Inc. Matrix for a hard composite
US5737980A (en) 1996-06-04 1998-04-14 Smith International, Inc. Brazing receptacle for improved PCD cutter retention
US5880382A (en) 1996-08-01 1999-03-09 Smith International, Inc. Double cemented carbide composites
US6050208A (en) 1996-11-13 2000-04-18 Fern Investments Limited Composite structural laminate
US6039641A (en) 1997-04-04 2000-03-21 Sung; Chien-Min Brazed diamond tools by infiltration
US6033791A (en) 1997-04-04 2000-03-07 Smith And Stout Research And Development, Inc. Wear resistant, high impact, iron alloy member and method of making the same
US5837069A (en) 1997-09-16 1998-11-17 Weyburn-Bartel Inc. Cast iron components and method of making
US20040006074A1 (en) * 1998-04-28 2004-01-08 The Government Of The United States Of America Cyclin dependent kinase (CDK)4 inhibitors and their use for treating cancer
US6220117B1 (en) 1998-08-18 2001-04-24 Baker Hughes Incorporated Methods of high temperature infiltration of drill bits and infiltrating binder
US6649682B1 (en) * 1998-12-22 2003-11-18 Conforma Clad, Inc Process for making wear-resistant coatings
US6258180B1 (en) 1999-05-28 2001-07-10 Waupaca Foundry, Inc. Wear resistant ductile iron
DE19924683C2 (de) 1999-05-28 2002-02-28 Betek Bergbau & Hartmetall Verfahren zur Bestückung eines Meißelkopfes eines Schaftmeißels und Meißel
JP2001248127A (ja) 1999-12-27 2001-09-14 Komatsu Ltd カッティングエッジ
US6571493B2 (en) * 1999-12-27 2003-06-03 Komatsu Ltd. Cutting edge
US6601789B1 (en) 2000-03-22 2003-08-05 Spokane Industries, Inc. Rock crusher impact shoe
US6347676B1 (en) * 2000-04-12 2002-02-19 Schlumberger Technology Corporation Tooth type drill bit with secondary cutting elements and stress reducing tooth geometry
US6719948B2 (en) 2000-05-22 2004-04-13 Massachusetts Institute Of Technology Techniques for infiltration of a powder metal skeleton by a similar alloy with melting point depressed
AUPQ933400A0 (en) 2000-08-10 2000-08-31 Huggett, Paul A method of manufacturing metallic composites produced thereby
CN1108211C (zh) * 2000-09-14 2003-05-14 四川大学 铁基表面复合材料凸轮轴及其制造方法
ATE452248T1 (de) 2001-07-06 2010-01-15 Esco Corp Kupplung für ein bagger-verschleissteil
CA2468352C (en) 2001-12-04 2010-06-15 Claude Poncin Cast parts with enhanced wear resistance
US7017677B2 (en) 2002-07-24 2006-03-28 Smith International, Inc. Coarse carbide substrate cutting elements and method of forming the same
US20030213861A1 (en) 2002-05-15 2003-11-20 Condon Gary J. Crusher wear components
US7261752B2 (en) 2002-09-24 2007-08-28 Chien-Min Sung Molten braze-coated superabrasive particles and associated methods
US7250069B2 (en) * 2002-09-27 2007-07-31 Smith International, Inc. High-strength, high-toughness matrix bit bodies
RU2228409C1 (ru) 2002-10-29 2004-05-10 Военно-технический университет при Федеральной службе специального строительства Российской Федерации Способ изготовления зуба землеройной машины
CN1747797B (zh) 2003-02-07 2011-08-17 戴蒙得创新股份有限公司 具有扩大抵抗能力的设备磨损表面及其加工方法
US20040234820A1 (en) 2003-05-23 2004-11-25 Kennametal Inc. Wear-resistant member having a hard composite comprising hard constituents held in an infiltrant matrix
US7395882B2 (en) 2004-02-19 2008-07-08 Baker Hughes Incorporated Casing and liner drilling bits
JP2005273439A (ja) * 2004-02-26 2005-10-06 Kubota Corp 掘削用のビット
AU2005202371B2 (en) 2005-05-31 2010-09-23 Sandvik Intellectual Property Ab Method for manufacturing a cutting pick
CA2511309C (en) 2005-06-29 2010-02-16 Ibex Welding Technologies Inc. Method of hard coating a surface with carbide
US7597159B2 (en) 2005-09-09 2009-10-06 Baker Hughes Incorporated Drill bits and drilling tools including abrasive wear-resistant materials
US8002052B2 (en) 2005-09-09 2011-08-23 Baker Hughes Incorporated Particle-matrix composite drill bits with hardfacing
CA2625521C (en) 2005-10-11 2011-08-23 Baker Hughes Incorporated System, method, and apparatus for enhancing the durability of earth-boring bits with carbide materials
WO2007059568A1 (en) 2005-11-22 2007-05-31 Composite Alloy Products Pty Ltd A method of manufacturing metallic composites in an inert atmosphere and composites produced thereby
UA15945U (en) 2006-02-10 2006-07-17 Larysa Hryhorivna Babiieva Heat-supply system
US7510032B2 (en) 2006-03-31 2009-03-31 Kennametal Inc. Hard composite cutting insert and method of making the same
US7568770B2 (en) 2006-06-16 2009-08-04 Hall David R Superhard composite material bonded to a steel body
US7445294B2 (en) 2006-08-11 2008-11-04 Hall David R Attack tool
KR100783100B1 (ko) * 2006-11-17 2007-12-07 주식회사 티엠시 굴착기 바켓용 팁 및 그의 제조 방법
US7824605B2 (en) 2006-12-15 2010-11-02 Dexter Foundry, Inc. As-cast carbidic ductile iron
US7523794B2 (en) 2006-12-18 2009-04-28 Hall David R Wear resistant assembly
WO2008086083A2 (en) 2007-01-08 2008-07-17 Halliburton Energy Services, Inc. Drill bits and other downhole tools with hardfacing having tungsten carbide pellets and other hard materials
JP2008246550A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Iwate Industrial Research Center プリフォームの製造方法，プリフォーム及びプリフォームを使用した鋳ぐるみ品
CA2585688C (en) 2007-04-20 2014-10-14 Igor Tsypine Wear-resistant castings and method of fabrication thereof
CN100509213C (zh) * 2007-04-24 2009-07-08 昆明理工大学 制备颗粒增强金属基表面复合材料的真空实型铸渗方法
US8241761B2 (en) 2007-08-15 2012-08-14 Mikhail Garber Abrasion and impact resistant composite castings for working in condition of wear and high dynamic loads
CN101134237B (zh) * 2007-10-11 2010-06-30 丁家伟 增强相金属梯度复合材料制造工艺及设备
US8252225B2 (en) 2009-03-04 2012-08-28 Baker Hughes Incorporated Methods of forming erosion-resistant composites, methods of using the same, and earth-boring tools utilizing the same in internal passageways
WO2009086590A1 (en) 2008-01-04 2009-07-16 Excalibur Steel Company Pty Ltd Wear resistant components
US7846381B2 (en) * 2008-01-29 2010-12-07 Aarrowcast, Inc. Ferritic ductile cast iron alloys having high carbon content, high silicon content, low nickel content and formed without annealing
WO2009155655A1 (en) 2008-06-27 2009-12-30 Excalibur Steel Company Pty Ltd Manufacture of wear resistant composite components
US8191291B2 (en) 2008-07-09 2012-06-05 Esco Corporation Wear member for excavating equipment
CN101412098B (zh) * 2008-12-03 2011-05-04 西安建筑科技大学 一种原生柱状硬质相复合耐磨块的制备方法
CA2747878A1 (en) * 2008-12-23 2010-07-01 Excalibur Steel Company Pty Ltd Method of manufacturing components
US20100181116A1 (en) 2009-01-16 2010-07-22 Baker Hughes Incororated Impregnated drill bit with diamond pins
US7897204B2 (en) 2009-01-29 2011-03-01 Nanotech Industries, Inc. Method of strengthening tool material by penetration of reinforcing particles
US8201648B2 (en) 2009-01-29 2012-06-19 Baker Hughes Incorporated Earth-boring particle-matrix rotary drill bit and method of making the same
WO2010105151A2 (en) 2009-03-13 2010-09-16 Smith International, Inc. Carbide composites
US8136571B2 (en) 2009-05-19 2012-03-20 Debruin Mark Carbidic outer edge ductile iron product, and as cast surface alloying process
JP2010274323A (ja) * 2009-06-01 2010-12-09 Sapporo Kokyu Imono Co Ltd セラミックス金属鋳ぐるみ複合材料及びその製造方法
CN201944152U (zh) * 2010-08-06 2011-08-24 昆明理工大学 表面强化的球墨铸铁刹车盘
JOP20200150A1 (ar) * 2011-04-06 2017-06-16 Esco Group Llc قطع غيار بأوجه مقواه باستخدام عملية التقسية المصلدة والطريقة والتجميع المرافق للتصنيع
CN102274946A (zh) * 2011-08-29 2011-12-14 镇江汇通金属成型有限公司 一种复合压铸冲头
US8800848B2 (en) 2011-08-31 2014-08-12 Kennametal Inc. Methods of forming wear resistant layers on metallic surfaces

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4923665A (en) * 1981-10-30 1990-05-08 Aktieselskabet Aalborg Portland-Cement-Fabrik Method of improving characteristics of a moulded body
US5316851A (en) * 1991-06-12 1994-05-31 General Electric Company Silicon carbide composite with metal boride coated fiber reinforcement
US6073518A (en) * 1996-09-24 2000-06-13 Baker Hughes Incorporated Bit manufacturing method
US6024804A (en) * 1997-05-02 2000-02-15 Ohio Cast Products, Inc. Method of preparing high nodule malleable iron and its named product
US20100278604A1 (en) * 2007-01-18 2010-11-04 Glass Kevin L Casting of tungsten carbide matrix bit heads and heating bit head portions with microwave radiation
US20100044114A1 (en) * 2008-08-22 2010-02-25 Tdy Industries, Inc. Earth-boring bits and other parts including cemented carbide

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2765870C2 (ru) * 2019-08-05 2022-02-04 Акционерное общество "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МАШИНОСТРОЕНИЯ" (АО "НИИМаш") Способ соединения деталей и устройство для его осуществления
RU2753362C1 (ru) * 2020-11-11 2021-08-13 Акционерное общество "Пермский завод "Машиностроитель" Способ наплавки медных сплавов на сталь

Also Published As

Publication number Publication date
AP2014007838A0 (en) 2014-07-31
CN110153396A (zh) 2019-08-23
CN104093510B (zh) 2017-07-07
PH12014501414B1 (en) 2014-09-22
KR20140119061A (ko) 2014-10-08
TWI567270B (zh) 2017-01-21
US10543528B2 (en) 2020-01-28
SG11201403315YA (en) 2014-09-26
BR112014018839B1 (pt) 2019-03-26
MX2014008869A (es) 2014-09-01
MX370222B (es) 2019-12-05
CL2014001962A1 (es) 2014-10-10
US20130196169A1 (en) 2013-08-01
PE20142428A1 (es) 2015-01-22
AU2013202962C1 (en) 2016-04-07
BR112014018839A8 (pt) 2017-07-11
JP2015512785A (ja) 2015-04-30
PH12014501414A1 (en) 2014-09-22
AR089851A1 (es) 2014-09-24
KR102037764B1 (ko) 2019-10-29
CN104093510A (zh) 2014-10-08
JO3717B1 (ar) 2021-01-31
EP2809466B8 (en) 2018-11-14
PL2809466T3 (pl) 2019-02-28
WO2013116183A1 (en) 2013-08-08
AU2013202962A1 (en) 2013-08-15
MY167939A (en) 2018-10-04
UA114099C2 (xx) 2017-04-25
CN105414532A (zh) 2016-03-23
JP6445868B2 (ja) 2018-12-26
TR201816566T4 (tr) 2018-11-21
MX2019014693A (es) 2020-02-07
HRP20182085T1 (hr) 2019-02-08
CO7030955A2 (es) 2014-08-21
US20200139431A1 (en) 2020-05-07
TW201337071A (zh) 2013-09-16
BR112014018839A2 (ru) 2017-06-20
EP2809466A4 (en) 2015-07-22
NZ710921A (en) 2017-02-24
ES2693770T3 (es) 2018-12-13
NZ626215A (en) 2016-03-31
HK1198149A1 (en) 2015-03-13
CA2860627A1 (en) 2013-08-08
EP2809466A1 (en) 2014-12-10
EA201400851A1 (ru) 2014-11-28
EP2809466B1 (en) 2018-09-12
AU2013202962B2 (en) 2015-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA032732B1 (ru) Износостойкий материал и система и способ создания износостойкого материала
JP2015512785A5 (ru)
JP5961194B2 (ja) 切削工具又は穴開け工具に使用するための部材であって、バインダ相内に分散された硬質粒子を構成要素とする稠密材料の少なくとも１つのブロックを含む部材の製造方法
JP2012500914A (ja) 超硬合金を含む土木掘削ビット及び他の部品
EP1960630A1 (en) Earth-boring rotary drill bits and methods of forming earth-boring rotary drill bits
FI115830B (fi) Menetelmä monimateriaalikomponenttien valmistamiseksi sekä monimateriaalikomponentti
WO2017011825A1 (en) Composite downhole tool
US20090148336A1 (en) Cast-in cemented carbide components
TWI773794B (zh) 用於研磨應用的硬化表面產品及其製造方法
JP2008246550A (ja) プリフォームの製造方法，プリフォーム及びプリフォームを使用した鋳ぐるみ品
JP4524591B2 (ja) 複合材料およびその製造方法
US10201890B1 (en) Sintered metal carbide containing diamond particles and induction heating method of making same
JP2003193210A5 (ru)
OA17011A (en) Wear resistant material and system and method of creating a wear resistant material.
CN107735198A (zh) 具有纤维增强衬底的聚晶金刚石复合片

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU