FI118518B - Menetelmä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen valmistamiseksi sekä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen käyttö - Google Patents

Menetelmä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen valmistamiseksi sekä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen käyttö Download PDF

Info

Publication number
FI118518B
FI118518B FI20060071A FI20060071A FI118518B FI 118518 B FI118518 B FI 118518B FI 20060071 A FI20060071 A FI 20060071A FI 20060071 A FI20060071 A FI 20060071A FI 118518 B FI118518 B FI 118518B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
wear
resistant
base material
materials
component
Prior art date
Application number
FI20060071A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20060071A (fi
FI20060071A0 (fi
Inventor
Jari Liimatainen
Jussi Hellman
Original Assignee
Metso Powdermet Oy
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 Metso Powdermet Oy filed Critical Metso Powdermet Oy
Publication of FI20060071A0 publication Critical patent/FI20060071A0/fi
Priority to FI20060071A priority Critical patent/FI118518B/fi
Priority to BRPI0707254A priority patent/BRPI0707254B8/pt
Priority to PCT/FI2007/050031 priority patent/WO2007085694A1/en
Priority to RU2008134483/21A priority patent/RU2415711C2/ru
Priority to US12/087,733 priority patent/US8034205B2/en
Priority to CN2007800034523A priority patent/CN101374602B/zh
Priority to CA2636769A priority patent/CA2636769C/en
Priority to AU2007209263A priority patent/AU2007209263B2/en
Priority to EP07700296.2A priority patent/EP1979098A4/en
Publication of FI20060071A publication Critical patent/FI20060071A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI118518B publication Critical patent/FI118518B/fi
Priority to NO20083417A priority patent/NO340266B1/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C1/00Crushing or disintegrating by reciprocating members
    • B02C1/02Jaw crushers or pulverisers
    • B02C1/10Shape or construction of jaws
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/26Details
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/26Details
    • B02C13/28Shape or construction of beater elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/18Details
    • B02C17/22Lining for containers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C4/00Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/28Details
    • B02C4/30Shape or construction of rollers
    • B02C4/305Wear resistant rollers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C2210/00Codes relating to different types of disintegrating devices
    • B02C2210/02Features for generally used wear parts on beaters, knives, rollers, anvils, linings and the like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/12Copper or alloys thereof
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1002Methods of surface bonding and/or assembly therefor with permanent bending or reshaping or surface deformation of self sustaining lamina

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Description

118518 MENETELMÄ MONIMATERIAALIKOMPONENTIN TAI -RAKENTEEN VALMISTAMISEKSI SEKÄ MONIMATERIAALIKOMPONENTIN TAI -RAKENTEEN KÄYTTÖ 5 Keksintö liittyy monimateriaalikomponenttien tai -rakenteiden valmistukseen valmistamalla kappaleita ainakin kahdesta eri materiaalista, jotka kappaleet liitetään toisiinsa monimateriaalikomponentin tai -rakenteen aikaansaamiseksi.
Taustaa 10 Kulumista kestäviä rakenteita ja komponentteja käytetään esimerkiksi kivi-, rakennus- tai kierrätysmateriaalin koon pienennykseen tarkoitetuissa laitteissa. Näissä prosesseissa komponenttien välissä puristuva tai rakenteiden ja komponenttien pintoja vasten törmäävä hienonnettava materiaali kuluttaa komponenttien pintoja laajuudessa, joka määräytyy kosketusten pintapaineesta, liikenopeuksista, komponenttien pintojen 1S materiaaliominaisuuksista sekä hienonnettavan materiaalin fysikaalisista ominaisuuksista, kuten puristuslujuudesta ja tribologisista ominaisuuksista. Toisin sanoen sekä hienonnettavan materiaalin liike komponenttien pintojen suhteen että tunkeutuminen komponenttien pintaan vaikuttavat komponenttien kokemaan kulumiseen: Komponenttien pintojen suhteen liikkuva aines aiheuttaa leikkautumista ja urittumista ja 20 pintaan tunkeutuva aines synnyttää vaikutusalueelleen purseita, jotka tapahtumakulun :'.(t uusiutuessa helposti irtoavat rakenteiden ja komponenttien pinnasta murtumalla, väsymällä tai lastunmuodostuksen kautta. Laitteiden geometria, komponenttien liiketilat ·· : *": sekä hienonnettavan aineksen virtausparametrit määräävät rakenteiden j a komponenttien ··· : kulumisen voimakkuuden niiden eri osissa ja laitteessa yleensä.
··· *· Ai- : : 25 • · ♦
Rakenteiden ja komponenttien tehollista käyttöikää pyritään yleisesti lisäämään paitsi *« • *·· vaikuttamalla laitteiden geometriaan ja sisäisiin virtausolosuhteisiin myös erityisesti · t :: edullisilla materiaalivalinnoilla. Yleisesti tunnettujen metallisten « ; * ·'; kulumissuoj amateriaalien tribologiset ominaisuudet perustuvat esimerkiksi kyseisten : *": 30 metalliseosten suotuisaan seostukseen ja mahdollisiin partikkelilisäyksiin, • · ; 1*. valmistusprosesseihin sekä jatkoprosessointiin, kuten lämpökäsittelyihin, joiden kaikkien • · · • M · . * · ·. yhteisvaikutuksena niiden mikrorakenteeseen luodaan keskimääräistä paremmin • · · * kulumisilmiöitä vastustavia faaseja, jotka tyypillisesti ovat kovia, mutta joilla usein on 2 118518 alhainen sitkeys ja väsymiskestävyys. Koska rakenteilta ja komponenteilta vaaditaan myös muita kuin tribologisia ominaisuuksia, niitä ei yleensä voida kokonaan valmistaa mikrorakenteeltaan edellä kuvatun kaltaisista materiaaleista. Toisaalta myös rakenteiden ja komponenttien kulumismuodon ohjaaminen esimerkiksi laitteiden geometrian ja 5 sisäisen virtausmallin säilyttämiseksi voivat vaatia rakenteiden ja komponenttien eri osien valmistamista toisistaan poikkeavista materiaaleista. Monimateriaalikomponenttien valmistuksessa käytetyt menetelmät joudutaan lähes poikkeuksetta sovittamaan kaikkien rakenteen muodostavien materiaalien vaatimusten mukaan, jolloin kunkin materiaalin saavuttamat ominaisuudet jäävät kyseisten materiaalien tavoitetasosta, eikä rakenteen tai 10 komponentin suorituskyky ole paras mahdollinen. Toinen merkittävä haaste on eri materiaaleista muodostuvien osien tai osioiden mitta-ja muotosovitteiden säilyminen rakenteiden ja komponenttien kokoonpanossa sekä sitä seuraavissa käsittelyissä, jotka toisistaan poikkeavat materiaalit sekä niiden rajapinta kokevat yhdessä. Tällöin kontaktissa tai liitettynä olevien materiaalien erilaisesta käyttäytymisestä, esim.
15 poikkeavista tilavuudenmuutoksista, voi seurata rakenteen tai komponentin vaurio.
Edellä mainitut vaatimukset sulkevat useita valmistusmenetelmiä kokonaan pois tai vähintäänkin monimutkaistavat valmistusprosesseja kohtuuttomasti kaupallista hyödynnettävyyttä ajatellen.
20 Patenttijulkaisujen JP5317731, JP5317732 ja JP6079187 mukaisissa menetelmissä ja j *. # # kulutusosissa pyritään päinvastoin valmistamaan rakenteita, joissa sijoittamalla kulumista • • * *'* · kestävään runko-osaan huonommin kulutusta kestäviä osia, pyritään nopeuttamaan ··» : * * ’; kulumista valituilla alueilla ja siten ohjaamaan kulutusosien pinnanmuotoa.
*·· • · · • · · ··· 25 Patenttijulkaisussa JP2001165146 esitetyissä kulutusosissa yhdistetään toista paremmin kulutusta kestävää materiaalia kulumismuodon ohjaamiseksi, mutta esitetään tavoitteen • m • *·· mukaisten rakenteiden valmistamiseksi vain tarkkoja muoto- ja mittasovitteita vaativa • · liitostapa, joka ei ole kustannustehokkuutta ajatellen mielekäs.
· · • · * • · · m :***: 30 Edelleen patenttijulkaisussa JP7323238 tavoitellaan rakenteiden kokoonpanossa suoraan • · : /, kulutusosien toiminnallisesti suotuisinta muotoa asentamalla osien runkoihin tarkasti • · · *·* * . * * *. muotoiltuja kulumissuoj apaloj a, eikä voida ohittaa sekä runko-osien että • ··* kulumissuojapaloj en valmistuksen monivaiheista ja kallista prosessia.
3 118518
Patenttijulkaisuissa JP2001269589 ja US 6,123,279 on esitetty kulutusosia, joissa on vastaavasti tavoiteltu kulumiskestävyyden lisäystä asentamalla kulutusosan runkoon kulumista kestävää materiaalia, mutta käyttäen kiinnittämiseen geometristä 5 muotolukitusta, j oka samoin vaatii teknisesti vaativien j a kustannuksia lisäävien muodonantomenetelmien soveltamista vaikeasti työstettäville ja muovattaville kulumissuojamateriaaleille, kuten jälkimmäisen julkaisun mukaisille kovametalleille, ennen kuin päästään asennuksessa vaadittavaan mitta- ja muototarkkuuteen.
10 Samoin patenttijulkaisussa JP2004160360 esitetään, että kulumista kestävät osat on liitosta varten muotoiltava (uritettava) tietyllä tavalla, mikä ei teknisesti ja taloudellisesti ole kannattavaa keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettäville kulumista kestäville materiaaleille.
15 Patenttijulkaisussa WO 03/099443 AI esitetään monimateriaalirakenteiden valmistusmenetelmä, jossa kulumista kestävää materiaalia tai materiaaleja liitetään koneistettavaa materiaalia olevaan runko-osaan isostaattisen kuumapuristuksen avulla suoraan diffuusioliitoksella tai käyttäen pulverimaista lisäainetta liitettävien rungon ja kulumista kestävien kappaleiden välissä. Menetelmän edellyttämä rakenteen kaasutiivis ....: 20 kapselointi j a yleensä vaadittava liitettävien kappaleiden vähintään osittainen koneistus r. ^ lisäävät rakenteiden ja komponenttien valmistuksen työvaiheita ja nostavat liiaksi ;' *'; valmistuskustannuksia, jotta menetelmän hyödyntäminen olisi taloudellisesti edullista.
• * ·
Ml • · * · f · * : : Patenttijulkaisussa US 6,523,767 on esitetty ratkaisu kulumissuojapalojen liittämiseksi 25 valssimurskaimen runkoon adhesiivin välityksellä tai juottamalla. Ratkaisussa kulumissuojapalat sovitetaan murskaimen runkoon muodostettuihin onkaloihin ja • • * · · adhesiiviliitos toteutetaan kulumissuoj apalan j a onkalon pohj an tiettyyn pinnanlaatuun • · *... · viimeisteltyj en pintoj en välillä.
··» • · · 11« :***: 30 Patenttijulkaisussa DE 197 21 637 on esitetty leukamurskaimen tai esimerkiksi heiluri-
Ml : λ tai kiertomurskaimen kulutusosia, joiden kulumiskestävyyttä on lisätty kovajuottamalla
Ml I
, · * ·. valetun tai taotun/valssatun kulutusosarungon murskauspinnoille tehtyihin
Ml* kiinnityskohtiin muotolukittuja kulumissuoj apaloj a.
4 118518
Julkaisussa JP 7-241484 esitetyssä ratkaisussa keskipakomurskaimen roottorin kärkeen liitetään kovametallikärki tai -kärkiä adhesiivin välityksellä.
5 Patenttijulkaisussa GB 1 480 057 esitetyssä ratkaisussa kierrätetään tylsiä tai murtuneita lamellimaisia teräpaloja liittämällä niitä huonommin kulumista kestävään runkoon mm. adhesiivin välityksellä.
Keksinnön kuvaus 10 Nyt tehdyn keksinnön mukaisella ratkaisulla aikaansaadaan tyypillisesti kulutusosana käytettävä monimateriaalikomponentti tai -rakenne yhdistämällä väljin mitta- ja muotovaatimuksin valmistetut osat kokonaisuudeksi, joka vasta käytön aikana saavuttaa toiminnallisesti kaikilta osin optimaalisen muodon.
15 Täsmällisemmin keksinnön mukaiselle valmistusmenetelmälle on tunnuksenomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa, sekä keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetun monimateriaalikomponentin tai -rakenteen käytölle se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 10 tunnusmerkkiosassa.
20 Keksintöä kuvataan seuraavassa tarkemmin esimerkinomaisesti viittaamalla oheisiin • · kuvioihin, joissa • ** * . * * *. kuvio 1A esittää erästä keksinnön mukaisen monimateriaalikomponentin ··· perusmateriaalirunkoa, ··* ; ·*· kuvio IB esittää kuvion IA perusmateriaalirungon poikkileikkausta kohdassa ΑΆ, ··· : * * *; 25 kuvio 2 esittää kuvioiden 1A j a 1B perusmateriaalirunkoon liitettäviä ··· materiaalikappaleita, kuvio 3A esittää kuvioiden 1 ja 2 kappaleita liitettynä toisiinsa monimateriaalikomponentiksi, . *: *. kuvio 3B esittää kuvion 3 A monimateriaalikomponentin poikkileikkausta kohdassa 30 A-A, ·«· . *. kuvio 4 esittää erästä vaihtoehtoista keksinnön mukaisen • · · » * · . · · · t monimateriaalikomponentin perusmateriaalirunkoa, kuvio 5 esittää kuvion 4 perusmateriaalirunkoon liitettäviä materiaalikappaleita, ja s 118518 kuvio 6 esittää kuvioiden 4 ja 5 kappaleita liitettynä toisiinsa monimateriaalikomponentiksi.
Kuvioissa IA ja IB esitetty eräs keksinnön mukainen monimateriaalikomponentin 5 perusmateriaalirunko 1 muodostuu perusmateriaalista muodostetusta kappaleesta, johon on muodostettu valmiit kiinnityspaikat 2 liitettäville kappaleille määritettyihin kohtiin perusmateriaalirunkoa, jotka kiinnityspaikat kuvion IA ja IB esimerkissä ovat materiaalin pintaan tehdyt kolot tai onkalot. Rautapohjaisesta (Fe >50%) suhteellisen vähän metallikarbideja, edullisesti alle 10%, sisältävästä perusmateriaalista valmistetaan 10 runko 1 kyseiselle materiaalille hyvin soveltuvalla valmistusmenetelmällä, tyypillisesti valamalla, muotoon, joka käsittää valmiit kiinnityspaikat 2.
Perusmateriaalirungon 1 primäärivalmistuksen, sekä mahdollisesti tarvittavien jälkimuokkauksien tai -työstöjen, jälkeen runko lämpökäsitellään sopivissa 15 prosessiolosuhteissa mahdollisimman edullisten mekaanisten ja tribologisten ominaisuuksien savuttamiseksi perusmateriaalille.
Kuviossa 2 on esitetty kulumista kestävästä materiaalista valmistetut kappaleet 3,4 ja 5, joita on kuvion esimerkissä valmistettu kolmesta erilaisesta materiaalista ja joista 20 materiaaleista kukin omaa ainakin osittain toisistaan eroavat ominaisuudet. Nämä • I*. kulumista kestävää materiaalia olevat kappaleet 3,4 ja 5 valmistetaan kullekin • * ’ *. materiaalille hyvin soveltuvalla valmistusmenetelmällä, kuten esimerkiksi valamalla tai ··· ;' ” · j ollain muulla sula- tai puiverimetallurgisella menetelmällä. Kappaleet 3,4 j a 5 voidaan ·· « j valmistaa suoraan lopulliseen, kiinnityspaikkojaan vastaavaan muotoon tai niille voidaan ·« · 25 primäärivalmistuksen jälkeen suorittaa yksinkertaiset muokkaukset tai koneistukset lopullisen muodon saavuttamiseksi.
» * • t • »* * »·· *. „ ϊ Keksinnön mukaisessa ratkaisussa kulumista kestävästä materiaalista valmistetut ; * · * · kappaleet 3,4 j a 5 on edullisesti valmistettu rautapohj aisesta metalliseoksesta, jonka ·*”: 30 hiilipitoisuus on yli 1,9 paino-%, kovuus on yli 50 HRC, edullisesti yli 54 HRC, ja jonka • · · : ]·. seoksen mikrorakenteessa halkaisijaltaan yli 3 /un suuruisten metallikarbidien osuus on • 9 · .··*. yli 10 %.
• · ·#· 6 118518
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa kulumista kestävän materiaalin tilavuusosuus valmistettavasta monimateriaalikomponentista tai -rakenteesta on edullisesti yli 4% ja suurimman yksittäisen kulumista kestävästä materiaalista valmistetun kappaleen tilavuus on edullisesti enintään 25% koko monimateriaalikomponentin tai -rakenteen 5 tilavuudesta.
Primäärisen j a mahdollisten sekundääristen muokkaustoimenpiteiden jälkeen kulumista kestävät kappaleet 3,4 ja 5 lämpökäsitellään, mahdollisesti toisistaan poikkeavissa prosessiolosuhteissa, jotta kappaleille aikaansaadaan mahdollisimman suotuisat 10 mekaaniset ja tribologiset ominaisuudet. Tyypillisesti kulumista kestävät kappaleet ovat rautapohjaista seosta sisältäen mikrorakenteessaan perusmateriaalirunkoa suuremman tilavuusosuuden kovia faaseja, joiden rae- tai partikkelikoko on edullisesti suurempi kuin perusmateriaalissa vähäisemmässä määrin esiintyvillä samoilla tai muilla kovilla faaseilla.
15
Sekä perusainerungon 1 että kulumista kestävien kappaleiden 3,4, ja 5 mahdollisimman suotuisien mekaanisten ja tribologisten ominaisuuksien saavuttamisella tarkoitetaan tässä yhteydessä esimerkiksi hiilipitoisuudeltaan ja muulta seostukseltaan toisistaan poikkeavien rautapohjaisten seosten karkaisu- ja päästölämpötilojen materiaalikohtaista ....: 20 valintaa siten, että kunkin materiaalin saavuttama kovuus ja sitkeys ovat mahdollisimman • · : *. suotuisat käyttökohteessa multimateriaalikomponentin kuhunkin osaan kohdistuvaa * ** .**·. kuormitusta aj atellen.
···
• M
• · t « ··· • · *; Kuvioissa 3 A j a 3B on esitetty lopullinen monimateriaalikomponentti, joka on • · · j * * *: 25 muodostettu liittämällä perusainerunkoon 1 kulumista kestävät kappaleet 3,4 ja 5
»M
optimaalisiin kohtiin monimateriaalikomponenttiin kohdistuvan kulutuksen sekä j * *.. kulumista kestävien kappaleiden ominaisuuksien perusteella. Kulumista kestävät • ·ι kappaleet 3,4 ja 5 on liitetty perusmateriaalirunkoon 1 prosessilla, jossa kulumista kestävät kappaleet tai runko eivät muodosta sulaa, ja jossa pääsääntöisesti, mutta ei • * * * · 30 välttämättä, on kulumista kestävien kappaleiden sekä rungon välille tuotu sopivan • « · . paksuinen kerros lisäainetta 6, joka on muodostanut liitoksen sekä perusmateriaalirungon 1 että kulumista kestävien kappaleiden 3,4 ja 5 välille ja siten liittänyt ne kaikki • »·* yhtenäiseksi monimateriaalirakenteeksi. Sopiva lisäaine 6 kykenee muodostamaan 7 118518 liitoksen kaikkien kyseisen monimateriaalirakenteen kulumista kestävien kappaleiden ja perusmateriaalia olevan rungon kanssa, mutta ei liitosprosessin edellyttämissä olosuhteissa tai rakenteen tai komponentin käyttöolosuhteissa omaa taipumusta muodostaa yksin tai liitettyjen materiaalien kanssa rakenteen tai komponentin toiminnan 5 kannalta haitallisia reaktiotuotteita. Lisäaineen 6 valinnassa on liitettävien materiaalien ominaisuuksien ohella oleellista myös se, että liitosprosessin termodynaamiset ja kineettiset rajoitukset eivät estä lisäaineen virtausta siten, että vaikka runko ja kulumiskestävät kappaleet on valmistettu väljin mittatoleranssein, muodoltaan usein varsin viimeistelemättöminä, niiden välinen tila täyttyy liitosprosessissa kokonaan tai 10 lähes kokonaan. Kaikki edellä kuvatut rajoitukset huomioiden esimerkiksi hitsaus tai liitosvalu suoraan osien 1,3,4 tai 5 materiaalien koostumusta vastaavilla sulilla ei ole mahdollinen liitostapa.
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa käytetty lisäaine 6 voi edullisesti olla jokin sopiva 15 adhesiivi, joista kaikkein edullisimmat ovat epoksipohjaiset adhesiivit, kumin ja epoksin seokset sekä polyuretaanin ja epoksin seokset. Myös muu kokonaan tai osittain orgaaninen lisäaine, jolla saavutetaan mainituille adhesiiveille tyypillisen vaihteluvälin mukaiset mekaaniset ominaisuudet (esimerkiksi lujuus, leikkauslujuus, Shore D kovuus ja sitkeys) soveltuu erityisen hyvin käytettäväksi keksinnön mukaisessa menetelmässä.
20 Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää myös metallista tai metallipohjaista juoteseosta, · edullisimmin nikkeli- tai kuparipohjaista juotetta tai juoteseosta, prosessissa, jonka .***. lämpötila on korkeintaan 80% liitettävien materiaalien alimman sulamispisteen ·· ;*'*· lämpötilasta ja jonka atmosfäärin kaasujen osapaineet ovat koostumukseltaan,
• M
: · * · mikrorakenteeltaan j a mekaanisilta ominaisuuksiltaan haluttua vastaavan liitoksen j a ·«· : *' *: 25 liitosvyöhykkeen muodostumista suosiva. Keksinnön mukainen ratkaisu ei kuitenkaan • · · ole rajoitettu lisäaineen käyttöön kulutusta kestävien materiaalikappaleiden liittämisessä • *.. perusainerunkoon.
• •t f t • · ··· • *! * · Kuvioissa 4-6 on esitetty vaihtoehtoinen esimerkki keksinnön mukaisesta ratkaisusta, ·*’*· 30 jossa perusmateriaalirunko 7 on kartion muotoinen. Perusmateriaalirunkoon 7 on sen ··· • ]·, valmistuksen yhteydessä muodostettu uramaiset kolot 8 kulumista kestävien kappaleiden • · · t·· · .···, 9 liittämistä varten. Valmis monimateriaalikomponentti muodostetaan liittämällä f · ·· 8 118518 perusmateriaalirunkoon 7 muodostettuihin koloihin 8 kulumista kestävät kappaleet 9 lisäaineen 10 välityksellä.
Keksinnön mukainen ratkaisu ei kuitenkaan ole rajoitettu lisäaineen käyttöön kulutusta 5 kestävien materiaalikappaleiden liittämisessä perusainerunkoon. Liitos voidaan toteuttaa myös siten, että liitettävät kappaleet liitetään toisiinsa esimerkiksi liitettävien pintojen välille mekaanisesti tai painetta välittävän aineen avulla tuotetun paineen ja siitä aiheutuvan materiaalin virtauksen avulla prosessissa, jossa lämpötila liitettävissä kappaleissa on keskimäärin korkeintaan 60% liitettävien materiaalien alimman 10 sulamispisteen lämpötilasta.
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa kulutusosien runkomateriaalin pääasiallinen tehtävä on komponentteihin tai osiin käytössä kohdistuvan mekaanisen kuormituksen kantaminen ja välittäminen edelleen sitä vasten olevien tukipintojen kautta 15 kiinnitysalustana olevan laitteen runkoon, mikä edellyttää materiaalilta riittävää lujuutta, sitkeyttä ja väsymiskestävyyttä. Kulumista kestävien kappaleiden tehtävä kyseisissä monimateriaalirakenteissa ja -komponenteissa rajoittuu pääasiassa kulumissuojaukseen, joten niiden ominaisuudet voidaan valita lähes yksinomaan sen tehtävän mukaisesta vaatimusprofiilista. Tällöin erityisesti materiaalin kovuus ja kyky vastustaa sovelluksen 20 olosuhteille tyypillisten kulumisilmiöiden ja niihin liittyvien materiaalimuutosten I'. etenemistä ovat keskeiset vaatimukset. Edetessään kulumisilmiöt tyypillisesti ilmenisivät • *' * j rakenteen tai komponentin materiaalien urittumisena, kuoppautumisena, purseiluna, ··· ;***· leikkautumisena tai lohkeamisena, mutta oikein valitussa ja käsitellyssä kulumista «•9 : kestävässä materiaalissa ilmiöiden esiintyminen jää vähäiseksi verrattuna rakenteen 25 runkomateriaaliin tai muihin sovelluksessa yleisesti käytettyihin materiaaleihin.
·· • *·· Kulumista kestävän rakenteen tai komponentin kokoonpanoa varten • · · perusmateriaalirunko ja kulumista kestävät kappaleet puhdistetaan primäärivalmistuksen • * · ’: tai sitä seuranneen muokkauksen j a/tai koneistuksen j ättämistä pinnan 30 muutosvyöhykkeistä, kuten hapettumakerroksista, tai epäpuhtauksista, kuten : leikkuunestejäämistä, joilla kaikilla voi olla haitallinen vaikutus runkomateriaalin, • · · IM · ,···. kulumiskestävien kappaleiden ja lisäaineen kokoonpanossa muodostaman ···' liitosvyöhykkeen ominaisuuksiin. Edellä kuvatulla tavalla liitosta varten valmisteltujen 9 118518 rungon ja kulumiskestävien kappaleiden väliin lisätään sopivan vahvuinen kerros kyseiselle materiaaliparille sopivaa lisäainetta liitoksen muodostamiseksi. Liitosprosessin parametrit on valittava siten, että lisäaineen ominaisuudet prosessin olosuhteissa mahdollistavat liitettävien pintojen riittävän kostutuksen sekä lisäaineen virtauksen siten, 5 että rungon j a kulumiskestävien kappaleiden välinen tila täyttyy mahdollisimman täydellisesti. Toisaalta olosuhteet eivät saa suosia lisäaineen liiallisia reaktioita minkään liitokseen osallistuvan materiaalin kanssa.
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa kulumista kestävien materiaalien ominaisuudet sekä 10 kappaleiden koot määritetään edullisesti seuraavalla kaavalla: ((kulumista kestävien materiaalien tilavuusosuuksien summa koko rakenteen tilavuudesta)/5) + ((kulumiskestävien materiaalien HRC-kovuus niiden tilavuusosuuksien suhteessa painotettuna keskiarvona)/10).
15 Tällöin kaavalla tulokseksi saatavan indeksin tulisi olla suurempi kuin 6 ja edullisesti suurempi kuin 10.
Keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetut monimateriaalikomponentit tai -20 rakenteet soveltuvat edullisesti käytettäviksi kulutusosissa vaativissa kohteissa, kuten ;*. esimerkiksi kivi-, rakennus- ja/tai kierrätysmateriaalien koon pienennyksessä.
··· • · • · ·· ·***· Keksinnön mukaisella ratkaisulla saavutetaan mm. seuraavat edut: : :*; (i) Rajoittamalla kulumista kestävän materiaalin käyttöä rakenteissa ja komponenteissa * ··· 25 vain alueille, joissa se kulumissuojauksen kannalta on välttämätöntä, alennetaan kyseisten tuotteiden valmistuskustannuksia.
• t • *.. (ii) Keksinnön mukaisella ratkaisulla monimateriaalikomponentiksi tai -rakenteeksi ··· yhdistettävät yksittäiset materiaalit voidaan valmistaa erikseen niiden valmistukseen f ·*·*· hyvin soveltuvilla menetelmillä, jolloin niiden halutut tekniset ominaisuudet :***; 30 saavutetaan varmemmin ja sen seurauksena rakenteiden ja komponenttien «·· • [·, suorituskykyjä käyttövarmuus paranevat.
• · · .···, (iii) Lieventämällä rakenteiden kokoonpanon edellyttämiä mitta- ja muototoleransseja • « ··· saavutetaan merkittäviä säästöjä.
10 118518 (iv) Kulumista kestävien materiaalien ja niiden valmistuksessa tarvittavien raaka-aineiden käytön vähentymisen kautta parannetaan tuotettavien rakenteiden ja komponenttien ekologista tehokkuutta.
* • · 99 • 9 * ·· * ··· • · • « ··· 999 • · • i 999 • • · · • · · 999 »M • * • · • · • 9 • ** 999 9 I • · 999 999 · · • * * 999 • · * 9 999 • 9 · * · 9 * « » ··· · 999 9 · 9 9 999

Claims (9)

1. Menetelmä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen valmistamiseksi, jossa menetelmässä: 5. perusainemateriaalista muodostetaan runko (1,7), joka runko käsittää ainakin yhden kiinnityspaikan (2, 8) ainakin yhdelle kulumiskestävästä materiaalista muodostetulle kappaleelle (3,4, 5, 9), - muodostetaan ainakin yhdestä kulumista kestävästä rautapohjaisesta materiaalista ainakin yksi kappale (3,4, 5,9) liitettäväksi perusainemateriaalista 10 muodostettuun runkoon (1,7), - liitetään ainakin yksi kulumiskestävästä rautapohjaisesta materiaalista valmistettu kappale (3,4, 5, 9) perusainemateriaalista muodostettuun runkoon (1,7) lämpötilassa, joka on korkeintaan 80% liitettävien materiaalien alimman sulamispisteen lämpötilasta, 15 tunnettu siitä, että kulumista kestävien rautapohjaisten materiaalien (3,4, 5,9) ominaisuudet sekä kappaleiden koot määritetään kaavalla: ((kulumista kestävien rautapohjaisten materiaalien tilavuusosuuksien summa koko rakenteen tilavuudesta)/5) + ((kulumiskestävien rautapohjaisten materiaalien HRC- • · ·«· 20 kovuus niiden tilavuusosuuksien suhteessa painotettuna keskiarvona)/l 0) ·· • · • *· f"i siten, että saatava indeksi on suurempi kuin 6, edullisesti suurempi kuin 10. ··· ·*· * · • * Ml
: 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ·*· 9 9 «M !f(i*' 25 perusainemateriaalista muodostettu runko (1, 7) on valmistettu rautapohjaisesta seoksesta (Fe >50%), jossa metallikarbidien osuus mikrorakenteessa on alle 10%. mm • m m m* m mmm
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin yksi f :T: kulumista kestävästä rautapohjaisesta materiaalista valmistettu kappale (3,4,5,9) on 30 valmistettu materiaalista, jonka hiilipitoisuus on yli 1,9 paino-%, kovuus on yli 50 f ; .*. HRC, edullisesti yli 54 HRC, ja jonka seoksen mikrorakenteessa halkaisijaltaan yli 3 ··· * /xm suuruisten metallikarbidien osuus on yli 10 %. ··· 12 118518
4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kulumista kestävän rautapohjaisen materiaalin (3,4, 5, 9) tilavuusosuus valmistettavasta monimateriaalikomponentista tai -rakenteesta on yli 4%.
5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suurimman yksittäisen kulumista kestävästä rautapojaisesta materiaalista valmistetun kappaleen (3,4, 5, 9) tilavuus on enintään 25% koko monimateriaalikomponentin tai -rakenteen tilavuudesta.
6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että perusainemateriaalista muodostettu runko (1, 7) ja ainakin yksi kulumista kestävä materiaalikappale (3,4, 5, 9) on liitetty toisiinsa lisäaineella (6,10).
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisäaine (6,10) on 15 adhesiivi.
8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisäaine (6,10) on metallinen tai metallipohjainen materiaali.
9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukaisella menetelmällä valmistetun J*.>t monimateriaalikomponentin tai -rakenteen käyttö kivi-, rakennus- ja/tai • * * ’ · kierrätysmateriaalin koon pienennyksessä. ··· • M • · • · ·· • · · • · · • «I *·· • ' i • · • «I M • e • »a • · · a * • a a « · • aa· a a a a a a a aaa a a a a aaa a a a aaa aaa • m a aaa a a a a aaa 118518
FI20060071A 2006-01-25 2006-01-25 Menetelmä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen valmistamiseksi sekä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen käyttö FI118518B (fi)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20060071A FI118518B (fi) 2006-01-25 2006-01-25 Menetelmä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen valmistamiseksi sekä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen käyttö
US12/087,733 US8034205B2 (en) 2006-01-25 2007-01-19 Method for manufacturing a multimaterial component or construction
PCT/FI2007/050031 WO2007085694A1 (en) 2006-01-25 2007-01-19 Method for manufacturing a multimaterial component or construction
RU2008134483/21A RU2415711C2 (ru) 2006-01-25 2007-01-19 Способ изготовления компонента или конструкции из нескольких материалов
BRPI0707254A BRPI0707254B8 (pt) 2006-01-25 2007-01-19 Método para fabricação de um componente ou construção de multimaterial, e uso de componente ou construção de multimaterial fabricadas com o dito método
CN2007800034523A CN101374602B (zh) 2006-01-25 2007-01-19 多材质部件或构件及其生产方法
CA2636769A CA2636769C (en) 2006-01-25 2007-01-19 Method for manufacturing a multimaterial component or construction
AU2007209263A AU2007209263B2 (en) 2006-01-25 2007-01-19 Method for manufacturing a multimaterial component or construction
EP07700296.2A EP1979098A4 (en) 2006-01-25 2007-01-19 METHOD FOR PRODUCING A COMPONENT OR CONSTRUCTION COMPOSED OF MULTIPLE MATERIALS
NO20083417A NO340266B1 (no) 2006-01-25 2008-08-05 Fremgangsmåte for fremstilling av en multimaterialkomponent eller -konstruksjon

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20060071A FI118518B (fi) 2006-01-25 2006-01-25 Menetelmä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen valmistamiseksi sekä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen käyttö
FI20060071 2006-01-25

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20060071A0 FI20060071A0 (fi) 2006-01-25
FI20060071A FI20060071A (fi) 2007-07-26
FI118518B true FI118518B (fi) 2007-12-14

Family

ID=35883881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20060071A FI118518B (fi) 2006-01-25 2006-01-25 Menetelmä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen valmistamiseksi sekä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen käyttö

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8034205B2 (fi)
EP (1) EP1979098A4 (fi)
CN (1) CN101374602B (fi)
AU (1) AU2007209263B2 (fi)
BR (1) BRPI0707254B8 (fi)
CA (1) CA2636769C (fi)
FI (1) FI118518B (fi)
NO (1) NO340266B1 (fi)
RU (1) RU2415711C2 (fi)
WO (1) WO2007085694A1 (fi)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009039928B3 (de) * 2009-08-17 2011-03-03 Khd Humboldt Wedag Gmbh Rollenpressen-Rasterpanzerung mit ringförmigen Bolzen und Verfahren zur Erneuerung der Bewehrung dieser Rasterpanzerung
CA2784643C (en) * 2009-12-18 2017-04-04 Metso Minerals (Wear Protection) Ab Bimaterial elongated insert member for a grinding roll
US8833687B2 (en) * 2012-04-20 2014-09-16 Metso Minerals Industries, Inc. Crushing roll with edge protection
CN102896013B (zh) * 2012-09-26 2015-05-27 成都利君实业股份有限公司 一种辊压机及高压辊磨机自同步磨损辊子
CN102909113B (zh) * 2012-10-17 2015-07-01 株洲湘军硬质合金有限公司 一种破碎机用复合板锤的及其制作方法
CN104549650B (zh) * 2013-10-14 2018-06-08 上海春谷机械制造有限公司 一种粉碎机用的锤片及其制造方法
AU2016209963B2 (en) * 2015-01-19 2019-11-21 Flsmidth A/S Interlocking wear-resistant panel system
CN106179640A (zh) * 2015-05-28 2016-12-07 北京环磨科技有限公司 一种加硬型金属磁性衬板
CN106179639A (zh) * 2015-05-28 2016-12-07 北京环磨科技有限公司 一种加硬型金属磁性衬板
DE102018113440A1 (de) * 2018-06-06 2019-12-12 Maschinenfabrik Köppern Gmbh & Co. Kg Walzenpresse
EP4065282B1 (de) * 2019-11-26 2023-12-13 FLSmidth A/S Verschleissschutzelement für eine zerkleinerungseinrichtung
CN112808978A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 松山湖材料实验室 一种复合材料及其制备方法、分料锥及其制备方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5317731B2 (fi) 1971-08-09 1978-06-10
CH582574A5 (fi) 1973-07-13 1976-12-15 Wahl Hans Dr Ing Verschleiss T
JPS5317732B2 (fi) 1973-10-23 1978-06-10
DE2500661A1 (de) * 1975-01-09 1976-07-15 Vni I Pt I Ugolnowo Mash Verschleissfestes maschinenteil zum betrieb unter intensiver schmirgelwirkung und schlagbelastung und verfahren zu seiner herstellung
ZA844074B (en) * 1983-05-30 1986-04-30 Vickers Australia Ltd Abrasion resistant materials
JP2524936B2 (ja) 1992-05-19 1996-08-14 川崎重工業株式会社 破砕機の歯板
JP2525310B2 (ja) 1992-05-19 1996-08-21 川崎重工業株式会社 破砕機の歯板
JP2593773B2 (ja) 1992-09-02 1997-03-26 川崎重工業株式会社 破砕機の歯板
JPH07241484A (ja) * 1994-03-02 1995-09-19 Kotobuki Giken Kogyo Kk 遠心破砕機のロータにおけるチッププレート
JP3155149B2 (ja) 1994-05-31 2001-04-09 株式会社神戸製鋼所 ジョークラッシャ用の固定ジョープレート
FI100388B (fi) * 1996-01-22 1997-11-28 Rauma Materials Tech Oy Kulutusta kestävä, sitkeä teräs
US5967431A (en) * 1996-03-18 1999-10-19 Astec Industries, Inc. Rock crusher having crushing-enhancing inserts, method for its production, and method for its use
DE19721637A1 (de) * 1997-05-23 1998-11-26 Kronenberger Ernst Josef Brechbacke zur Ausrüstung eines Backenbrechers, insbesondere für verschleißarmes Zerkleinern von Naturgestein oder Bauschutt
DK1077087T3 (da) * 1999-08-14 2003-08-04 Kloeckner Humboldt Wedag Formalingsvalse og fremgangsmåde til dens fremstilling
JP3707070B2 (ja) 1999-12-06 2005-10-19 株式会社栗本鐵工所 複合耐磨耗部材の充填率の設定方法及び複合耐磨耗部材
JP4446545B2 (ja) 2000-03-24 2010-04-07 株式会社栗本鐵工所 複合歯板
SE525181C2 (sv) 2002-05-23 2004-12-21 Sandvik Ab För en kross avsedd slitdel samt sätt att framställa denna
FI115830B (fi) * 2002-11-01 2005-07-29 Metso Powdermet Oy Menetelmä monimateriaalikomponenttien valmistamiseksi sekä monimateriaalikomponentti
JP4290411B2 (ja) 2002-11-13 2009-07-08 ラサ工業株式会社 ジョークラッシャの歯板
JP6079187B2 (ja) 2012-12-07 2017-02-15 株式会社リコー 粉体補給装置、及び画像形成装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1979098A1 (en) 2008-10-15
BRPI0707254B1 (pt) 2020-12-22
RU2415711C2 (ru) 2011-04-10
US20090044898A1 (en) 2009-02-19
RU2008134483A (ru) 2010-02-27
FI20060071A (fi) 2007-07-26
NO20083417L (no) 2008-09-02
BRPI0707254A2 (pt) 2011-04-26
CA2636769C (en) 2014-07-29
CN101374602B (zh) 2012-12-19
WO2007085694A1 (en) 2007-08-02
CA2636769A1 (en) 2007-08-02
CN101374602A (zh) 2009-02-25
AU2007209263B2 (en) 2011-08-04
BRPI0707254B8 (pt) 2023-04-18
US8034205B2 (en) 2011-10-11
NO340266B1 (no) 2017-03-27
FI20060071A0 (fi) 2006-01-25
EP1979098A4 (en) 2014-05-07
AU2007209263A1 (en) 2007-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI118518B (fi) Menetelmä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen valmistamiseksi sekä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen käyttö
KR101651616B1 (ko) 미끄럼 베어링
CA2767419C (en) Diamond tool and method of making this tool
CN101003901A (zh) 一种金属/金属陶瓷复合材料及其制造方法与应用
JP7335959B2 (ja) トンネルボーリングマシン用のディスクカッター及びその製造方法
FI118525B (fi) Menetelmä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen valmistamiseksi
WO2001019549A1 (en) Bond bearing and method of making
AU2019385558B2 (en) Disc cutter for undercutting apparatus and a method of manufacture thereof
RU2797517C2 (ru) Дисковый нож для врубового устройства и способ его изготовления
RU2008134C1 (ru) Режущая пластина для механического крепления
FI12710Y1 (fi) Kivenmurskaimen tai jauhinmyllyn kulutusosa
SE536766C2 (sv) Svetsbult med en gradientstruktur, metod för dess framställning och vals för matning innefattande svetsbult
EP1512484A1 (en) Method for manufacturing roll type products
Prabhu et al. Experimental Study on Cutting Tool Wear Behaviour of Sintered/Extruded P/M Alloy Steels
CN108525783A (zh) 一种耐磨复合锤头
WO2005000503A1 (en) Method for producing reinforced metal components

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 118518

Country of ref document: FI