HU226782B1 - Cast part with enhanced wear resistance - Google Patents

Cast part with enhanced wear resistance Download PDF

Info

Publication number
HU226782B1
HU226782B1 HU0500923A HUP0500923A HU226782B1 HU 226782 B1 HU226782 B1 HU 226782B1 HU 0500923 A HU0500923 A HU 0500923A HU P0500923 A HUP0500923 A HU P0500923A HU 226782 B1 HU226782 B1 HU 226782B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
raw materials
metal
reaction
casting
process according
Prior art date
Application number
HU0500923A
Other languages
English (en)
Inventor
Claude Poncin
Francesco Vescera
Original Assignee
Magotteaux Int
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=8185061&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=HU226782(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Magotteaux Int filed Critical Magotteaux Int
Publication of HUP0500923A2 publication Critical patent/HUP0500923A2/hu
Publication of HU226782B1 publication Critical patent/HU226782B1/hu

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/02Casting in, on, or around objects which form part of the product for making reinforced articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/06Casting in, on, or around objects which form part of the product for manufacturing or repairing tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/08Casting in, on, or around objects which form part of the product for building-up linings or coverings, e.g. of anti-frictional metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/14Casting in, on, or around objects which form part of the product the objects being filamentary or particulate in form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/059Making alloys comprising less than 5% by weight of dispersed reinforcing phases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10Alloys containing non-metals
    • C22C1/1036Alloys containing non-metals starting from a melt
    • C22C1/1068Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C32/00Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/001Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides
    • C22C32/0015Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides with only single oxides as main non-metallic constituents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C32/00Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0047Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • C23C26/02Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00 applying molten material to the substrate
    • 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
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • 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
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12007Component of composite having metal continuous phase interengaged with nonmetal continuous phase
    • 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
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12486Laterally noncoextensive components [e.g., embedded, etc.]
    • 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
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y10T428/12576Boride, carbide or nitride component
    • 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
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12861Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12951Fe-base component
    • Y10T428/12958Next to Fe-base component
    • 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
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678Of metal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Multiple-Way Valves (AREA)
  • Transplanting Machines (AREA)
  • Pens And Brushes (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Description

A találmány fokozottan kopásálló öntött alkatrészek előállítására vonatkozik, amelyeknél a kopásállóság javulása mellett elfogadható mértékű marad a megerősített területek ütőszilárdsága.
Az ásványok kitermelésére és aprítására szolgáló berendezéseknek, és különösen a zúzásra és őrlésre használt anyagoknak számos követelménynek kell megfelelniük a teljesítmény és a költségek tekintetében.
Például aggregátumok, cement és ásványok kezelésénél a kopásnak kitett alkatrészek között megemlíthetők a függőleges tengelyű őrlőgépek ejektorai és törőfelületei, a vízszintes tengelyű őrlőgépek kalapácsai és törőelemei, a kúpostörők törőkúpjai, a függőleges törőgépek törőfelületei és görgői, a golyósmalmok és rudasmalmok páncélozása és elevátorai. A bányászati berendezések közül meg lehet említeni például a bitumenes homokot szállító szivattyúkat, fúrógépeket, bányaszivattyúkat és kotrókat.
Az említett gépekhez a kopó alkatrészeket szállítók azzal az igénnyel szembesülnek, hogy az alkatrészeknek egyidejűleg legyen jó az ütőszilárdságuk és a kopásállóságuk.
A hagyományos anyagok általában csak az egyik vagy másik követelményt teljesítik, de csak nagyon ritkán fordul elő, hogy egyaránt ütés- és kopásállóak. A jól alakítható anyagoknak jó az ütőszilárdságuk, de gyenge a kopásállóságuk. A kopásálló, kemény anyagok viszont rosszul viselik el az erős ütéseket.
Ezt a problémát először kizárólag metallurgiai megközelítéssel próbálták megoldani, és ezen az alapon mangánötvözésű acélok használatát javasolták, amelyeknek nagyon jó az ütőszilárdságuk, és közepes mértékű, 650-700 Hv nagyságrendű a keménységük (Vickers-keménység).
Szintén javasolták krómtartalmú öntvények alkalmazását. Ezek keménysége - megfelelő hőkezelés után - 700-850 Hv nagyságrendű lehet. Az említett értékek olyan ötvözetekkel érhetők el, amelyek karbidtartalma 35%-ig terjed.
Jelenleg is használnak két fémet tartalmazó öntvényeket, de ezeknek az a hátrányuk, hogy csak egyszerű alakú alkatrészek készítésére alkalmasak, ami drasztikusan korlátozza ipari alkalmazhatóságukat.
A kopó alkatrészeket fogyóeszköznek tekintik, ami a tisztán műszaki megfontolások mellett pénzügyi szempontból is korlátozza a lehetőségeket olyan megoldásokra, amelyek átlagos költsége 4 US$/kg. A becslések szerint ennél az árszintnél, amely duplája a hagyományos kopó alkatrészekének, magasabb árat a fogyasztók nem fogadnak el.
A kopásnak és ütésnek egyaránt ellenálló alkatrészek előállításával számos tanulmány foglalkozik.
Ebben az összefüggésben természetesen vizsgálták a kerámiaalapú kompozitokat, továbbá a jelen találmány bejelentője a WO 99/47264 sz. dokumentumban vas- és kerámiaalapú ötvözetet ismertet, amelynek nagyon jó a kopás- és ütésállósága.
A WO 98/15373 sz. dokumentumban bejelentő azt javasolja, hogy az öntés előtt egy porózus kerámialapot kell az öntőformába helyezni, amelybe öntéskor beszivárog a fém. Ez a megoldás nagy keresztmetszetű alkatrészek és az öntésnél hígfolyós ötvözetek esetén alkalmazható. Ezenkívül a kerámialapok pozicionálását sokkal inkább az öntött fém beszivárgásának követelménye határozza meg, mint az alkatrész használatával kapcsolatos tényleges követelmények.
A WO/9007013 sz. dokumentumban Merzhanov nem ugyanerre a célra - egy tűzálló, porózus anyagot ismertet, amelyet exoterm porkeverékből álló nyersanyag vákuumos hidegsajtolásával állítanak elő, majd megindítják a keverék égését. Itt egy láncreakció játszódik le. Ezzel a módszerrel rendkívül kemény anyag állítható elő, amely azonban egyáltalán nem ütésálló. Ez a termék nagyfokú porozitásának a következménye.
A WO/9011154 sz. dokumentumban az előbb említett feltaláló egy hasonló eljárást javasol, amely szerint a porkeveréket a reagáltatás után kb. 1000 bar nyomás alá helyezik. Ezen a módon rendkívül kopásálló rétegek állíthatók elő, amelyek azonban nem kellően ütésállók. Az eljárás célja itt mindenekelőtt kopásálló csiszolószerszámok előállítása.
Általában a nagyon tiszta porok, például titán-, bőr-, volfrám-, alumínium-, nikkel-, molibdén-, szilícium-, szén- stb. porok használatakor nagyon porózus munkadarabok keletkeznek a reakció után, amelyek porozitása közel 50%. Ezért a munkadarabokat a reakció után sajtolni kell, és ezzel tömöríteni, növelni a sűrűségüket, ami nélkülözhetetlen az ipari alkalmazáshoz.
Egy ilyen eljárás végrehajtásának bonyolultsága, a reakciók szabályozása és a nyersanyagok költségei erősen korlátozzák ezeknek a technológiáknak az ipari bevezetését.
Az 1949777 sz. (Lehmann) német szabadalmi leírás nagy kopásállóságú öntött alkatrészek előállítására szolgáló eljárást ismertet. Az eljárás szerint karbidporokat kevernek éghető kötőanyagokkal és/vagy alacsony olvadáspontú fémporokkal. Az öntés folyamán a kötőanyag átadja helyét az öntőfémnek, amely azután beágyazza a karbidrészecskéket. Ebben az eljárásban nincs vegyi láncreakció, és az összes kopásálló részecske kezdettől fogva jelen van az öntőformában.
Számos dokumentum ismertet kemény részecskék beágyazására vonatkozó eljárásokat, például az US 5,052,464 és az US 6,033,791 sz. (Smith) szabadalmi leírások, amelyek azon alapulnak, hogy kemény részecskék vannak jelen az öntés előtt, majd az öntéssel kitöltik a keramikus részecskék közötti pórusokat.
A találmány kiküszöböli az ismert megoldások hátrányait azáltal, hogy új szerkezetű kopó alkatrészek előállítását teszi lehetővé új és egyszerű, és ezért viszonylag olcsó eljárással.
Célunk a találmánnyal tehát olyan kopó alkatrészek előállítása elfogadható áron, amelyek egyszerre kopás- és ütésállóak, továbbá egy erre alkalmas gyártási eljárás kidolgozása, valamint az ismert eljárásokkal kapcsolatos problémák megoldása.
A találmány szerinti eljárás során a komponenseket in situ reakcióval hozzuk létre az említett komponensek számára reagensekként szolgáló nyersanyagokból.
HU 226 782 Β1
A reagenseket először egy öntőformába helyezzük az öntés előtt, tömörített porokból készült betétek vagy előformázott testek alakjában, vagy bevonóanyagként. A porok in situ reakcióját, amely egy láncreakció, egy fém öntésével váltjuk ki, és az in situ reakcióval egy porózus konglomerátumot hozunk létre. Az öntőfémmel átitatjuk a porózus konglomerátumot, aminek eredményeként a konglomerátum bezáródik az öntéshez használt fém szerkezetébe, és egy megerősített szerkezet keletkezik a kopó alkatrészen. Az említett komponensek nyersanyagai közötti in situ reakciót az olvadt fém hőjével váltjuk ki és tartjuk fenn.
A találmány fontos jellemzője az, hogy az említett porózus konglomerátum in situ jön létre, amelyet átitat az öntőfém, továbbá a konglomerátum Vickers-keménysége 1300-3000 Hv, és a kopó alkatrészen a megerősített szerkezet törési szívóssága nagyobb, mint 10 MPa^m.
A nyersanyagok közötti reakcióval egy nagyon porózus konglomerátumot hozunk létre, amelyet az öntőfém képes egyidejűleg átitatni a megerősített szerkezet megváltoztatása nélkül.
Előnyösen a nyersanyagok közötti reakciót atmoszferikus nyomáson, a porok reakciója utáni kompresszió és védőgáz-atmoszféra alkalmazása nélkül folytatjuk le.
Célszerűen a ferroötvözetek csoportjába tartozó nyersanyagokat, mint előnyösen a ferroTi, ferroCr, ferroNb, ferroW, ferroMo, ferroB, ferroSi, ferroZr vagy ferroV, vagy az oxidok csoportjába tartozó nyersanyagokat, mint előnyösen a TiO2, FeO, Fe2O3, SiO2, ZrO2, CrO3, Cr2O3, B2O3, MoO3, V2O5, CuO, MgO és NiO, vagy akár a fémek vagy ötvözeteik csoportjába tartozó nyersanyagokat alkalmazunk, mint előnyösen a vas, titán, nikkel vagy alumínium, továbbá a nyersanyagok között alkalmazhatunk szenet, bőrt vagy nitrideket is.
A találmányt a továbbiakban kiviteli példák és rajzok alapján részletesen ismertetjük. A rajzokon az
1. ábra: az öntőforma az öntött alkatrésszel és a megerősítendő helyekre felvitt bevonattal, a
2. ábra: az öntőforma az öntött alkatrésszel és erősítőbetétekkel, a
3., 4. és 5. ábra: az anyag keménységét jellemző lenyomat krómot tartalmazó öntvény (3. ábra), tiszta kerámia (4. ábra) és a találmány szerint kerámiával erősített ötvözet esetén, és a
6. ábra: TiC-részecskék vasötvözetben, amelyek FeTi és szén in situ reakciójában keletkeztek egy vasalapú mátrixban; a TiC-részecskék mérete néhány mikron nagyságrendű.
A találmány öntött alkatrészek előállítására vonatkozik, amelyek kopó felületeit úgy erősítjük meg, hogy az öntés előtt olyan porokat tartalmazó anyagokat helyezünk az öntőformába, amelyek in situ képesek reagálni, kizárólag az öntési hő hatására.
Erre a célra reagenseket használunk a tömörített porokban, és az 1 öntőformába helyezzük a kívánt formájú lapok vagy 3 betétek alakjában, vagy egy alternatív kiviteli alaknál 4 bevonóanyagként, amely beborítja az 1 öntőformát azokon a helyeken, ahol a 2 alkatrészt meg kell erősíteni.
Az in situ reakcióra képes anyagok kemény karbidokat, boridokat, oxidokat, nitrideket vagy intermetallikus vegyületeket képeznek. Ezek, amikor kialakultak, keverednek az öntéshez használt ötvözetben már jelen levő karbidokkal, úgyhogy tovább nő a Hv>1300 keménységű részecskék aránya, amelyek hozzájárulnak a kopásállósághoz. A részecskéket kb. 1500 °C-on körbefogja az olvadt fém, és így egy olyan szerkezet alakul ki, amelyben az öntéshez használt fémbe be vannak ágyazva a kopásálló részecskék (6. ábra).
Ezenkívül, az ismert eljárásokkal ellentétben, nem szükséges tiszta fémporokat használni az in situ reakció eléréséhez. A javasolt eljárás előnyös módon lehetővé teszi olcsó ferroötvözetek vagy oxidok alkalmazását annak érdekében, hogy különlegesen kemény részecskék ágyazódjanak be az öntőfém által alkotott mátrixba azon a helyen, ahol a kopásállóság növelése szükséges.
A találmány szerint nincs szükség a megerősített területek tömörítésére, azaz sajtolására, sőt az említett területeken így keletkező porozitás egyenesen elősegíti az olvadt fém beszűrődését a hézagokba magas hőmérsékleten (6. ábra).
Ez nem igényel védőatmoszférát, és atmoszferikus nyomáson történik az öntés által szolgáltatott hővel, ami csökkenti az eljárás költségeit. Ezen a módon egy nagyon kedvező tulajdonságokkal rendelkező szerkezetet kapunk, amely egyidejűleg ütés- és kopásálló.
A megerősített felületekbe beágyazott részecskékkel elért keménység az 1300-3000 Hv tartományba esik. Az öntőfém beszűrődését követően kapott kompozit keménysége nagyobb, mint 1000 Hv20, míg megmarad a 10 MPa^m értéket meghaladó törési szívósság. A törési szívósságot úgy mérjük, hogy meghatározott terheléssel egy gyémántgúlát nyomunk az anyag felületére, és egy bemélyedő lenyomatot hozunk létre. A terhelés hatására az anyag meghajlik, és repedések keletkezhetnek a lenyomat sarkainál. A repedések hosszából számítható a törési szívósság (3., 4. és 5. ábra).
A nyersanyagok, amelyekből az alkatrész készül, lehetnek ferroötvözetek, előnyösen ferroTi, ferroCr, ferroNb, ferroW, ferroMo, ferroB, ferroSi, ferroZr vagy ferroV, vagy oxidok, előnyösen TiO2, FeO, Fe2O3, SiO2, ZrO2, CrO3, Cr2O3, B2O3, MoO3, V2O3, CuO, MgO és NiO, vagy fémek és ötvözeteik, előnyösen vas, nikkel, titán vagy alumínium, valamint szén, bór vagy nitridek.
Például a találmány szerint alkalmazott reakciók általában a következő típusúak:
FeTi+C—>TiC+Fe TiO2+AI+C—>TÍC+AI2O3 Fe2O3+AI—>AI2O3+Fe Ti+C >TiC ai+c+b2o3->b4c+ai2o3
MoO3+AI+SÍ—>MoSÍ2+AI2O3
Ezek a reakciók kombinálhatok is.
A reakciósebesség a reakcióban részt nem vevő különböző fémek, ötvözetek vagy részecskék hozzá3
HU 226 782 Β1 adásával is szabályozható. Ezek az adalékok előnyösen használhatók arra is, hogy az in situ előállított kompozit törési szívósságát vagy más tulajdonságait a követelményeknek megfelelően módosítsuk. Ezt a következő reakciók illusztrálják:
Fe2O3+2AI+xAI2O3^(1 +x)AI2O3+2Fe
Ti+C+Ni—>TiC+Ni
A találmány egy első előnyös kiviteli módjánál a kiválasztott reaktív porokat egyszerű hidegsajtolással tömörítjük. Ezt a 3 betét kívánt alakjának vagy az előformázott testnek megfelelő sajtolóformában végezzük, lehetőleg egy kötőanyag jelenlétében, az öntött 2 alkatrész megerősítéséhez. A 3 betétet vagy előformázott testet ezután behelyezzük az 1 öntőformába, a kívánt helyre.
A porok szemcseeloszlását úgy választjuk meg, hogy a D50-hez tartozó szemcsenagyság 1 és 1000 pm között, előnyösen 100 pm alatt legyen. A gyakorlati tapasztalatok szerint ez a szemcseméret ideális kompromisszumot jelent a nyersanyagok kezelhetősége, a porózus termék átitathatósága és a reakció szabályozhatósága között.
Az öntés folyamán a forró fém váltja ki az előformált test vagy a 3 betét reakcióját, amelynek anyaga átalakul kemény részecskék porózus szerkezetű konglomerátumává. Ezt a még magas hőmérsékletű konglomerátumot átitatja és beágyazza az alkatrészt alkotó öntőfém. Ez a lépés 1400 és 1700 °C közötti hőmérsékleten történik, az alkatrészhez kiválasztott ötvözet öntési hőmérsékletétől függően.
Egy második előnyös kiviteli mód szerint különböző reagenseket tartalmazó 4 bevonóanyaggal (masszával) vonjuk be az 1 öntőforma vagy a magok bizonyos területeit. Egy vagy több réteg alkalmazható, a kívánt vastagságtól függően. A különböző rétegeket száradni hagyjuk, mielőtt az 1 öntőformába öntenénk a fémet. Az olvadt fém megindítja a reakciót, aminek következtében egy porózus réteg alakul ki, amelyet a reakció után rögtön átitat a fém, és így egy olyan szerkezet jön létre, amely mind ütéssel, mind kopással szemben különösen ellenálló.

Claims (9)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Eljárás öntött kopó alkatrészek előállítására, amelyek egy megerősített szerkezetet tartalmaznak, amelynek legalább egy komponense a fém-karbidok, fém-nitridek, boridok, fém-oxidok és intermetallikus vegyületek csoportjába tartozik, azzal jellemezve, hogy
    - az említett komponenseket in situ reakcióval hozzuk létre az említett komponensek számára reagensekként szolgáló nyersanyagokból, az említett reagenseket először egy öntőformába (1) helyezzük az öntés előtt, tömörített porokból készült betétek (3) vagy előformázott testek alakjában, vagy bevonóanyagként (4),
    - az említett porok in situ reakcióját egy fém öntésével váltjuk ki,
    - az említett in situ reakcióval egy porózus konglomerátumot hozunk létre,
    - az öntőfémmel átitatjuk a porózus konglomerátumot, aminek eredményeként a konglomerátum bezáródik az öntéshez használt fém szerkezetébe, és egy megerősített szerkezet keletkezik a kopó alkatrészen (2),
    - az említett komponensek nyersanyagai közötti in situ reakciót az olvadt fém hőjével váltjuk ki és tartjuk fenn.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nyersanyagok közötti reakcióval egy nagyon porózus konglomerátumot hozunk létre, amelyet az öntőfém képes egyidejűleg átitatni a megerősített szerkezet megváltoztatása nélkül.
  3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nyersanyagok közötti reakciót atmoszferikus nyomáson, a porok reakciója utáni kompresszió alkalmazása nélkül folytatjuk le.
  4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nyersanyagok közötti reakciót védőgáz-atmoszféra nélkül folytatjuk le.
  5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a ferroötvözetek csoportjába tartozó nyersanyagokat alkalmazunk, mint előnyösen a ferroTi, ferroCr, ferroNb, ferroW, ferroMo, ferroB, ferroSi, ferroZr vagy ferroV.
  6. 6. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az oxidok csoportjába tartozó nyersanyagokat alkalmazunk, mint előnyösen a TiO2, FeO, Fe2O3, SiO2, ZrO2, CrO3, Cr2O3, B2O3, MoO3, V2O5, CuO, MgO és NiO.
  7. 7. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fémek vagy ötvözeteik csoportjába tartozó nyersanyagokat alkalmazunk, mint előnyösen a vas, titán, nikkel vagy alumínium.
  8. 8. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nyersanyagok között szenet, bőrt vagy nitrideket alkalmazunk.
  9. 9. Az előző igénypontok bármelyike szerint előállított kopó alkatrészek használata kopás- és ütésállóságot egyaránt megkövetelő alkalmazásokban.
HU0500923A 2001-12-04 2002-09-30 Cast part with enhanced wear resistance HU226782B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP01870267 2001-12-04
PCT/BE2002/000150 WO2003047791A1 (fr) 2001-12-04 2002-09-30 Pieces de fonderie avec une resistance accrue a l'usure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUP0500923A2 HUP0500923A2 (en) 2006-01-30
HU226782B1 true HU226782B1 (en) 2009-10-28

Family

ID=8185061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0500923A HU226782B1 (en) 2001-12-04 2002-09-30 Cast part with enhanced wear resistance

Country Status (21)

Country Link
US (3) US7935431B2 (hu)
EP (1) EP1450973B1 (hu)
JP (1) JP4222944B2 (hu)
KR (1) KR100860249B1 (hu)
CN (1) CN1275723C (hu)
AT (1) ATE322950T1 (hu)
AU (1) AU2002340644B2 (hu)
BR (1) BR0215127B1 (hu)
CA (1) CA2468352C (hu)
DE (1) DE60210660T2 (hu)
DK (1) DK1450973T3 (hu)
ES (1) ES2258158T3 (hu)
HU (1) HU226782B1 (hu)
MA (1) MA27294A1 (hu)
MX (1) MXPA04005502A (hu)
PL (1) PL204095B1 (hu)
PT (1) PT1450973E (hu)
RU (1) RU2004118415A (hu)
UA (1) UA75497C2 (hu)
WO (1) WO2003047791A1 (hu)
ZA (1) ZA200404263B (hu)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1018128A3 (fr) 2008-09-19 2010-05-04 Magotteaux Int Cone de broyage pour concasseur a compression.
BE1018130A3 (fr) * 2008-09-19 2010-05-04 Magotteaux Int Materiau composite hierarchique.
BE1018129A3 (fr) 2008-09-19 2010-05-04 Magotteaux Int Impacteur composite pour concasseurs a percussion.
BE1018127A3 (fr) 2008-09-19 2010-05-04 Magotteaux Int Dent composite pour le travail du sol ou des roches.
MX355052B (es) 2010-03-31 2018-04-02 Magotteaux Int S A Star Anillo para molino.
US8485336B2 (en) 2010-05-27 2013-07-16 Spokane Industries Composite chute liners
US8985185B2 (en) 2011-03-23 2015-03-24 Spokane Industries Composite components formed with loose ceramic material
US20120244344A1 (en) * 2011-03-23 2012-09-27 Spokane Industries Composite components formed by coating a mold with ceramic material
JOP20200150A1 (ar) 2011-04-06 2017-06-16 Esco Group Llc قطع غيار بأوجه مقواه باستخدام عملية التقسية المصلدة والطريقة والتجميع المرافق للتصنيع
US8869954B2 (en) 2011-04-15 2014-10-28 Standard Car Truck Company Lubricating insert for railroad brake head assembly
US8869709B2 (en) 2011-08-10 2014-10-28 Standard Car Truck Company High friction railroad car components with friction modifying inserts
CA2860627A1 (en) 2012-01-31 2013-08-08 Esco Corporation Wear resistant material and system and method of creating a wear resistant material
PL398770A1 (pl) * 2012-04-10 2013-01-07 Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanislawa Staszica Sposób wytwarzania stref kompozytowych w odlewach
US9488184B2 (en) 2012-05-02 2016-11-08 King Abdulaziz City For Science And Technology Method and system of increasing wear resistance of a part of a rotating mechanism exposed to fluid flow therethrough
LU92152B1 (en) * 2013-02-18 2014-08-19 Amincem S A Metal matrix composite useful as wear parts for cement and mining industries
CN103302271B (zh) * 2013-06-20 2015-03-04 辽宁工程技术大学 一种增强低碳合金铸钢表面层硬度及耐磨性的铸渗方法
WO2015103670A1 (en) * 2014-01-09 2015-07-16 Bradken Uk Limited Wear member incorporating wear resistant particles and method of making same
CN104550857A (zh) * 2015-01-22 2015-04-29 北京金煤创业进出口有限公司 金属基复合增强相铸造工艺
CN104999027B (zh) * 2015-08-04 2017-04-12 东南大学 一种含碳化硅的铝合金铸渗用涂料及利用其制备铸渗涂层的方法
CN105014006B (zh) * 2015-08-04 2017-04-05 东南大学 一种含有二氧化钛的铝合金铸渗用涂料及利用其制备铸渗涂层的方法
PL414755A1 (pl) * 2015-11-12 2017-05-22 Innerco Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób wytwarzania lokalnych stref kompozytowych w odlewach i wkładka odlewnicza
AU2016352319B2 (en) 2015-11-12 2022-03-10 Innerco Sp. Z O.O. Powder composition for the manufacture of casting inserts, casting insert and method of obtaining local composite zones in castings
CN105478786A (zh) * 2015-11-26 2016-04-13 中国石油天然气股份有限公司 一种适用于co2驱的陶瓷镀层防气抽油泵泵筒加工工艺
NL1041689B1 (en) 2016-01-25 2017-07-31 Petrus Josephus Andreas Van Der Zanden Johannes Acceleration unit for impact crusher.
US10669873B2 (en) * 2017-04-06 2020-06-02 Raytheon Technologies Corporation Insulated seal seat
DE102017212922B4 (de) * 2017-07-27 2023-06-29 Thyssenkrupp Ag Brecher mit einem Verschleißelement und ein Verfahren zum Herstellen eines Verschleißelements eines Brechers
EP3962683A1 (en) * 2019-04-30 2022-03-09 Innerco SP. Z O.O. Composite material based on alloys, manufactured in situ, reinforced with tungsten carbide and methods of its production
BE1027444B1 (fr) 2020-02-11 2021-02-10 Magotteaux Int Piece d'usure composite
EP3915699A1 (fr) 2020-05-29 2021-12-01 Magotteaux International SA Pièce d'usure composite céramique-métal
JP2024502902A (ja) * 2020-12-10 2024-01-23 マゴト・アンテルナシオナル・エス・アー 構造上の強化材を備えた階層的複合摩耗部
CN113560538A (zh) * 2021-07-14 2021-10-29 四川省柏均机械制造有限责任公司 一种高锰钢镶嵌高铬铸铁装置及工艺

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7326661U (de) 1973-11-08 Verschleiss-Technik H Wahl Gußkorper mit Hartstoffeinlagen und Form zu dessen Herstellung
DE702385C (de) 1935-10-08 1941-02-06 Nikolaus Graf V Ballestrem Auf Rohrleitung fuer Spuel- oder Blasversatz
US3181939A (en) 1961-01-27 1965-05-04 Norton Co Fused alumina-zirconia abrasives
DE1949777A1 (de) * 1968-11-13 1970-10-01 Zentralinstitut Schweiss Verfahren zur Herstellung von hochverschleissfesten Gussteilen
US3918924A (en) * 1972-06-13 1975-11-11 Chugai Electric Ind Co Ltd Method for producing wear-resistant ferrous sintered metal containing high amounts of titanium carbide grains and carbon particles
DE2335588C3 (de) * 1973-07-13 1977-04-21 Wahl Verschleiss Tech Verfahren zum herstellen metallischer verbundgusstuecke
DE2722271C3 (de) * 1977-05-17 1979-12-06 Thyssen Edelstahlwerke Ag, 4000 Duesseldorf Verfahren zur Herstellung von Werkzeugen durch Verbundsinterung
DE3022213C2 (de) 1980-06-13 1987-12-23 Feldmühle AG, 4000 Düsseldorf Keramischer Formkörper mit eutektischen Gefügebestandteilen und Verfahren zu seiner Herstellung
NZ201190A (en) 1982-08-07 1986-07-11 Barmac Ass Ltd Additional wear tip for rotary mineral breaker
JPS60127067A (ja) 1983-12-14 1985-07-06 Kubota Ltd セラミツクス・金属複合体の製造法
US4787564A (en) 1984-11-23 1988-11-29 Garry Tucker Rock-crusher shoe
CH670103A5 (hu) * 1986-02-04 1989-05-12 Castolin Sa
JPH0712536B2 (ja) 1986-03-17 1995-02-15 日本鋳造株式会社 セラミツクスと金属の複合体の製造法
JPS62286661A (ja) 1986-06-04 1987-12-12 Kawasaki Heavy Ind Ltd 高硬度粒子の鋳包み方法
US4718941A (en) * 1986-06-17 1988-01-12 The Regents Of The University Of California Infiltration processing of boron carbide-, boron-, and boride-reactive metal cermets
US4981632A (en) * 1986-09-16 1991-01-01 Lanxide Technology Company, Lp Production of ceramic and ceramic-metal composite articles incorporating filler materials
US4940188A (en) 1987-12-24 1990-07-10 John Rodriguez Tip holder for mineral breaker
JPH01287242A (ja) 1988-05-11 1989-11-17 Hitachi Ltd 表面改質部品およびその製法
JPH01289558A (ja) 1988-05-13 1989-11-21 Sumitomo Metal Ind Ltd 耐摩耗用金属セラミックス複合材およびその製造方法
US5287911A (en) 1988-11-10 1994-02-22 Lanxide Technology Company, Lp Method for forming metal matrix composites having variable filler loadings and products produced thereby
WO1990007013A1 (en) 1988-12-20 1990-06-28 Institut Strukturnoi Makrokinetiki Akademii Nauk Sssr Porous refractory material, article made thereof and method for making said article
JPH02187250A (ja) 1989-01-12 1990-07-23 Kurimoto Ltd 耐摩耗複合鋳造材およびその製造方法
JPH03504742A (ja) 1989-03-21 1991-10-17 インスチツート、ストルクトルノイ、マクロキネチキ、アカデミー、ナウク、エスエスエスエル 耐摩耗性表面を有するサンドイッチ製品の製法
US4997461A (en) 1989-09-11 1991-03-05 Norton Company Nitrified bonded sol gel sintered aluminous abrasive bodies
CA2015213C (en) * 1990-04-23 1998-04-14 Gilles Cliche Tic based materials and process for producing same
US5184784A (en) 1990-08-15 1993-02-09 Canica Crushers, Inc. Anvil for use in a centrifugal impact crusher
BE1004573A4 (fr) 1990-09-20 1992-12-15 Magotteaux Int Procede de fabrication d'une piece de fonderie bimetallique et piece d'usure realisee par ce procede.
US5240672A (en) 1991-04-29 1993-08-31 Lanxide Technology Company, Lp Method for making graded composite bodies produced thereby
JPH05200526A (ja) 1992-01-24 1993-08-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 耐摩耗複合材の製造方法
US5279211A (en) 1992-04-24 1994-01-18 Cummins Engine Company, Inc. Mechanically retained wear-resistant ceramic pad
ATE147669T1 (de) 1992-06-23 1997-02-15 Sulzer Innotec Ag Feinguss mit verschleissflächen
CA2142898A1 (en) 1992-09-25 1994-04-14 Henry A. Larmie Abrasive grain containing alumina and zirconia
WO1995008654A1 (fr) * 1993-09-24 1995-03-30 The Ishizuka Research Institute, Ltd. Materiau composite et procede pour sa production
BE1008247A6 (fr) 1994-04-18 1996-02-27 Magotteaux Int Aciers a haute teneur en carbone, procede pour leur production et leur utilisation pour des pieces d'usure fabriquees en cet acier.
US5509555A (en) * 1994-06-03 1996-04-23 Massachusetts Institute Of Technology Method for producing an article by pressureless reactive infiltration
NL9500455A (nl) * 1995-03-07 1996-10-01 Tno Werkwijze voor het vervaardigen van een composietmateriaal.
DE19528512C2 (de) 1995-08-03 2001-02-22 Swb Stahlformgusgmbh Verschleißteile und Verfahren zu deren Herstellung
EP0838288A1 (fr) 1996-10-01 1998-04-29 Hubert Francois Pièce d'usure composite
KR100691295B1 (ko) 1996-10-01 2007-03-12 마고또 앵떼르나씨오날 에스.에이. 복합 마모 부품
LU90006B1 (fr) 1997-01-15 1997-08-21 Magotteaux Int Insert pour pièces d'usure composites procédé de fabrication d'une pièce d'usure à l'aide de tels inserts et pièce d'usure ainsi réalisée
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
US6221184B1 (en) 1998-01-19 2001-04-24 Magotteaux International S.A. Process of the production of high-carbon cast steels intended for wearing parts
US6517427B1 (en) * 1998-02-23 2003-02-11 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Abrasive-bladed multiple cutting wheel assembly
BE1011841A3 (fr) 1998-03-17 2000-02-01 Magotteaux Int Ejecteur a une ou plusieurs poche(s).
US6447852B1 (en) * 1999-03-04 2002-09-10 Ambler Technologies, Inc. Method of manufacturing a diamond composite and a composite produced by same
DE10121928A1 (de) 2001-05-05 2002-11-14 Univ Friedrich Alexander Er Verfahren zur Herstellung lokal verstärkter Leichtmetallteile
PT1530965E (pt) 2003-11-11 2006-05-31 Udo Mattern Sistema de administracao de libertacao controlada de hormonas sexuais para aplicacao nasal

Also Published As

Publication number Publication date
UA75497C2 (en) 2006-04-17
CN1275723C (zh) 2006-09-20
MA27294A1 (fr) 2005-05-02
CA2468352C (en) 2010-06-15
DE60210660D1 (de) 2006-05-24
CN1599652A (zh) 2005-03-23
DE60210660T2 (de) 2007-02-22
RU2004118415A (ru) 2005-06-10
US20050072545A1 (en) 2005-04-07
KR20050032521A (ko) 2005-04-07
CA2468352A1 (en) 2003-06-12
AU2002340644B2 (en) 2007-07-12
PL204095B1 (pl) 2009-12-31
MXPA04005502A (es) 2005-04-19
US20070090169A1 (en) 2007-04-26
US7935431B2 (en) 2011-05-03
JP2005511310A (ja) 2005-04-28
EP1450973A1 (fr) 2004-09-01
ATE322950T1 (de) 2006-04-15
PT1450973E (pt) 2006-07-31
KR100860249B1 (ko) 2008-09-25
ZA200404263B (en) 2005-02-23
ES2258158T3 (es) 2006-08-16
BR0215127A (pt) 2004-11-03
HUP0500923A2 (en) 2006-01-30
US7513295B2 (en) 2009-04-07
AU2002340644A1 (en) 2003-06-17
WO2003047791A1 (fr) 2003-06-12
PL370794A1 (en) 2005-05-30
DK1450973T3 (da) 2006-07-10
US20060118265A1 (en) 2006-06-08
BR0215127B1 (pt) 2011-12-13
EP1450973B1 (fr) 2006-04-12
JP4222944B2 (ja) 2009-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU226782B1 (en) Cast part with enhanced wear resistance
CN103785841B (zh) 一种浆料涂挂zta增强钢铁基复合耐磨件的制备方法
CA2735912C (en) Hierarchical composite material
CN111455249B (zh) 一种锰钢基复相颗粒增强金属陶瓷表面复合材料、铸件及其制造方法
CN111482579A (zh) 一种耐磨钢结硬质合金复合锤头及其制造方法
CA2743343A1 (en) Composite tooth for working the ground or rocks
FI115830B (fi) Menetelmä monimateriaalikomponenttien valmistamiseksi sekä monimateriaalikomponentti
JP7354289B2 (ja) インサイチューで製造され、炭化タングステンで強化された合金基の複合材料とその製造方法
EP2956561B1 (en) Metal matrix composite useful as wear parts for cement and mining industries
CN113755737A (zh) 双尺度颗粒增强金属基构型复合材料、制备方法及应用
CN102676956B (zh) 一种原位合成铁基表面复合材料的制备方法
Cuevas et al. Ceramic dies selection for electrical resistance sintering of metallic materials
CN109351405A (zh) 一种复合材料轧臼壁及其制备方法
CN114570483A (zh) 一种马氏体/贝氏体钢基zta陶瓷复合材料反击式破碎机板锤及其制造方法
Wang et al. In situ production of VC-SiO2-Fe surface composite by cast-sintering
CN112846192A (zh) 一种金属陶瓷复合甩锤的制造方法
CN211865376U (zh) 一种SiC预制体增强复合高锰钢耐磨板
CN117900433A (zh) 一种耐磨复合构件及其制备方法和应用