JP2003501268A - 複合犠牲構成材 - Google Patents
複合犠牲構成材Info
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Abstract
(57)【要約】
構成材（回転鉱物ブレーカ摩耗チップ及びバックアップチップのような）は、（ｉ）硬質遷移金属炭化物の少なくとも１種を型内に配置すること（好ましくは、表面揮発物を除去するために加熱する予備処理の後）、（ｉｉ）好ましくは溶融球状黒鉛鋳鉄または溶融ニッケル−クロム合金鋳鉄を含む遷移金属炭化物で型を充填すること、及び（ｉｉｉ）型から型込めした複合品を取り出すこと（型の破壊または別の方法）によって製造される。遷移金属炭化物と鉄含有材との間に冶金学的結合が生じる。好ましい炭化物はタングステンまたはクロムである（好ましくはそれらの粒子は長く延びた形状で隣接する）。
Description
従来の技術
本発明は、複合モールディング法、およびそれに関連した方法、および複合犠
牲構成材を含む製造物に関する。 犠牲炭化物部品（例えば、鉱物ブレーカのウェアチップ、ディガーおよびバッ
クホーのためのブレードエッジ、等）を含む複合製造物が必要になる場合がしば
しばある。普通、このような製造物は組み立てにより作られる。 発明の概要 例えば、ＢＡＲＭＡＣＴＭ型機械（市販元：Ｓｖｅｄａｌａ Ｎｅｗ Ｚｅａ
ｌａｎｄ Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｍａｎｇａｗｈｅｒｏ Ｒｏａｄ，Ｍａｔａｍａｔ
ａ，Ｎｅｗ Ｚｅａｌａｎｄ）は、ＰＣＴ／ＮＺ９８／０００７６，ＰＣＴ／Ｎ
Ｚ９８／００７５，ＰＣＴ／ＮＺ９７／００１０８，ＵＳＰ ４６６２５７１お
よびＵＳＰ ４５８６６６３に開示されているものに代表されるミネラルブレー
カ機械であって、それには犠牲構成材を含む組み立て炭化物部材が利用されてい
る。 このような犠牲構成材を機械に組み込むことによって、鉱物片（例えば、岩石
）の作用によるエロージョンを、犠牲炭化タングステン表面部材の存在により最
小限に抑制する。このような構成材としては、ウェアチップ（ＵＳＰ ４６６２
５７１を参照）およびバックアップチップ（ＵＳＰ ４５８６６６３を参照）が
ある。以下に、このような構成材の性質を上記特許公報の適当な図面を参照して
説明する。 従来の方法では、上記構成材は炭化物片（通常は炭化タングステン）を形状溝
に嵌め込むことによって形成していた。この従来の製造物のうちには、組み立て
たまたは鋳造した取り付け基材に溝を機械加工し、この溝に炭化物部材を例えば
誘導ろう付け法により固定することにより作製されるものがあった。 本発明の第１の着眼点は、上記犠牲構成材に適用できる利点として、炭化物部
材を適当なモールド内に配置して鋳造することにより複合構成材としての最終形
状に直接成形できることであった。複合モールディング法は、既に多くの米国特
許に開示されている。 ＵＳＰ ５３２８７７５（Ｇａｒｂｅｒ ｅｔ ａｌ．）には、複合鋳造法に
より、耐摩耗成分（例えば白鋳鉄）による耐摩耗表面を設けて、基材の延性マト
リクス中に耐摩耗材領域とマトリクス材領域（例えば鋳鋼）とを交互配置させる
ことが開示されている。 ＵＳＰ ５４４５９１６（Ｒｅｖａｎｋａｒ ｔｏ Ｄｅｅｒｅ ＆ Ｃｏ）
には、金属製品に含浸することにより硬質耐摩耗表面領域（例えば炭化タングス
テン、炭化クロム等）を鋳造マトリクス表面に設けることが開示されている。こ
の方法では、まず耐摩耗層（例えば焼結シートの状態で）をモールド表面に取り
付けておき、次いでマトリクス用金属をモールド内に注湯する。 ＵＳＰ ５４４３９１６には更に、炭化物／バインダ層／可塑剤の混合物を用
いて炭化物粉末から成るシートとピンとを形成することも示されている。このピ
ンは、冷却後の鋳造金属マトリクスの表面に炭化物粉末から成る表面パターンを
良好に固定する機能を果たす。鋳造前に、３２０〜３４０℃に加熱することによ
って、有機バインダおよび可塑剤を除去することが開示されている。 ＵＳＰ ４１１９４５９（Ｅｃｋｍｅｒ ｅｔ ａｌ）には、炭化物粒子をモ
ールド内に配置した後、モールド内に溶融鉄を充填することが示されている。 ＵＳＰ ５３３７８０１（Ｍａｔｅｒｋｏｗｓｋｉ）には、炭化物粒子を第１
の鋳鋼マトリクスに埋め込み且つこのマトリクスと接合した後、これを更に融点
の高い鋼中に埋め込むことが開示されている。 上記各特許公報の全内容は、本明細書中に参照事項として取り込んだ。 本発明の全内容は、次の方法に包含される。 第１の態様において、本発明は、装着可能な犠牲構成材を準備する方法であっ
て、 前記方法が、 （ｉ）硬質遷移金属炭化物を少なくとも１種を型内に配置する工程（好ましく
は、（特に）表面揮発物を除去するために加熱する予備処理の後）、 （ｉｉ）溶融球状黒鉛鉄または溶融ニッケル−クロム合金鋳鉄を含む遷移金属
炭化物で前記型を充填する工程、及び （ｉｉｉ）前記型から型込めした複合材を取り出す工程（前記型の破壊または
別の方法）、 からなり、 得られた構成材が、遷移金属炭化物と鉄含有材との間に冶金学的結合を備える
。 好ましくは、前記金属炭化物の１種または複数が、長く延びていて、且つ金属
炭化物の１種または複数が鉄系材料内に配置され、前記鉄系材料を使用するとき
に、前記金属炭化物が腐食材料に対して横に存在するように延在し、前記腐食材
料が前記構成材を犠牲する。 好ましくは、前記構成材が、鉱物ブレーカの犠牲構成材である。 好ましくは、前記遷移金属が、タングステンまたはクロムである（好ましくは
タングステン）。 第２の態様において、本発明は、装着可能な犠牲構成材を準備する方法であっ
て、 前記方法が、 （ｉ）（特に）表面揮発物を除去するために加熱する予備処理の後、炭化タン
グステンの少なくとも１種を型内に配置する工程 （ｉｉ）溶融球状黒鉛鉄または溶融ニッケル−クロム合金鋳鉄を含む炭化タン
グステンを前記型に充填する工程、及び （ｉｉｉ）前記型から型込めした複合材を取り出す工程（前記型の破壊または
別の方法）、 からなり、 得られた構成材が、炭化タングステンと鉄含有材との間に冶金学的結合を備え
る装着可能な犠牲構成材を準備する。 好ましくは、前記炭化タングステンの１種または複数が、長く延びていて、且
つ前記炭化タングステンの１種または複数が鉄系材料内に配置され、前記鉄系材
料を使用するときに、前記金属炭化物が腐食材料に対して横に存在するように延
在し、前記腐食材料が前記構成材を犠牲する。 好ましくは、前記構成材が、鉱物ブレーカの犠牲構成材である（好ましくは、
ＢＡＲＭＡＣ型（登録商標））。 好ましくは、前記結合が、前記炭化タングステンを実質的に十分包囲している
。 好ましくは、前記炭化タングステンは長く延びている。 好ましくは、前記炭化タングステンが、破壊、破砕などによって形成できるよ
うな粒子状でなく、成形された形である。 好ましくは、前記炭化タングステンの１種または複数が、環状または矩形状の
形に延びている。 好ましくは、二つに配列して延びた炭化タングステンは、使用の際に好ましい
犠牲領域を備えて配置され（取り巻いた鉄含有材の初期腐食後）、前記犠牲領域
は配列された炭化タングステンの外側端部から初期に離れていて、それによって
、各炭化タングステンの他の端部が腐食を被るときでさえも、（使用の際に）鉄
材料によって少なくともある程度取り囲まれたこの外側端部のそれぞれを取り去
る。 好ましくは、前記予備処理が、少なくとも１５０℃までの加熱による（好まし
くは、１５０℃〜２００℃の範囲である）。 好ましくは、前記炭化タングステンが、前記型に充填するときに１５０℃未満
である。 好ましくは、前記炭化タングステンが、前記型に充填するときに１５０℃未満
であり、例えば好ましくは、前記炭化タングステンが充填するときに周囲温度で
ある。 幾つかの実施態様においては、前記配置する工程が、砂型内であり（好ましく
は、グリーン砂型法を用いる）（好ましくは、バインダーが、例えば、クレー及
び／または樹脂である）、且つ中程度炭化物炭素のバネ鋼であるワイヤー中子ま
たは装置を使用する（好ましくはワイヤー中子（例えば、ここに記載する形状）
。 好ましくは、前記中子が、上述のように図面に記載される。 最も好ましくは、前記型内の炭化物の１種または複数を配置する工程は、配置
プリントが炭化物配置に役立つドラッグ型内に備えられ工程の使用により、前記
は位置プリントの一部が、鉄系材料と炭化物材との間の結合に必要な範囲から離
れた最終鋳込み製品において炭化物材料に対して『窓』を与える。好ましくは、
前記窓が、添付図面に記載される種類のものである。 望ましくは、前記炭化タングステンが、プレート状鉄含有材料の厚さ増加部に
埋め込まれている。 望ましくは、前記構成材の犠牲部分が、炭化タングステン部材を覆う約４ｍｍ
以上の鉄含有材料を備えている。 望ましくは、前記プレート状材料が、モールドされた単一または複数の開口を
備えていて、この開口により鉱物破壊機械（例えば、Ｓｖｅｄａｒａ Ｎｅｗ
ＺｅａｌａｎｄＬｉｍｉｔｅｄのＢＡＲＭＡＣＴＭ）にボルト等により取り付け
可能になっている。 望ましくは、前記開口が厚さ増加部分にはなく、前記開口は前記細長い各炭化
タングステン部材の各長手軸に直角にボルト等を挿入するように間隔を置いて並
んでいて、かつ前記炭化タングステン部材の長手軸の並び軸に平行な直線に沿っ
て並んでいる。 望ましくは、前記構成材がウェアチップであり、前記鉄含有材料がニッケル・
クロム鋳鉄（例えばＮｉｈａｒｄ）である。 別の望ましい態様においては、前記構成材がバックアップチップ（ウェアチッ
プとバックアップチップとの区別についてはＵＳＰ ４５８６６６３を参照）で
あり、前記鉄含有材料が球状グラファイト鉄（例えば「Ｓ．Ｇ．Ｉｒｏｎ」）で
ある。 望ましくは、炭化タングステン部材は商標名ＳＡＮＤＶＩＫＴＭで市販されて
いるものである。 望ましくは、前記鉄含有材料が前記炭化タングステンよりも延性が高く脆性が
少ない（例えば、Ｓ．Ｇ．Ｉｒｏｎであれば伸び約７％、Ｎｉｈａｒｄであれば
伸びが最大約１％）。 別の観点では、本発明の方法により製造された犠牲構成材が提供される。 別の観点では、本発明により前記犠牲構成材を含む鉱物破壊機が提供される。 更に別の観点では、本発明により、鉱物破壊機用のウェアチップまたはバック
アップチップであって、少なくとも１つの遷移金属炭化物成形体が少なくとも実
質的に完全に、該炭化物成形体のための金属基体としての金属マトリクス中に鋳
造によって埋め込まれており（該成形体に対して望ましくはＳ．Ｇ．Ｉｒｏｎま
たはＮｉｈａｒｄまたは高クロム鉄）、かつ該成形体はそれ自体が、鉱物片の運
動に対応する配設位置に調節されており、使用時に部分的にエロージョンを生じ
て該炭化物成形体の犠牲表面を表出させ、引き続き鉱物片によりエロージョンを
受ける、鉱物破壊機用のウェアチップまたはバックアップチップが提供される。 以下に、本発明の望ましい態様の一つを下記添付図面を参照して説明する。 本発明の望ましい態様においては、細長いロッド１を一対並べて領域２で突き
合わせてあり、この領域２は図示したタイプのウェアチップまたはバックアップ
チップを用いた時にエロージョンが最も激しい領域とすることが望ましい。もち
ろん、全長に渡って１本のロッドを用いても良い。 鉄部材領域３には、固定孔４と、もちろんロッド１が埋め込まれる強化用の領
域５とがある。 窓６は、生砂モールドのドラッグモールドを作製する際に、並んだ炭化タング
ステンロッドがその間に位置するように砂の直立部が転写さる。モールドキャッ
プでモールドを閉じると、位置決めされたロッドに対するモールドキャビティで
は、図６の透視図に示したように炭化タングステン部材のほんの一部のみが露出
した状態になる。 このような「窓」構造を採用することにより、図１〜図３に示したように、エ
ロージョン７の主領域を、ロッド突合せ部２に重なる領域とすることができる。
ＢＡＲＭＡＣＴＭ型機械において炭化タングステンがエロージョン源の鉱物片に
曝される部分は短いので、ロッド同士を付き合わせる方法としては、ワイヤ締結
、接着、ワイヤ繋ぎ等の適当な方法を用いることができる。 当業者は、炭化物部材に望ましい前熱処理を施せば、鉄系マトリクスと十分に
冶金接合して強固に埋め込まれた炭化物片が上記方法によって得られることを理
解できるはずである。 図７に、互いに直交する平面上にそれぞれループ状になっているワイヤ連鎖部
材を示す。一方のループの延長端をドラッグモールドの砂表面に位置させて、他
方のループを直立させ、その中にタングステンの水平ロッドの一端を挿入できる
ようになっている。 本明細書および図面において、説明を簡潔にするために炭化タングステンは細
長いロッド状として説明したが、炭化タングステンあるいはその他の炭化物は、
どのような断面形状のものでも用いることができる。 本発明の技術は、バックホー、エクスカベータ等の種々の用途の構成材を提供
することができる。
牲構成材を含む製造物に関する。 犠牲炭化物部品（例えば、鉱物ブレーカのウェアチップ、ディガーおよびバッ
クホーのためのブレードエッジ、等）を含む複合製造物が必要になる場合がしば
しばある。普通、このような製造物は組み立てにより作られる。 発明の概要 例えば、ＢＡＲＭＡＣＴＭ型機械（市販元：Ｓｖｅｄａｌａ Ｎｅｗ Ｚｅａ
ｌａｎｄ Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｍａｎｇａｗｈｅｒｏ Ｒｏａｄ，Ｍａｔａｍａｔ
ａ，Ｎｅｗ Ｚｅａｌａｎｄ）は、ＰＣＴ／ＮＺ９８／０００７６，ＰＣＴ／Ｎ
Ｚ９８／００７５，ＰＣＴ／ＮＺ９７／００１０８，ＵＳＰ ４６６２５７１お
よびＵＳＰ ４５８６６６３に開示されているものに代表されるミネラルブレー
カ機械であって、それには犠牲構成材を含む組み立て炭化物部材が利用されてい
る。 このような犠牲構成材を機械に組み込むことによって、鉱物片（例えば、岩石
）の作用によるエロージョンを、犠牲炭化タングステン表面部材の存在により最
小限に抑制する。このような構成材としては、ウェアチップ（ＵＳＰ ４６６２
５７１を参照）およびバックアップチップ（ＵＳＰ ４５８６６６３を参照）が
ある。以下に、このような構成材の性質を上記特許公報の適当な図面を参照して
説明する。 従来の方法では、上記構成材は炭化物片（通常は炭化タングステン）を形状溝
に嵌め込むことによって形成していた。この従来の製造物のうちには、組み立て
たまたは鋳造した取り付け基材に溝を機械加工し、この溝に炭化物部材を例えば
誘導ろう付け法により固定することにより作製されるものがあった。 本発明の第１の着眼点は、上記犠牲構成材に適用できる利点として、炭化物部
材を適当なモールド内に配置して鋳造することにより複合構成材としての最終形
状に直接成形できることであった。複合モールディング法は、既に多くの米国特
許に開示されている。 ＵＳＰ ５３２８７７５（Ｇａｒｂｅｒ ｅｔ ａｌ．）には、複合鋳造法に
より、耐摩耗成分（例えば白鋳鉄）による耐摩耗表面を設けて、基材の延性マト
リクス中に耐摩耗材領域とマトリクス材領域（例えば鋳鋼）とを交互配置させる
ことが開示されている。 ＵＳＰ ５４４５９１６（Ｒｅｖａｎｋａｒ ｔｏ Ｄｅｅｒｅ ＆ Ｃｏ）
には、金属製品に含浸することにより硬質耐摩耗表面領域（例えば炭化タングス
テン、炭化クロム等）を鋳造マトリクス表面に設けることが開示されている。こ
の方法では、まず耐摩耗層（例えば焼結シートの状態で）をモールド表面に取り
付けておき、次いでマトリクス用金属をモールド内に注湯する。 ＵＳＰ ５４４３９１６には更に、炭化物／バインダ層／可塑剤の混合物を用
いて炭化物粉末から成るシートとピンとを形成することも示されている。このピ
ンは、冷却後の鋳造金属マトリクスの表面に炭化物粉末から成る表面パターンを
良好に固定する機能を果たす。鋳造前に、３２０〜３４０℃に加熱することによ
って、有機バインダおよび可塑剤を除去することが開示されている。 ＵＳＰ ４１１９４５９（Ｅｃｋｍｅｒ ｅｔ ａｌ）には、炭化物粒子をモ
ールド内に配置した後、モールド内に溶融鉄を充填することが示されている。 ＵＳＰ ５３３７８０１（Ｍａｔｅｒｋｏｗｓｋｉ）には、炭化物粒子を第１
の鋳鋼マトリクスに埋め込み且つこのマトリクスと接合した後、これを更に融点
の高い鋼中に埋め込むことが開示されている。 上記各特許公報の全内容は、本明細書中に参照事項として取り込んだ。 本発明の全内容は、次の方法に包含される。 第１の態様において、本発明は、装着可能な犠牲構成材を準備する方法であっ
て、 前記方法が、 （ｉ）硬質遷移金属炭化物を少なくとも１種を型内に配置する工程（好ましく
は、（特に）表面揮発物を除去するために加熱する予備処理の後）、 （ｉｉ）溶融球状黒鉛鉄または溶融ニッケル−クロム合金鋳鉄を含む遷移金属
炭化物で前記型を充填する工程、及び （ｉｉｉ）前記型から型込めした複合材を取り出す工程（前記型の破壊または
別の方法）、 からなり、 得られた構成材が、遷移金属炭化物と鉄含有材との間に冶金学的結合を備える
。 好ましくは、前記金属炭化物の１種または複数が、長く延びていて、且つ金属
炭化物の１種または複数が鉄系材料内に配置され、前記鉄系材料を使用するとき
に、前記金属炭化物が腐食材料に対して横に存在するように延在し、前記腐食材
料が前記構成材を犠牲する。 好ましくは、前記構成材が、鉱物ブレーカの犠牲構成材である。 好ましくは、前記遷移金属が、タングステンまたはクロムである（好ましくは
タングステン）。 第２の態様において、本発明は、装着可能な犠牲構成材を準備する方法であっ
て、 前記方法が、 （ｉ）（特に）表面揮発物を除去するために加熱する予備処理の後、炭化タン
グステンの少なくとも１種を型内に配置する工程 （ｉｉ）溶融球状黒鉛鉄または溶融ニッケル−クロム合金鋳鉄を含む炭化タン
グステンを前記型に充填する工程、及び （ｉｉｉ）前記型から型込めした複合材を取り出す工程（前記型の破壊または
別の方法）、 からなり、 得られた構成材が、炭化タングステンと鉄含有材との間に冶金学的結合を備え
る装着可能な犠牲構成材を準備する。 好ましくは、前記炭化タングステンの１種または複数が、長く延びていて、且
つ前記炭化タングステンの１種または複数が鉄系材料内に配置され、前記鉄系材
料を使用するときに、前記金属炭化物が腐食材料に対して横に存在するように延
在し、前記腐食材料が前記構成材を犠牲する。 好ましくは、前記構成材が、鉱物ブレーカの犠牲構成材である（好ましくは、
ＢＡＲＭＡＣ型（登録商標））。 好ましくは、前記結合が、前記炭化タングステンを実質的に十分包囲している
。 好ましくは、前記炭化タングステンは長く延びている。 好ましくは、前記炭化タングステンが、破壊、破砕などによって形成できるよ
うな粒子状でなく、成形された形である。 好ましくは、前記炭化タングステンの１種または複数が、環状または矩形状の
形に延びている。 好ましくは、二つに配列して延びた炭化タングステンは、使用の際に好ましい
犠牲領域を備えて配置され（取り巻いた鉄含有材の初期腐食後）、前記犠牲領域
は配列された炭化タングステンの外側端部から初期に離れていて、それによって
、各炭化タングステンの他の端部が腐食を被るときでさえも、（使用の際に）鉄
材料によって少なくともある程度取り囲まれたこの外側端部のそれぞれを取り去
る。 好ましくは、前記予備処理が、少なくとも１５０℃までの加熱による（好まし
くは、１５０℃〜２００℃の範囲である）。 好ましくは、前記炭化タングステンが、前記型に充填するときに１５０℃未満
である。 好ましくは、前記炭化タングステンが、前記型に充填するときに１５０℃未満
であり、例えば好ましくは、前記炭化タングステンが充填するときに周囲温度で
ある。 幾つかの実施態様においては、前記配置する工程が、砂型内であり（好ましく
は、グリーン砂型法を用いる）（好ましくは、バインダーが、例えば、クレー及
び／または樹脂である）、且つ中程度炭化物炭素のバネ鋼であるワイヤー中子ま
たは装置を使用する（好ましくはワイヤー中子（例えば、ここに記載する形状）
。 好ましくは、前記中子が、上述のように図面に記載される。 最も好ましくは、前記型内の炭化物の１種または複数を配置する工程は、配置
プリントが炭化物配置に役立つドラッグ型内に備えられ工程の使用により、前記
は位置プリントの一部が、鉄系材料と炭化物材との間の結合に必要な範囲から離
れた最終鋳込み製品において炭化物材料に対して『窓』を与える。好ましくは、
前記窓が、添付図面に記載される種類のものである。 望ましくは、前記炭化タングステンが、プレート状鉄含有材料の厚さ増加部に
埋め込まれている。 望ましくは、前記構成材の犠牲部分が、炭化タングステン部材を覆う約４ｍｍ
以上の鉄含有材料を備えている。 望ましくは、前記プレート状材料が、モールドされた単一または複数の開口を
備えていて、この開口により鉱物破壊機械（例えば、Ｓｖｅｄａｒａ Ｎｅｗ
ＺｅａｌａｎｄＬｉｍｉｔｅｄのＢＡＲＭＡＣＴＭ）にボルト等により取り付け
可能になっている。 望ましくは、前記開口が厚さ増加部分にはなく、前記開口は前記細長い各炭化
タングステン部材の各長手軸に直角にボルト等を挿入するように間隔を置いて並
んでいて、かつ前記炭化タングステン部材の長手軸の並び軸に平行な直線に沿っ
て並んでいる。 望ましくは、前記構成材がウェアチップであり、前記鉄含有材料がニッケル・
クロム鋳鉄（例えばＮｉｈａｒｄ）である。 別の望ましい態様においては、前記構成材がバックアップチップ（ウェアチッ
プとバックアップチップとの区別についてはＵＳＰ ４５８６６６３を参照）で
あり、前記鉄含有材料が球状グラファイト鉄（例えば「Ｓ．Ｇ．Ｉｒｏｎ」）で
ある。 望ましくは、炭化タングステン部材は商標名ＳＡＮＤＶＩＫＴＭで市販されて
いるものである。 望ましくは、前記鉄含有材料が前記炭化タングステンよりも延性が高く脆性が
少ない（例えば、Ｓ．Ｇ．Ｉｒｏｎであれば伸び約７％、Ｎｉｈａｒｄであれば
伸びが最大約１％）。 別の観点では、本発明の方法により製造された犠牲構成材が提供される。 別の観点では、本発明により前記犠牲構成材を含む鉱物破壊機が提供される。 更に別の観点では、本発明により、鉱物破壊機用のウェアチップまたはバック
アップチップであって、少なくとも１つの遷移金属炭化物成形体が少なくとも実
質的に完全に、該炭化物成形体のための金属基体としての金属マトリクス中に鋳
造によって埋め込まれており（該成形体に対して望ましくはＳ．Ｇ．Ｉｒｏｎま
たはＮｉｈａｒｄまたは高クロム鉄）、かつ該成形体はそれ自体が、鉱物片の運
動に対応する配設位置に調節されており、使用時に部分的にエロージョンを生じ
て該炭化物成形体の犠牲表面を表出させ、引き続き鉱物片によりエロージョンを
受ける、鉱物破壊機用のウェアチップまたはバックアップチップが提供される。 以下に、本発明の望ましい態様の一つを下記添付図面を参照して説明する。 本発明の望ましい態様においては、細長いロッド１を一対並べて領域２で突き
合わせてあり、この領域２は図示したタイプのウェアチップまたはバックアップ
チップを用いた時にエロージョンが最も激しい領域とすることが望ましい。もち
ろん、全長に渡って１本のロッドを用いても良い。 鉄部材領域３には、固定孔４と、もちろんロッド１が埋め込まれる強化用の領
域５とがある。 窓６は、生砂モールドのドラッグモールドを作製する際に、並んだ炭化タング
ステンロッドがその間に位置するように砂の直立部が転写さる。モールドキャッ
プでモールドを閉じると、位置決めされたロッドに対するモールドキャビティで
は、図６の透視図に示したように炭化タングステン部材のほんの一部のみが露出
した状態になる。 このような「窓」構造を採用することにより、図１〜図３に示したように、エ
ロージョン７の主領域を、ロッド突合せ部２に重なる領域とすることができる。
ＢＡＲＭＡＣＴＭ型機械において炭化タングステンがエロージョン源の鉱物片に
曝される部分は短いので、ロッド同士を付き合わせる方法としては、ワイヤ締結
、接着、ワイヤ繋ぎ等の適当な方法を用いることができる。 当業者は、炭化物部材に望ましい前熱処理を施せば、鉄系マトリクスと十分に
冶金接合して強固に埋め込まれた炭化物片が上記方法によって得られることを理
解できるはずである。 図７に、互いに直交する平面上にそれぞれループ状になっているワイヤ連鎖部
材を示す。一方のループの延長端をドラッグモールドの砂表面に位置させて、他
方のループを直立させ、その中にタングステンの水平ロッドの一端を挿入できる
ようになっている。 本明細書および図面において、説明を簡潔にするために炭化タングステンは細
長いロッド状として説明したが、炭化タングステンあるいはその他の炭化物は、
どのような断面形状のものでも用いることができる。 本発明の技術は、バックホー、エクスカベータ等の種々の用途の構成材を提供
することができる。
【図１】
図１は、前述のＢＡＲＭＡＫＴＭ型機械に用いるウェアチップまたはバックア
ップチップの正面図であり、このウェアチップまたはバックアップチップは図示
した開口を用いて鉄系基体に取り付け可能である。
ップチップの正面図であり、このウェアチップまたはバックアップチップは図示
した開口を用いて鉄系基体に取り付け可能である。
【図２】
図２は、図１の部材の背面図であって、「窓」は細長い炭化物片の外縁部を示
す。
す。
【図３】
図３は、図１の部材のＡＡから見た端面図であり、図２に示した窓の内部を破
線で示してある。
線で示してある。
【図４】
図４は、図１または図２の部材の透視図であり、作製に有用なパターンすなわ
ち鉄部材中に２つの細長い炭化物ロッドをどのように望ましく配置するかを示し
ている。
ち鉄部材中に２つの細長い炭化物ロッドをどのように望ましく配置するかを示し
ている。
【図５】
図５は、図３と同様にＢＢから見た端面図である。
【図６】
図６は、図４に透視図で示した部材の斜視図である。
【図７】
図７は、すなわち上記各図に示した窓配置形態すなわち図４、５、６のような
パターンをモールディングプロセスに用いない場合に、ロッドを固定するのに用
いることができるワイヤ連鎖タイプの配置を示す。
パターンをモールディングプロセスに用いない場合に、ロッドを固定するのに用
いることができるワイヤ連鎖タイプの配置を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ
，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，
ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ
Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ
，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，
ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，
ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ
Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ
，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，
ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ
Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ
，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，
ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ
Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ
，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，
ＺＡ，ＺＷ
Claims (40)
- 【請求項１】 装着可能な犠牲構成材を準備する方法であって、 前記方法が、 （ｉ）硬質遷移金属炭化物を少なくとも１種を型内に配置する工程（好ましく
は、（特に）表面揮発物を除去するために加熱する予備処理の後）、 （ｉｉ）溶融球状黒鉛鉄または溶融ニッケル−クロム合金鋳鉄を含む遷移金属
炭化物で前記型を充填する工程、及び （ｉｉｉ）前記型から型込めした複合材を取り出す工程（前記型の破壊または
別の方法）、 からなり、 得られた構成材が、遷移金属炭化物と鉄含有材との間に冶金学的結合を備える
装着可能な犠牲構成材を準備する方法。 - 【請求項２】 前記金属炭化物の１種または複数が、長く延びている請求項
１記載の方法。 - 【請求項３】 前記金属炭化物の１種または複数が鉄系材料内に配置され、
前記鉄系材料を使用するときに、前記金属炭化物が腐食材料に対して横に存在す
るように延在し、前記腐食材料が前記構成材を犠牲する請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 前記構成材が、鉱物ブレーカの犠牲構成材である請求項１〜
３のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項５】 前記鉱物ブレーカは、鉱物部位に対して鉱物部位を入れるロ
ータの１種である請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 前記遷移金属が、タングステンまたはクロムである請求項１
〜５記載の方法。 - 【請求項７】 前記金属炭化物の１種または複数が、炭化タングステンの隣
接する材料または単一材料である請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 装着可能な犠牲構成材を準備する方法であって、 前記方法が、 （ｉ）（特に）表面揮発物を除去するために加熱する予備処理の後、炭化タン
グステンの少なくとも１種を型内に配置する工程 （ｉｉ）溶融球状黒鉛鉄または溶融ニッケル−クロム合金鋳鉄を含む炭化タン
グステンを前記型に充填する工程、及び （ｉｉｉ）前記型から型込めした複合材を取り出す工程（前記型の破壊または
別の方法）、 からなり、 得られた構成材が、炭化タングステンと鉄含有材との間に冶金学的結合を備え
る装着可能な犠牲構成材を準備する方法。 - 【請求項９】 前記炭化タングステンの１種または複数が、長く延びている
請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】前記炭化タングステンの１種または複数が鉄系材料内に配置
され、前記鉄系材料を使用するときに、前記金属炭化物が腐食材料に対して横に
存在するように延在し、前記腐食材料が前記構成材を犠牲する請求項２記載の方
法。 - 【請求項１１】 前記構成材が、鉱物ブレーカの犠牲構成材である請求項１
〜３のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１２】 前記結合が、前記炭化タングステンを実質的に十分包囲し
ている請求項８〜１１のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記炭化タングステンが、破壊、破砕などによって形成で
きるような粒子状でなく、成形された形である請求項８〜１２のいずれか１項に
記載の方法。 - 【請求項１４】 前記炭化タングステンの１種または複数が、環状または矩
形状の形に延びている請求項８〜１３のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１５】 二つに配列して延びた炭化タングステンは、使用の際に好
ましい犠牲領域を備えて配置され（取り巻いた鉄含有材の初期腐食後）、前記犠
牲領域は配列された炭化タングステンの外側端部から初期に離れていて、それに
よって、各炭化タングステンの他の端部が腐食を被るときでさえも、（使用の際
に）鉄材料によって少なくともある程度取り囲まれたこの外側端部のそれぞれを
取り去る請求項８〜１４のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１６】 前記予備処理が、少なくとも１５０℃までの加熱による請
求項８〜１５のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１７】 前記加熱が、１５０℃〜２００℃の範囲である請求項１６
記載の方法。 - 【請求項１８】 前記炭化タングステンが、前記型に充填するときに１５０
℃未満である請求項８〜１７のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１９】 前記炭化タングステンが充填するときに周囲温度であり、
前記型が周囲温度である請求項１８記載の方法。 - 【請求項２０】 前記配置する工程が、砂型内である請求項８〜１９のいず
れか１項に記載の方法。 - 【請求項２１】 グリーン砂型法を用いる請求項２０記載の方法。
- 【請求項２２】 前記砂が、バインダーである請求項２０記載の方法。
- 【請求項２３】 前記バインダーがクレー及び／または樹脂である請求項２
２記載の方法。 - 【請求項２４】 前記配置する工程が、ワイヤー中子押さえを使用する請求
項２０記載の方法。 - 【請求項２５】 鋼のワイヤー中子押さえを使用する請求項２４記載の方法
。 - 【請求項２６】 中程度炭化物炭素のバネ鋼である請求項２５記載の方法。
- 【請求項２７】 前記中子が、上述のように図面に記載される請求項２４、
２５及び２６のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項２８】 前記型内の炭化物の１種または複数を配置する工程は、配
置プリントが炭化物配置に役立つドラッグ型内に備えられ工程の使用により、前
記は位置プリントの一部が、鉄系材料と炭化物材との間の結合に必要な範囲から
離れた最終鋳込み製品において炭化物材料に対して『窓』を与える請求項２０に
記載の方法。 - 【請求項２９】 前記窓が、添付図面に記載される種類のものである請求項
２８記載の方法。 - 【請求項３０】 前記炭化タングステンが、プレート状鉄含有材料の厚さ増
加部に埋め込まれている請求項８から２９までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項３１】 前記プレート状材料が、モールドされた単一または複数の
開口を備えていて、この開口により鉱物破壊機械にボルト等により取り付け可能
になっている請求項３０記載の方法。 - 【請求項３２】 前記構成材の犠牲部分が、炭化タングステン部材を覆う約
４ｍｍ以上の鉄含有材料を備えている請求項８から３１までのいずれか１項記載
の方法。 - 【請求項３３】 前記開口が厚さ増加部分にはなく、前記開口は前記細長い
各炭化タングステン部材の各長手軸に直角にボルト等を挿入するように間隔を置
いて並んでいて、かつ前記炭化タングステン部材の長手軸の並び軸に平行な直線
に沿って並んでいる請求項３２記載の方法。 - 【請求項３４】 前記構成材がウェアチップであり、前記鉄含有材料がニッ
ケル・クロム鋳鉄である請求項８から３３までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項３５】 前記構成材がバックアップチップ（ウェアチップとバック
アップチップとの区別についてはＵＳＰ ４５８６６６３を参照）であり、前記
鉄含有材料が球状グラファイト鉄である請求項８から３３までのいずれか１項記
載の方法。 - 【請求項３６】 前記鉄含有材料が前記炭化タングステンよりも延性が高く
脆性が少ない請求項８から３５までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項３７】 先行する請求項のいずれかに記載の方法によって製造され
た犠牲構成材。 - 【請求項３８】 請求項３７記載の犠牲構成材を含む鉱物破壊機。
- 【請求項３９】 鉱物破壊機用のウェアチップまたはバックアップチップで
あって、少なくとも１つの遷移金属炭化物成形体が少なくとも実質的に完全に、
該炭化物成形体のための金属基体としての金属マトリクス中に鋳造によって埋め
込まれており（該成形体に対して望ましくはＳ．Ｇ．ＩｒｏｎまたはＮｉｈａｒ
ｄまたは高クロム鉄）、かつ該成形体はそれ自体が、鉱物片の運動に対応する配
設位置に調節されており、使用時に部分的にエロージョンを生じて該炭化物成形
体の犠牲表面を表出させ、引き続き鉱物片によりエロージョンを受ける、鉱物破
壊機用のウェアチップまたはバックアップチップ。 - 【請求項４０】前記金属マトリクスが球状グラファイト鉄または高クロム鉄
である請求項３９記載のチップ。
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