JP2015537118A - 低炭素鋼及び超硬合金摩耗部品 - Google Patents

Abstract

本開示は、高い耐摩耗性及び強度を有する摩耗部品、及びこれを製造する方法に関する。摩耗部品は、低炭素鋼合金と共に鋳造されている超硬合金粒子の複合体で構成されている。低炭素鋼合金は、約０．１〜約１．５ｗｔ％の炭素当量Ｃｅｑ=ｗｔ%Ｃ＋０．３（ｗｔ%Ｓｉ＋ｗｔ%Ｐ）に相当する炭素含有量を有する。別の実施態様では、摩耗部品は、本体を、本体に配置されている、低炭素鋼合金に鋳包みされている超硬合金粒子の複数のインサートとともに含むことができる。高い耐摩耗性、高い強度を有する摩耗部品を作製する方法は、超硬合金粒子を溶融された低炭素鋼合金によって封入して、超硬合金粒子及び低炭素鋼合金の母材を鋳造することにより、複数の超硬合金インサートを作製することを含み、前記低炭素鋼合金は、約１〜１．５ｗｔ％の炭素含有量を有する。複数の超硬合金インサートのぞれぞれは、酸化防止／耐薬品性材料の少なくとも１つの層でコーティングする。複数のインサートは、摩耗部品の形状に対応する型に直接固定する。次いで、超硬合金インサートを、溶融された低炭素鋼合金によって封入して、超硬合金インサートを低炭素鋼合金と共に鋳造する。

Description

本開示は、特徴的な製品設計及び性能を有する、低炭素鋼へと鋳包みされている超硬合金（ＣＣ）粒子の摩耗部品、及びこの鋳造されているＣＣ粒子及び低炭素鋼で形成されている、インサートを有する摩耗部品に関する。この複合材料の概念は、特に、採掘、及び石油・ガス掘削に用いられるドリルビット、岩石粉砕工具、トンネル掘進機のカッター／ディスク、インペラ、並びに機械部品、設備、工具等に用いられる摩耗部品、特に大きな摩耗に曝される構成部分に用いられる摩耗部品のために適している。

高い耐摩耗性及び強度を有する摩耗部品の一実施態様は、低炭素鋼合金によって鋳包みされている、超硬合金粒子の複合体で構成されている。この低炭素鋼合金は、約０．１〜約１．５ｗｔ％の炭素当量｛Ｃｅｑ=ｗｔ%Ｃ＋０．３（ｗｔ%Ｓｉ＋ｗｔ%Ｐ）｝に相当する炭素含有量を有する。

耐摩耗性が高く、強度が高い摩耗部品の別の実施態様を作製する方法は、複数の超硬合金粒子を提供する工程、及び超硬合金粒子を型へと配置する工程を含む。約０．１〜約１．５ｗｔ％の炭素当量｛Ｃｅｑ=ｗｔ%Ｃ＋０．３（ｗｔ%Ｓｉ＋ｗｔ%Ｐ）｝に相当する炭素含有量を有する、溶融した低炭素鋼合金を、型の中へと流し込む。超硬合金粒子を、この溶融した低炭素鋼合金によって封入して、超硬合金粒子及び低炭素鋼合金の母材を鋳造する。

高い耐摩耗性及び強度を有する、摩耗部品のまた別の実施態様を提供する。この摩耗部品は、複数の超硬合金粒子のインサートを有する本体を具備しており、この超硬合金粒子は、本体に配置されている低炭素鋼合金に鋳包みされている。この低炭素鋼合金は、約０．１〜約１．５ｗｔ％の炭素当量｛Ｃｅｑ=ｗｔ%Ｃ＋０．３（ｗｔ%Ｓｉ＋ｗｔ%Ｐ）｝に相当する炭素含有量を有する。

耐摩耗性が高く、強度が高い摩耗部品の更に別の実施態様を作製する方法は、複数の超硬合金インサートを作製する工程を含み、このインサートは、溶融した低炭素鋼合金によって、超硬合金粒子を封入して、超硬合金粒子及び低炭素鋼合金の母材を鋳造することによって作製し、この低炭素鋼合金は、約１〜約１．５ｗｔ％の炭素含有量を有する。複数の超硬合金インサートのそれぞれは、酸化保護材料／耐薬品性材料の少なくとも１つの層でコーティングする。摩耗部品の形状に対応している型に、複数のインサートを直接固定する。溶融した低炭素鋼合金によって、この超硬合金インサートを封入して、超硬合金インサートを低炭素鋼合金によって鋳包みする。

本発明のこれら及び他の目的、特徴、側面、及び利点は、添付図面に関連する以下の実施態様の詳細な説明からより明らかとなろう。

図１は、本発明の超硬合金粒子、低炭素鋼合金母材の典型的な微細構造である。 図２は、本発明の拡大した微細構造である。 図３は、本発明のコーティングされている摩耗部品の断面である。 図４は、本発明の方法に従って作製された、鋳造、焼入れ、焼なまし及び吹き付け後の摩耗部品である。 図５Ａ及び５Ｂは、耐酸化性試験がされた部品である。

本発明の一側面は、超硬合金粒子／本体を、低炭素鋼に鋳包みして、向上した耐摩耗性能を有する、特徴的な製品及び設計を製造することに関する。この複合材料は、特に、採掘、及び石油・ガス掘削に用いられるドリルビット、岩石粉砕工具、ＴＢＭのカッター／ディスク、インペラ、摺動摩耗部品、並びに機械部品、設備、工具等に用いられる摩耗部品、特に大きな摩耗に曝される構成部分に用いられる摩耗部品のために適している。他の製品又は部品が本発明により想定されることを認識すべきである。本発明の更なる側面は、それぞれの側面において、工具、ドリルビット、岩石粉砕工具、ＴＢＭのカッター／ディスク、インペラ、及び摺動部品を提供し、これらはそれぞれ、ここで開示されている摩耗部品、適切には２つ以上の摩耗部品を具備している。

図１を参照すると、摩耗部品の本体１０は、超硬合金粒子１２、及び低炭素鋼合金１４のバインダーを具備している。超硬合金粒子は、低炭素鋼合金１４と共に鋳造することができる。低炭素鋼合金は、約０．１〜約１．５ｗｔ％の炭素当量｛Ｃｅｑ=ｗｔ%Ｃ＋０．３（ｗｔ%Ｓｉ＋ｗｔ%Ｐ）｝に相当する炭素含有量を有する。

知られているように、超硬合金粒子は、耐摩耗性材料として用いられ、かつ種々の技術を用いて作製することができる。例えば、超硬合金は、断片、破砕物、粉末、プレス体、粒子又は幾つかの他の形状として存在することができる。この超硬合金は、バインダー金属に加え、少なくとも一種の炭化物を含有しており、通常はＷＣ−Ｃｏタイプであり、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ又は他の金属の炭化物の添加を伴う可能性があるが、他の炭化物及び／又は窒化物、並びにバインダー金属を含有している硬質金属も適切であることができる。例外的な場合には、純粋な炭化物又は他の硬質成分も、すなわちいかなるバインダー相をもなく用いることができる。超硬合金は、摩耗用途に応じて、サーメットに置き換えることもできよう。サーメットは、耐酸化性及び耐食性が高く求められる摩耗備品において通常用いられている、より軽い金属母材物質である。低炭素鋼合金は、別の耐熱合金、例えばＮｉを基礎材料とする合金、インコネル等に置き換えることができよう。

粒子のサイズ及び粉砕された炭化物粒子の含有量は、二種の材料間の熱伝導性の差に起因して、鋼の濡れ性に影響する。十分に高い割合の溶融された鋼によって、予熱された型で、満足な濡れ又は硬質材料と鋼との間の金属結合を維持することができよう。

最良の摩耗特性及び耐性を提供するためには、ＣＣ粒子への鋼の濡れを最大限にするための、熱容量及び鋼とＣＣ粒子との間の熱伝導に関する良好なバランスが得られるような粒子のサイズを、ＣＣ粒子が有することが好ましい。ＣＣ粒子の体積は、約０．３〜約２０ｃｍ^３であるべきである。

硬質複合材料の最良の耐摩耗性を維持するため、ＣＣ粒子は、摩耗部品の表面に露出されているべきである。したがって、広い摩耗平面領域及び鋼母材への良好な接合を維持するためには、粒子の形状が重要である。粒子の厚みは、約５〜約１５ｍｍであるべきである。

図１に見られるように、鋳造された超硬合金粒子（「ＣＣ粒子」）１２は、低炭素鋼合金１４によって包囲されかつ封入されており、それによって母材を形成している。低炭素鋼中に鋳包みされたＣＣ粒子は、隙間なく鋼に良好にかみ合っている。鋼の炭素含有量は、約０．１〜約１．５ｗｔ％である。この範囲の炭素含有量は、ＣＣ粒子中のバインダー相の融点より高い鋼／合金の融点を上昇させる。ＣＣ粒子の分解を回避するため、ＣＣ粒子はアルミナでコーティングされている。

ここで更に説明するように、溶融された低炭素鋼１４が、ＣＣ粒子１２とともに鋳造されて、母材が形成される。図２を参照すると、ＣＣ粒子１２は、アルミナの薄いコーティング１６でコーティングされている。アルミナの保護コーティングは、好ましくはＣＶＤコーティング技術により被着され、そしてこのコーティングが別の硬質コーティング、例えばＴｉＮ、（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎ、ＴｉＣ）上に被着される場合には、このコーティングの厚さは非常に薄くすべきである。ＣＣ粒子は、約１〜約８μｍの厚さのアルミナコーティングを有することが好ましい。このコーティングは、複数の層を有することができ、特にＮｉバインダー相成分を有するＣＣ粒子とともに、例えばＴｉＮの前層（ｐｒｅ−ｌａｙｅｒ）を有することが重要であり、それによってアルミナのコーティングが可能となる。他のコーティング技術、例えばマイクロ波、プラズマ、ＰＶＤ等を用いることができることを認識すべきである。

鋳造プロセスの間、アルミナコーティング１６は、鋼がＣＣと反応することを防止し、そしてＣＣの分解を、ＣＣ粒子のうちの、アルミナコーティングが「漏れ」を与える孔を有する部分に制限する。鋼の制御された漏れは、鉄（Ｆｅ）及び鋼からの他の合金元素、例えばＣｒの成分を有する、バインダー相を合金化させることによって、ＣＣ粒子の周囲の表面領域１８を生成する。中間反応域２０は、粒子の隅に見られ、鋼のうちの、アルミナコーティングにおける孔が見られる部分に制限される。鋼とＣＣ粒子との間の体積膨張率における差は、ＣＣ粒子の周囲の好ましい圧縮応力を与える。ＣＣ粒子の外側の領域におけるバインダー相の合金化は、ＣＣ粒子の「核」にも圧縮応力を与える。

アルミナコーティングによって、ＣＣの分解が制御され、そしてアルミナコーティングが孔を有する箇所においては、鋼とＣＣとの間で表面領域１８が形成される。表面領域は、硬脆相（イータ相（ｅｔａ−ｐｈａｓｅ）／Ｍ_６Ｃ炭化物、Ｍ＝Ｗ、Ｃｏ、Ｆｅ、及びＷ合金の樹枝状相（ｄｅｎｄｒｉｔｅｓ））の成分を保持する。この表面領域は、摩耗部品の耐摩耗性にとっては有益ではない。すなわちアルミナコーティングにおいて孔が生じている、ＣＣ粒子の約０．１〜約０．３ｍｍ厚の領域である、表面領域１８で、ＣＣのうちの僅かな部分だけが分解する。アルミナコーティングと鋼との間では、遷移「領域」は見られなかった。

本発明の摩耗部品は、公知の鋳造技術によって作製することができる。ＣＣ粒子は、部品の所望の形状に対応する型の内部に配置することができる。ＣＣ粒子を、好ましくは結果として生じる摩耗部品の表面に存在するように、型の中に配置する。この配置においては、ＣＣ粒子は空気に暴露されている。次いで、溶融された低炭素鋼合金を型に流し込んで、粒子及び合金の母材を形成する。母材の鋳造は、約１５５０〜約１６００℃に加熱して行う。鋳造後に、当業者に知られているように、それを焼入れ、焼なまし及び焼戻しにさらすことができる。

図３を参照すると、本体１０を有する摩耗部品２２は、そこに配置されている複数のＣＣインサート２４を含むことができる。インサート２４は、上記のように、低炭素鋼合金と共に鋳造された超硬合金粒子で形成されている。低炭素鋼合金は、約０．１〜約１．５ｗｔ％の炭素当量｛Ｃｅｑ=ｗｔ%Ｃ＋０．３（ｗｔ%Ｓｉ＋ｗｔ%Ｐ）｝に相当する炭素含有量を有する。

インサート２４は、酸化を防止するためのコーティング２６を含む。コーティング２６は、アルミナ、例えばＡｌ_２Ｏ_３製であり、かつ上記のように、鋼とＣＣ粒子との間の接合を害することなく、鋼と反応する。

ＣＣインサートは、摩耗部品の表面に露出されているべきである。したがって、広い摩耗平面領域及び鋼母材への良好な接合を維持するためには、粒子の形状が重要である。インサートの厚みは、約５〜約１５ｍｍであるべきである。

上記のように、鋳造プロセスの間、アルミナコーティング２６は、鋼がＣＣと反応することを防止し、そしてＣＣの分解を、ＣＣインサートのうちの、アルミナコーティングが「漏れ」を与える孔を有する部分に制限する。アルミナの保護コーティングは、好ましくはＣＶＤコーティング技術により被着させ、そしてこのコーティングを別の硬質コーティング、例えばＴｉＮ、（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎ、ＴｉＣ）上に被着させる場合には、このコーティングの厚さは非常に薄くすべきである。ＣＣインサートは、約１〜約８μｍの厚さのアルミナコーティングを有することが好ましい。このコーティングは、複数の層を有することができ、特にＮｉバインダー相成分を有するＣＣインサートとともに、例えばＴｉＮの前層を有することが重要であり、それによってアルミナのコーティングが可能となる。このコーティングは、ＣＶＤコーティング技術、又は他のコーティング技術、例えばプラズマ、マイクロ波、ＰＶＤ等によって被着させることができる。

摩耗部品の一実施態様は、公知の鋳造技術によって作製することができる。コーティングされたＣＣインサートは、部品の所望の形状に対応する型の内部に配置することができる。ＣＣ本体は、好ましくは結果として生じる摩耗部品の表面に存在するように、型の中に配置する。この配置において、ＣＣインサートは空気に暴露されている。次いで、溶融された低炭素鋼合金を型に流し込んで、粒子及び合金の母材を形成する。母材の鋳造は、約１５５０〜約１６００℃に加熱して行う。鋳造後に、当業者に知られているように、それを焼入れ、焼なまし及び焼戻しにさらすことができる。

アルミナコーティングの酸化保護表面により、ＣＣインサートを、直接、すなわちねじ、網、釘等によって、鋼の溶融を必要とすることなく型の表面に直接固定して、粒子／インサートを完全にコーティングすることができる。この技術は、それを例えばＣＣインサートを有するドリルビット、又は鋼本体に埋め込まれるボタンを直接作製することを可能とする。焼入れ、焼なまし及び焼戻しを伴う鋳造プロセスは、ＣＣインサートのアルミナコーティングに起因して、ＣＣが摩耗部品中に残ることを示している。

〈実施例１〉
本発明に従い、突固め機を、工具一式を鋳込成形により鋳造することによって製造した。仕上げられた突固め機は、鋼シャフト、及び辺長２８ｍｍ、厚さ７ｍｍの正方形タイプの超硬合金インサートによりコーティングされた摩耗パドルを有していた。超硬合金のインサートを、従来の粉末冶金技術によって作製した。このインサートは、８ｗｔ％のＣｏ、及び粒径１μｍのＷＣである残部を有していた。炭素含有量は、５．５５ｗｔ％であった。焼結された超硬合金インサートを、ＣＶＤ反応器内で９２０℃でアルミナコーティングした。ＣＶＤプロセス後、このインサートは、４μｍの厚さを有する黒いアルミナコーティングによって完全にコーティングされていた。

突固め機を製造するため、このインサートを釘で型に固定した。０．２６％Ｃ、１．５％Ｓｉ、１．２％Ｍｎ、１．４％Ｃｒ、０．５％Ｎｉ、及び０．２％Ｍｏの組成を有する、タイプＣＮＭ８５の鋼を溶融させ、そしてこの溶融物を１５６５℃の温度で型の中に注ぎ込んだ。空気冷却後、突起物を９５０℃で焼ならしし、そして１０００℃で焼入れした。２５０℃での焼戻しが最後の熱処理工程であり、その後にこの工具を最終の形状へと吹き付けて研磨した。仕上げられた工具における鋼の硬度は、４５〜５５ＨＲＣであった。

〈実施例２〉
第２の実験においては、特に岩石粉砕を目的としており、インサートタイプの岩石粉砕カッターを、１つの半仕上げ（ｓｅｍｉ−ｆｉｎｉｓｈｅｄ）部品へと鋳造した。それぞれの粉砕カッターは、１２ｗｔ％Ｃｏのバインダー相成分を有する超硬合金の切削インサートを４つ有していた。残部は、４μｍの粒子サイズを有するＷＣであった。製造法は、上記の例１と同一であり、タイプＣＮＭ８５の鋼本体で行った。鋳造手順の前に、超硬合金インサートを、例１に従い、ＣＶＤ反応器中でアルミナコーティングした。鋳造手順の前に、このインサートを、型の中に直接圧入させた。鋳造後に、岩石粉砕カッターの仕上がり寸法までシャフトを研磨した。

〈実施例３〉
第３の実験においては、特に岩石粉砕工具、例えば局所打撃工具（ｐｏｉｎｔ ａｔｔａｃｋ ｔｏｏｌｓ）を目的としており、６ｗｔ％Ｃｏのバインダー相成分及び８μｍの粒子サイズのＷＣである残部を有する、アルミナでコーティングされた超硬合金ボタンを鋳造した。製造ルートは、例１と同一であり、タイプＣＮＭ８５の鋼本体の鋳造手順を伴い、半仕上げ部品を作製した。局所打撃工具の仕上がり形状まで嵌合部を研磨した。

本開示に従って製造された摩耗部品を鋳造試験した。図４は、ＣＣインサート２４’を有し、かつ１５６５℃での鋳造の後、焼入れ、焼なまし、焼戻し及び吹き付けを施した、本発明に従って製造した高強度鋼の鋳造物２８を示している。このインサートを、ねじで型に直接固定した。

炭化物試料は、酸化することなく良好な濡れを示す。図４は更に、ＣＣインサート２４’は鋳造プロセスを経て単に残っているのみならず、ＣＣインサートの形状が鋳造後に維持されていたことを示している。右側のインサートにおける孔２９は、ねじに起因するものであり、このねじは、鋳造処理中の酸化後に残存していなかった。試験は、低炭素鋼の表面にＣＣインサートを適用することが可能であることを示す。結果は、高い強度及び耐摩耗性の鋼合金を有する、本発明による超硬合金摩耗部品は、鋼の類似製品よりも１０倍増加した摩耗性能とともに、高い信頼性及び強度を有することを示している。

図５Ａ及び５Ｂを参照すると、２つの異なる部品を試験した：アルミナでコーティングされた試料（図５Ａ）及びＴｉＮ試料（図５Ｂ）。６％コバルト＋ＷＣを維持するＣＣグレードの試料の同一タイプを、酸化試験のために２つのタイプの硬質コーティングで完全にコーティングした。コーティングは、インサートの両方の変更態様について、ＣＶＤ反応器内で維持した。両方のタイプのインサートを、酸化試験の前に完全にコーティングした。

５時間９２０℃からの酸化の結果は、アルミナでコーティングされたＣＣ試料（図５Ａ）は酸化を一切示さないことを示している。しかしながら、ＴｉＮでコーティングされた試料は酸化する。したがって、鋳造の結果は、アルミナでコーティングされた炭化物の基材の周囲の鋼の良好な濡れを示している。

低炭素鋼とＣＣ粒子／本体との間の化合物を維持することは、このＣＣ粒子／本体の高い耐酸化性／耐薬品性に起因することを認識すべきである。高い耐薬品性は、アルミナコーティングをＣＣ本体／粒子上に提供することによって維持される。アルミナコーティングは、好ましくはＣＶＤコーティング技術によって維持される。このコーティングは、他の技術、例えば流動層（ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄ）におけるＰＶＤによって被着させることもできる。

本発明の特定の実施態様に関連させて本発明を説明してきたが、多くの他の変更態様及び置換態様、並びに他の用途が当業者にとって明らかとなろう。したがって、本発明はここでの特定の開示によってではなく、添付されている特許請求の範囲のみによって制限されることが好ましい。

Claims (33)

1. 低炭素鋼合金と共に鋳造されている超硬合金粒子で構成されている本体を具備している、高い耐摩耗性及び強度を有する摩耗部品（前記低炭素鋼合金は、約０．１〜約１．５ｗｔ％の炭素当量｛Ｃｅｑ=ｗｔ%Ｃ＋０．３（ｗｔ%Ｓｉ＋ｗｔ%Ｐ）｝に相当する炭素含有量を有する）。
2. 前記本体の前記超硬合金粒子が、鋳造の間に前記低炭素鋼によって封入されて、母材を形成していることを特徴とする、請求項１に記載の摩耗部品。
3. 前記超硬合金粒子が、前記超硬合金粒子への前記鋼合金の濡れを最大限にするための、熱容量及び前記低炭素鋼合金と前記超硬合金粒子との間の熱伝導のバランスを促進する、粒径を有することを特徴とする、請求項１又は２の摩耗部品。
4. 前記超硬合金粒子の体積が、約０．３〜約２０ｃｍ^３であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の摩耗部品。
5. 前記超硬合金粒子上に配置されている、少なくとも一種の酸化防止コーティングを更に具備している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の摩耗部品。
6. 前記少なくとも一種のコーティングが、アルミナであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の摩耗部品。
7. 前記超硬合金粒子が、約１〜約８μｍの厚さのアルミナコーティングを有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の摩耗部品。
8. 前記超硬合金粒子上に、複数の層であるコーティングを更に有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の摩耗部品。
9. 前記超硬合金粒子が、Ｎｉバインダー相成分を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の摩耗部品。
10. 前記超硬合金粒子の上でかつ前記アルミナコーティングの下にコーティングされている、ＴｉＮの前層（ｐｒｅ−ｌａｙｅｒ）を更に含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の摩耗部品。
11. 前記超硬合金粒子が、前記摩耗部品の表面に露出されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の摩耗部品。
12. 前記超硬合金粒子が、約５〜約１５ｍｍの厚さを有する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の摩耗部品。
13. 以下の工程を含む、高い耐摩耗性、高い強度を有する摩耗部品を作製する方法：
    所定量の超硬合金粒子を提供すること；
    前記超硬合金粒子を型の中に配置すること；
    溶融された低炭素鋼合金を、前記型に流し込むこと、ここで、前記低炭素鋼合金は、約１〜約１．５ｗｔ％の炭素含有量を有する；及び
    前記超硬合金粒子を、前記溶融された低炭素鋼合金によって封入して、超硬合金粒子及び低炭素鋼合金の母材を鋳造すること。
14. 前記超硬合金粒子を、酸化低減材料（ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）の少なくとも１つの層でコーティングする工程を更に含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記超硬合金粒子をコーティングする工程が、アルミナの層を被着させることを更に含むことを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の方法。
16. 前記コーティングする工程が、約１〜約８μｍの厚さのアルミナコーティングを、前記超硬合金粒子に被着させることを含む、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記超硬合金粒子上に、複数の層であるコーティングを被着させる工程を更に含む、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の方法により製造される、摩耗部品。
19. 以下を具備している、高い耐摩耗性及び強度を有する摩耗部品：
    本体；及び
    前記本体に配置されている、低炭素鋼合金と共に鋳造されている超硬合金粒子の複数のインサート（前記低炭素鋼合金は、約０．１〜約１．５ｗｔ％の炭素当量｛Ｃｅｑ=ｗｔ%Ｃ＋０．３（ｗｔ%Ｓｉ＋ｗｔ%Ｐ）｝に相当する炭素含有量を有する）。
20. 前記本体の前記超硬合金粒子が、鋳造の間に前記低炭素鋼によって封入されて、母材を形成していることを特徴とする、請求項１９に記載の摩耗部品。
21. 前記超硬合金粒子が、前記超硬合金粒子への前記鋼合金の濡れを最大限にするための、熱容量及び前記低炭素鋼合金と前記超硬合金粒子との間の熱伝導のバランスを促進する、粒径を有することを特徴とする、請求項１９又は２０の摩耗部品。
22. 前記超硬合金粒子の体積が、約０．３〜約２０ｃｍ^３であることを特徴とする、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の摩耗部品。
23. 前記複数のインサートのそれぞれに配置されている、少なくとも一種の酸化低減コーティングを更に具備している、請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の摩耗部品。
24. 前記少なくとも一種のコーティングが、アルミナであることを特徴とする、請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の摩耗部品。
25. 前記複数のインサートのそれぞれが、約１〜約８μｍの厚さのアルミナコーティングを有することを特徴とする、請求項１９〜２４のいずれか一項に記載の摩耗部品。
26. 前記複数のインサートのそれぞれの上に、複数の層であるコーティングを更に有する、請求項１９〜２５のいずれか一項に記載の摩耗部品。
27. 前記複数のインサートが、前記摩耗部品の表面に露出されていることを特徴とする、請求項１９〜２６のいずれか一項に記載の摩耗部品。
28. 前記インサートが、約５〜約１５ｍｍの厚さを有する、請求項１９〜２７のいずれか一項に記載の摩耗部品。
29. 以下の工程を含む、高い耐摩耗性、高い強度を有する摩耗部品を作製する方法：
    複数の超硬合金インサートを作製すること、ここで、前記インサートは、超硬合金粒子を溶融された低炭素鋼合金によって封入して、超硬合金粒子及び低炭素鋼合金の母材を鋳造することによって作製し、前記低炭素鋼合金は、約１〜約１．５ｗｔ％の炭素含有量を有する；
    複数の超硬合金インサートのそれぞれを、酸化防止材料の少なくとも１つの層でコーティングすること；
    前記複数のインサートを、前記摩耗部品の形状に対応する型に直接固定すること；及び
    前記超硬合金インサートを、前記溶融された低炭素鋼合金によって封入して、前記超硬合金インサートを前記低炭素鋼合金と共に鋳造すること。
30. 前記超硬合金インサートをコーティングする工程が、アルミナのコーティングを被着させることを含むことを特徴とする、請求項２９の方法。
31. 前記コーティングする工程が、約１〜約８μｍの厚さのアルミナコーティングを、前記超硬合金インサートに被着させることを含む、請求項２９又は３０に記載の方法。
32. 前記超硬合金インサート上に、複数の層であるコーティングを被着させる工程を更に含む、請求項２９〜３１のいずれか一項に記載の方法。
33. 請求項２９〜３２のいずれか一項に記載の方法により製造される、摩耗部品。

Images