TW201143940A - A method for the manufacture of a wear pad for a band saw blade guide, such a wear pad, and the use of a steel material for producing the wear pad - Google Patents

Description

201143940 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 嫌本發明係關於一種製造遭受來自移動帶鑛條之磨損的 帶鋸條導引的耐磨墊的方法。 本發明亦係關於-種遭受來自移動帶鑛條之磨損的帶 鑛條導引的耐磨塑*。 另外，本發明係關於用於粉末冶金產生遭受來自移動 帶鑛條之磨損的帶鋸條導引之耐磨墊之鋼材的使用。 【先前技術】 帶鋸之特徵典型地在於帶鋸馬達及刀片組合，操作帶 鋸馬達及刀片組合以在一軌道或路徑令驅動可繞性、連續 的銘齒狀刀片以用於切割多種材料（包括木材、木料、金 屬、陶竟及塑谬）。因為典型地在一對間隔開的刀片驅動輪 周圍拖拽帶銘條，所以軌道帶鑛條之切割平面可為垂直平 面或水平@，且必須設置導引垂直刀片之切割段穿過水平 或垂直行進路徑之機構。此外，因為刀片為薄的且可撓性 的，所以其在鑛切操作期間經受廣泛的振動及扭曲，此可 導致當在水平或垂直切割平面上並未使帶鑛條適當地穩定 化時工件原料（workstock)之不均勾的切割。因此，刀片 導引或穩定化機構為帶錄技術中熟知的手段。 此帶鑛條導引機構揭示於us⑶七⑷中，且包含在 —對垂直隔開的驅動皮帶輪之間延伸之-對支撑臂，在該 對驅動皮帶輪上拖拽有連續帶鑛條。設置於每一支撑臂之 延伸末端上的刀片導引έ彼 、’ 收、.内刀片’且碳化物插入物

S 5 201143940 (carMde msert)裝配於刀片導引組件中以用於接觸刀片之 相對表面且在驅動驅動皮帶輪上之刀片時，最小化刀片導 引組件間的刀片之切割段的振動。 通常，碳化物為燒結碳化物，亦稱為碳化鎢鈷或硬金 屬（其為金屬基質複合材料），其中碳化鎢粒子為聚集粒， 且金屬鈷充當基質。幾十年來，在鋼之效能不令人滿意的 應用中，燒結碳化物已替代鋼，且藉由硬焊使燒結碳化物 之塊體附接至合適基材。具有燒結碳化物之塊體的耐磨墊 之主要問題在於其壽命，其壽命因燒結碳化物之碎裂或切 削而結束。另外，具有燒結碳化物之塊體的耐磨墊為昂貴 的。 US 6,889,589 B1及US 7,325,473 B2揭示用於使大型鋸 機組件之鋸條穩定化之導引。該導引包括一導引塊體，該 導引塊體具有用於嚙合鋸條之表面之第一表面及第二相對 表面。該導引塊體或插入物為雙金屬的，以使得接近其第 一刀片响合表面之金屬材料比接近第二導引喃合表面之金 屬材料硬。該較硬材料較佳為具有在460與614之間的布 氏硬度數之奥氏體碳化鉻合金。 另外 ’ WO 2007/024192 A1 ( Uddeholm Tooling

Aktiebolag)描述經粉末冶金產生之鋼合金以及由該合金製 成的工具及組件。該合金具有按wt%計的以下組成：0.01 至 2 之 C、0.6 至 10 之 N、〇·〇ι 至 3 〇 之 si、0_01 至 1〇.〇 之 Μη、16 至 30 之 Cr、〇·〇ι 至 5 之 Ni、0.01 至 5.0 之（Mo + W/2)、0.01 至 9 之 Co、最大 〇 5 之 s，及 0.5 至 14 之（V + 6 201143940

Nb/^)’其中已將—方面^含量與另—方面^漏）之 含量相對於彼此而平衡，以使得此等元素之含量在由座標 八’^^所界定之區域卜其中針對此等點❿卩 -Nb/2)]^#^：A，:[〇.65〇5]；B(：[i6〇5]；G：[98 H: [2.6, 14.0]’以及最大值為7的Ti Zu ai中之任一者， 其餘基本上僅為常規含量的鐵與雜質。意欲將鋼用於製造 用於射出模製、壓縮模製及塑膠組件之擠塵的卫具，以及 製造經受腐㈣冷作工具。另外，亦用於製m组件（例 如:引擎之射出喷嘴）、耐磨金屬粗件、栗組件、轴承組件 等等。另一應用領域為使用鋼合金以用於製造用於食品工 業的刀。WO 2007/024192 A1以引用的方式併入本文中。 【發明内容】 本發明之目的為提供一種用於製造帶鋸條導引之耐磨 墊之方法，與使用燒結碳化物之耐磨墊相比，該耐磨墊將 具有較長壽命且亦為較便宜的。 在上文第一段十所描述之方法中，根據本發明根據附 加申請專利範圍來達成此目的。 上述組成之鋼耐磨墊具有一顯著較好的壽命時間，亦 即，使用燒結碳化物之耐磨墊之壽命的兩倍以上。此外， 其貫負上為較便宜的’亦即，為使用燒結碳化物之耐磨塾 之價格的約一半。除此之外，存在以下重要優點：根據本 發明之耐磨墊不碎裂或切削，從而導致增加之利用程度， 因為其消除使用燒結碳化物之耐磨墊偶爾確實發生的帶鑛 之突然斷裂。因此，可易於預測墊之替換的任何需要，且

S 7 201143940 因此，可結合其他種類的維護來規劃該需要。另外，當其 磨扣日守，可將其研碎，且接著針對另一服務週期而重複性 地使用其，而燒結碳化物之碎裂或切削之塊體必須自基材 移除，且將新的塊體硬焊至基m上述組成之鋼 耐磨塾導致環境益處，因為其提供減小之脅音等級，此又 亦減小帶鋸條中之振動，且藉此可能增加帶鋸機器之壽 命。總之，很明顯本發明提供驚人的協同作用。 除了上文結合本發明之方法所涉及的優點之外，將上 文在一較佳實施例中所提及之組成之耐磨材料以關於氮之 含量（相對於釩及可能出現的鈮含量）進行平衡。根據申請專 利範圍第8項，微結構具有高含量之極硬的穩定硬質相粒 子，且容易實現抗磨蝕及抗磨耗性質之極高要求之磨損表 面可得以達成’同時其具有耐腐蝕之極好性質。 根據申請專利範圍第1〇項，本發明之另一目的為提供 用於粉末冶金產生遭受來自移動帶鋸條之磨損的帶鋸條導 引之耐磨墊之鋼材的用途，該耐磨墊將具有比使用燒結碳 化物耐磨墊更長的壽命。 以此方式，將有可能將粉末冶金產生之鋼材用於耐磨 塾’其需要在產品表面區中之極好对磨性，同時產品較佳 實現抗腐蝕性、可工作性、延展性、可切削性、硬度、關 於基材及磨損層兩者的熱處理反應之要求。 本發明不同實施例之額外特徵及由其所獲得的内容將 自以下詳細描述及申請專利範圍顯而易見。 下文中’將參考較佳實施例及所附圖式以更詳細描述 201143940 本發明。 【實施方式】 鋼材 用於本發明之耐磨墊中之鋼材經粉末冶金製造，此為 鋼（在很大程度上）無氧化夾雜物且獲得包含至多5〇 ν〇ι〇/〇 的M2X-、MX-及/或MuCVMyC：3型的硬質相粒子之均勻分 佈的微結構之條件，硬質相粒子之最長延伸長度之大小為i μπι至1〇 μπι，其中此等硬質相粒子之含量按以下方式分 佈.至多20 vol%為Μ2Χ-碳化物、μ2Χ-氮化物及/或μ2Χ_ 碳氮化物，其中Μ主要為V及Cr，且χ主要為Ν，且5ν〇1% 至40 V〇l%為ΜΧ_碳化物、Μχ•氮化物及/或Μχ_碳氮化物， 其中Μ主要為V，且χ主要為ν，其中此等Μχ — 粒子之平 均大小低於3 μπι，較佳低於2μηι，且更佳低於丨μιη。較 佳地，粉末冶金製造包含使用氮氣作為霧化氣體對鋼熔體 進行氣體霧化，使鋼合金具有某最小含量之氮。藉由粉末 之固相氮化，可獲得更高合乎需要的氮含量。 以下内容適用於鋼之合金元素。 首先’碳應以足夠量存在於本發明之鋼中以便與鋼之 基貝中之固溶體中的氮一起有助於在鋼之硬化及回火條件 下提供鋼至多60至62 HRC的高硬度。與氮一起，碳亦可 以主要沉澱之ΜΖΧ-氮化物、厘2乂_碳化物及/或μ2Χ_碳氮化 物（其中Μ主要為V及Cr，且χ主要為Ν)存在，以及以 主要’儿澱之MX-碳化物、Μχ_ι化物及/或Μχ_碳氮化物（其 中Μ主要為V’且X主要為Ν)存在，以及以可能出現的 9 201143940

MuCr碳化物及/或]^<3_碳化物而存在。 碳應與氮一起提供所要硬度且形成包括至鋼中之硬質 相。鋼中之碳（亦即，在鋼之基質中之固溶體中的碳加碳 化物及/或碳氮化物中所結合的碳）的含量應保持在低至可 出於生產經濟原因而激勵的等級並遵循相位。鋼應能夠奥 氏體化（austenitize )且在硬化時可轉化成馬氏體 (martensite)。在必要時，將材料深度冷凍以避免殘留奥氏 體。較佳地，碳含量應為至少0 0 1 %，更佳至少〇 · 〇 5 %，且 最佳至少0.1 %。可允許最大碳含量為最大2%。取決於應用 之領域，首先，根據鋼中之氮之量以及鋼中之碳化物形成 元素釩、鉬及鉻之總含量來調適碳含量，使得鋼獲得至多 20 vol%之M2X-碳化物' m2X-氮化物及/或]y[2X-碳氮化物之 含量以及5 vol%至40 v〇l%之MX-碳化物、MX-氮化物及/ 或MX-碳氮化物之含量。碳化物及/或m7c3_碳化物 可主要在極高鉻含量下以至多8 wt%至10 wt%的含量而存 在。然而’鋼中之MX-、Μ2Χ·及/或M23C6/M7C3-碳化物、- 氮化物及/或-碳氮化物之總含量不超過5〇 vol%。此外，應 將鋼中存在之額外碳化物最小化，以使得奥氏體中之溶解 絡之含量不低於12%。較佳地，奥氏體中之溶解絡之含量 為至少13% ’且更佳至少1 6%，此確保鋼獲得良好耐腐蝕 性。 氮為本發明之鋼中的基本合金元素。與碳相似，氮應 存在於鋼之基質中的固溶體中，以提供鋼之適當硬度且形 成所要硬質相。較佳地’在金屬粉末之粉末冶金製造程序， 10 201143940 氮氣係用作霧化氣體。就此粉末的製造而言，鋼將 大0.2%至0.3%的氮。可接著根據任何已知技術（例如）藉 由氮氣中之加C或藉由所製造粉末之固相氮化而向此金 粉末提供所要氮含量，且因此，鋼合適地含有至少16%， 較佳至少2·6%的氮。在使用氮氣中之加Μ或固相氮化時， 當然亦有可能允許藉由另一霧化氣體（例如， 霧化。 王 為了不引起脆性問題及提供殘留奥氏體，將氮含量最 大化至9篇，較佳8%，且更佳最大6%。當飢（而 八他強氣化物/¼化物形成元素（例如，鉻及鈿））具有與氮 日厌反應之傾向時’應根據此高的氮含量同時調適碳含 里以使付針對上文所提及之氮含量將碳含量最大化至 2% 口適地最大1.5%，較佳最大1.2%。就此而言，然而， 應注意，耐腐録隨著增加之碳含量而降低，且耐磨#性 亦可降低（此為不利的），上述種種制為與本發明之鋼提 供比上文所提及之最高含量低的碳含量減 大的碳化鉻…成及/或糾士 成比較 在此等狀況下，當鋼具有足夠之較低氮含

碳含量亦因此為合乎雲|^ 减J 十扁要的。較佳地，將碳含量限於如可 出山於經濟原因而加以激勵的此等低等級，但根據本發明， 碳含量可在某氮含吾 而調、㈣Φ 可視鋼之預期應用領域 人合1Γ去之硬質相粒子之含量及鋼之硬度。在腐蝕抑制 y疋素（絡及旬之某些含量下，氣亦有助於促進MX_ Μ化物之形成且抑制以不適宜方式減小鋼之耐腐姓性之 11 201143940 M23C6及/或m7C3之形成。 夕作為來自鋼之製造的殘餘物而存在，且可以最小含 置0.01%出現。在尚含量下，石夕提供溶液硬化效應，但亦提 供某些脆性。矽亦為較強肥粒鐵形成元素，且因此必須不 能以超過3.0%的量存在。較佳地，鋼不含有多於最大1〇% 的矽，合適為最大θ·8%。標稱矽含量為〇 3%。 猛有助於提供鋼良好的可硬化性。& 了避免脆性問 題，錳必須不能以超過1〇 〇%的含量而存在^較佳地，鋼不 含有多於最大5.0%的錳，合適為最大2 〇%的錳。在可硬化 性不具有很大重要性之實施財，猛以低含量作為來自鋼 之產生的殘留元素而存在於鋼中，且與可藉由形成所供應 之錳而存在的硫之量結合。因此，錳應以至少〇〇1%之含量 而存在’且合適錳範圍為0 2%至0.4%。 鉻應以最小含量16%、較佳17%且更佳至少18%而存 在，以提供鋼之所要耐腐蝕性。鉻亦為重要的氮化物形成 兀素，且因而，應為存在於鋼中以（與氮一起）提供鋼之 硬質相粒子之置（此有助於提供鋼之所要耐磨蝕性及耐磨 性）的元素。關於此等硬質相粒子，至多2〇 v〇1%可由％χ_ 碳化物、MaX-氮化物及/或μα•碳氮化物組成，其中μ主 要為Cr，但亦為某量之ν、Μ〇及Fe，且5%至4〇%可由 MX·碳化物、MX-氮化物及/或Μχ-碳氮化物組成，其中M 主要為V。然而，鉻為強肥粒鐵形成元素。為了避免在硬化 之後之肥粒鐵，鉻含量必須不超過33%，合適地，其總計 為最大30%，較佳最大27%，且更佳最大25%。 12 201143940 鎳為可選元素，且可因而可能作為奥氏體 以最大5.0%且合適最大3()%的含量而存| | ^素 粒鐵形成元素鉻及翻之高含量。較佳地 ^中之肥 鋼不：有鎳之有意添加之量。然而，可耐;:為 的雜貝之鎳’其因而可至多約〇8%。 免 鈷亦為可選元素，且可因而可能以最大9〇/ 5%的含量而存在以便改良回火反應。 0。適最大 顏應存在於鋼中，因為其有助於提供鋼之所 性，特別是良好耐磨耗性 '然而，麵為強肥粒鐵形成元素， 且因，，鋼必須不能含有多於最大5〇%，合適.地最大⑽， 較佳最大3.5%的Mo。標稱鉬含量為13%。 〇 可主要由鶴來完全或部分替代翻，然而，鶴並不提供 财腐㈣之相同改良。另外’需要為翻之兩倍的鶴，此為 不利的。另外，廢金屬處理亦為更困難的。 凱應以7.5%至11.0%，較佳8.5%至1〇.〇%且更佳 至9.2%的含量存在於鋼中。標稱飢含量為9 ()%。在本發明° 構思之範疇内，亦可想到允許將至多& 14%的釩含量與至 多約9.8%的氮含量及在範圍〇1%至2%中的碳含量組合， 此提供鋼之所要性質’特別是在用於具有對與高硬度（至 多60至62 HRC )及中度延展性組合之耐腐㈣的高要求 以及對耐磨性（研磨/黏著/磨蝕/磨耗）的極高要求的工具中 之硬材料塗層時。 原則上，可由鈮來替代釩以形成Μχ•氮化物、Μχ_碳化 物及/或MX-碳氮化物，但在此狀況下，與釩相比，需要較 13 201143940 大量的鈮’此為不利的。另外，鈮導致氮化物、碳化物及/ 或碳氮化物獲得更多邊之形狀且大於純氮化釩'碳化飢及/ 或碳氮化釩，此可引發碎裂或切削，且因此減小材料之韌 性及可拋光性。此可在當將該組成最佳化以便達成關於材 料之機械性質（良好延展性及高硬度組合的極佳耐磨性）時 之狀況下對鋼為特別有害的。在此狀況下，鋼必須含有不 多於最大2。/。，合適地最大〇 5%，較佳最大〇 1%的鈮。至 於產生，亦存在問題，因為Nb(c，N)可提供在霧化期間阻 塞來自澆桶之出鐵喷射。根據該第一實施例，鋼必須因此 不含有多於6%，較佳地其總計為最大2 5%，合適地最大 0-5。/。的鈮。在最佳實施例中，不允許比不可避免的雜質之 量多的鈮，不可避免的雜質呈在鋼之製造時自原始金屬材 料析出的殘留元素之形式。 除了此等合金元素之外，鋼無需且不應含有顯著量的 任何額外合金元素。某些元素明顯為不合乎需要的，因為 其以不合乎需要之方式影響鋼之性質。對（例如）磷而言 確實如此，應將磷保持在儘可能較低的含量，較佳最I 〇·〇3%’以便不以有害方式影響鋼之物性’硫在大多數 狀況下為不合乎需要的元素，但其對韌性之有害影響首先 可基本上藉由錳而中和，因而形成基本上無害的硫化錳， 1固此可耐爻最大含量0.5%以便改良鋼之可切削性。在; 多數狀況下，鈦、鍅及鋁亦為不合乎需要的，但可—起系 允許呈最大量7%，但通常呈相#較低的含量：總共<〇 ι% 如所提及，應根據材料中之鈒及可能出現的鈮之含 14 201143940 ㈣氮含量1提供鋼之4〇v〇1，似_碳化物、 MX-氮化物及/或MX_碳氮化物。在圓i中展示〜與^灿⑺ 之間的比例之條件，圖丨展示針對本發明之鋼的N之含量 相對於含量(V + Nb/2)。所展示之區域中之端點具有根 表之座標： 查1，N與（V + Nb/2)之間的比例 C ,—/ \ in MV Ν 8.0 V + Nb/2 D 4.3 -- 14.0 1 A r.--—- _ E" E1" F·* 4.8 6.5 14.0 7.5 11.0 F" _ G Η 5.8 8.0 9.8 7.5 11.0 14.0 I，， 2.6 1.6 _ 14.0 - 7 < Γ’ j" 2.1 2.6 11.0 — j”， 3.5 7.5 11.0 根據依照本發明所使用的鋼之第一態樣，應將（一方 面）N之含量與（另一方面）（v + Nb/2)之含量相對於彼此 按以下條件來平衡：此等元素之含量在由目ι之座標系統 中之座標Γ、F"、g、Η、I”所界定的區内。 根據本發明之第一較佳實施例，應將鋼中之氮、釩及 可漣出現的鈮之含量相對於彼此按以下條件來平衡：該等 含里在由座標I"、F”、F'·，、Γ"、Γ所界定的區内，且更佳 地在 J”、E,'、E.”、j，”、j"内。 表2展示根據本發明之第一較佳實施例之鋼的組成範 圍（按wt%計）。

S 15 201143940 表2 元素 C Si Μη Cr Mo V N 最小值 0.10 0.01 0.01 18.0 0.01 7.5 2.5 指引值 0.20 0.30 0.30 21.0 1.3 9.0 4.3 最大值 1.5 1.5 1.5 21.5 2.5 11 6.5 根據第一實施例之鋼適用於具有對與高硬度（至多60 至62 HRC )及比較良好的延展性組合之耐腐蝕性的高要求 以及對耐磨性（研磨/黏著/磨蝕/磨耗）的高需求的產品之磨 損表面。就根據該表之組成而言，鋼具有基質，該基質在 根據奥氏體化溫度1080°C之硬化及在20(TC至450°C( 2x2 h) 下之低溫回火或在450°C至70(TC ( 2x2 h)下之高溫回火之 後’由回火馬氏體組成’回火馬氏體具有由至多約3 v〇1〇/〇 至15 vol%的M2X (其中Μ主要為Cr及V，且X主要為N) 及15%至25%的MX (其中Μ主要為V，且X主要為N) 組成之硬質相量。 表3展示根據本發明之一額外較佳實施例之鋼的組成 範圍（按wt%計）。 表3 元素 c Si Mn Cr Mo V N 取小借 0.10 0.01 0.01 30.0 0.01 7.5 4.0 0.20 0.30 0.30 32.0 1.3 9.0 5 6 __劈大值 _ 1.5 1.5 1.5 _33.0 2.5 7.0 發明之構思之範疇内’亦可想到允許至多约9 8% 的氮3里（其與至多約14%的釩含量及在範圍〇1%至2%中 16 201143940 的碳含量組合）提供鋼之所要性質，特別是在用於磨損表 面時，磨損表面具有對與高硬度（至多6〇至a hrc )及 中度延展性組合之耐腐蝕性的高要求以及對耐磨性（研磨/ 黏著/磨#/磨耗）的極高要求。根據此實施例之鋼具有基 質’其在根據奥氏體化溫度約110(rc之硬化與在2〇〇。〇至 450°C (2x2 h)下之低溫回火或在45〇。〇至川代（2χ2 h) 下之高溫回火之後’由回火馬氏體組成，自火馬氏體具有 由至多約2^%至15^%的吣沒其中M主要為心及v， 且X主要為N)及15%至25%的Μχ (其中M主要為v， 且X主要為N)組成之硬質相量。 根據上文所描述之實施例的鋼已證明適於用於遭受來 自移動帶鋸條之磨損的帶鋸條導引之耐磨墊。此等耐磨墊 經受極大混合的黏著及研磨磨才員，特別是磨姓及磨耗。 在熱加工時，在950t：與U5(rc之間，較佳在1〇2〇。〇盥 1"(TC之間，最佳纟105〇M 112(rc之間的溫度下將耐磨 :奥氏體化。原則上可想到較高奥氏體化溫度，但關於通 常存在的硬化爐無法調適至較高溫度之事實，較高奥氏體 化溫度為不合適的。在奥氏體化溫度下之合適保持時間為 10至30分鐘。根據此奥氏體化溫度，使鋼冷卻至室溫或低 於室溫，例如’冷卻至-4(rc。為了消除殘留奥氏體以便提 供產品之所要尺寸穩定性，可進行深度冷康，深度冷來適 於在約JGt：至·80°(：下在乾冰中進行或在約·196t：T在液離 氮中進行。為了獲得最佳耐腐蝕性’在2〇〇t：至3〇〇。〇下: 工具低溫回火至少一次’較佳兩次。若替代地將鋼最佳化 17 201143940 以獲得次級硬化，則在斗㈧它與56〇〇c之間，較佳在45〇它 與525 C之間的溫度下將產品高溫回火至少一次，較佳兩 次，且可能幾次。在每-此回火處理之後使產品冷卻。較 佳地，2在此狀況下，使用如上文所提及之深度冷康以便 進一步藉由消除可能剩餘的殘留奥氏體而確保所要尺寸穩 定性。在回火溫度下之保持時間可為！至1()小時，較佳二 至2小時。耐磨鋼材之組成提供非常良好的回火反應。 ，在與不同熱加工（耐磨整（例如）在熱均衡加壓下經 受熱加工以便形成緻密化合物產品）结合且在成品化合物 產品之硬化時’耐磨鋼材中之鄰近的碳化物、氮化物及/或 碳氮化物可聚結且形成大的聚結物。因此，成品熱處理產 品之磨損層中的此等硬質相粒子之大小可超過3 _。以 vol。/。表達的主要部分之粒子之最長延伸長度在i _至 的範圍中’且粒子之平均A,jM㈣。硬質相之總量 取決於氮含量及氮化物形成元素（亦即，主要為叙及絡） 之量。-般而言’成品產品之磨損層中的硬質相之總量在5 vol0/〇至40 vol%的範圍中。 藉由崩解具有耐磨鋼材之所指示之組成（除氮外）的 熔體來製造用於產生耐磨塾之鋼粉末。使惰性氣體（較佳 為氮氣）通過溶體之噴流，該熔體分裂成可凝固的小液滴， 且隨後所獲得的粉末經受固相氮化至所要氮含量。 進行實驗 為了尋找可產生遭受來自移動帶鎇條之磨損的帶鑛條 導引的耐磨塾之材料（該材料壽命長且較便宜），進行以下之 18 201143940 實驗。 在用於鑛切金屬之帶鑛中，在具有燒結碳化物塊體之 耐磨墊因碎裂而故障前將其硬焊至一支撐物持續約六個 月。由鋼材Vanax 75 (具有申請專利範圍第ι令所指示之 間隔内之組成的經粉末冶金產生的鋼）製造的耐磨塾曰在已 使用-年以上之後仍在運作且仍具有驚人的良好形狀。 圖8至圖H)展示本發明針對遭受來自移動帶錯條之磨 損的帶鋸條導引之耐磨塾之一較佳實施例的實例。如所展 示，根據本發明之耐磨#丨可具有極簡單形式（例如，由 V議X 75所製成的基本上平行六面體塊體），此使得其極容 易且成本較低地產生。在所展示之實施例中，其呈現大約 10公分之長度2,大約6公分之寬度3,及大約2公分之厚 度4。較佳地，耐磨墊具有1〇公分±2〇%之長度，6公分 之寬度，及2公分土20%之厚度。較佳地，磨損表面$之前 邊緣9 (其意欲面對帶鑛條）為圓形的。在該塊體之相反面 對表面6中，存在兩個螺紋盲孔7及8，該兩個螺紋盲孔7 隹許藉由螺釘（圖中未示）將耐磨墊容易地安裳至載 體（同樣圖中未示）。 儘管所展示之耐磨墊被展示為Vanax 75之固體塊體， 但有可能且在-些狀況下偏好使其以冶金方式結合至支撐 物（圖中未示以形成複合產品。作為—實例，該支樓物 可具有與Vanax 75相比具有較好導熱率的材料以改良磨損 表面之熱耗散。 將Vanax 75之測試件（具有申請專利範圍第i中所指 19 201143940 組成的經粉末冶金產生之鋼）自熱均衡加壓 ^接著將其研碎且抛光至與藉由焊接 金相同的表面精緻度。 制 \爐中（使用氮氣作為淬火介質）對Vanax 75之 進行熱處理°在奥氏體化溫度TA = 1G8(rC下將所使 2熱加工循環奧氏體化持續3〇分鐘，繼之以在液態氮中 衣度冷4 ’及在兩小時期間在回火溫度彻。c下回火 (2x2 h) 〇 微結構

Vanax 75之微結構係由馬氏體基質及的歡_ 里之硬質相組成’其中^ m為N及C。硬質相粒 子具有低於3㈣之平均大小，較佳低於2 _，且更佳低於 1 μηι。硬質相粒子均勻地分佈於基質中，見圖4。 ^在圖5中展不將Vanax 75之兩個表面相對於彼此進行 、彳式時之摩擦性質。此材料展示在均勻等級（約〇 ）上 子摩擦性貝，此可歸因於極精細及硬的硬質相粒子之 均勻分佈。 回火回應 測試耐磨鋼材Vanax 75之回火回應。在圖7中展示結 果，且結果證明耐磨鋼材具有極好的回火回應。對於在深 度冷凍條件下之Vanax 75，在至多約5〇〇。〇之回火下獲得為 一至62 HRC之硬度。在非深度冷凍條件下之Vanax 75展 示良好回火回應且獲得為51至55 HRC之硬度。 耐高溫性 20 201143940 藉由研究在加熱至不同溫度（至多1300。〇）下如何影 響硬質相粒子來檢查耐磨鋼材之耐高溫性。可判定，硬質 相粒子為極穩定的。原則上，儘管使用高溫，但不發生硬 質相粒子之生長或發生硬質相粒子之極小生長。在材料將 在高操作溫度（700°c至8〇〇〇C )及長操作週期下使用時， 此為極有利的。 可切削性 檢查根據本發明之耐磨鋼材之可切削性。檢查在傳遞 條件（亦即，熱均衡軟退火條件（35 HRC))下及在硬化及 回火條件（6〇HRC)下之Vanax75之可切削性（見圖7)。 在傳遞條件下之Vanax 75具有最好的可切削性（（〇 )。 【圖式簡單說明】 圖1以座標系統之形式展示所使用之鋼的N之含量與 (V + Nb/2)之含量之間的比例， 圖2為展示耐磨性之圖表， 圖3為展示耐腐钮性之圖表， 之一較佳實施例的由經粉末冶金 之微結構’已對該耐磨層熱均衡 圖4展示根據本發明 產生的鋼材製成的耐磨層 加壓且接著進行熱處理。 圖5為展示Vanax 7 <厚擦性質的圖表， 圖6為展示Vanax 75 之摩擦性質的圖表， 圖7為根據本發明之卟 回火溫度之圖表， ^耐磨鋼材之間的硬度相對於 移動帶鋸條之磨損的帶 圖8為本發明之針對遭受來 21 201143940 鋸條導引之耐磨墊之一較佳實施例之實例的側視圖， 圖9為圖8之耐磨墊的平面圖，及 圖10為沿圖9中之線XV-XV截得的橫截面圖。 【主要元件符號說明】 22

Claims (1)

1. 201143940 七、申請專利範圍： 1 ·種用於製造遭受來自移動帶鑛條之磨損的帶錯條 導引之耐磨墊之方法，其特徵在於以下步驟： 藉由按照按wt%計的以下組成以粉末冶金方式產生耐 磨鋼材： C Si Μη Cr Ni Mo+ Co S Ν 0,01-2 0.01-3.0 0.01-10.0 16-33 最大值5 0.01-5.0 最大值9 最大值0.5 1.6-9,8 及另外， 7.5至14的（V + Nb/2)，其中將一方面N之含量與另一 方面（V + Nb/2)之含量相對於彼此而平衡，以使得在垂直平 面座標系統中，此等元素之該等含量在範圍r，、F"、g、Η、 I"内’其中Ν之該含量為橫座標且v + Nb/2之該含量為縱 座標，且其中此等點之座標為： I" F" G Η Ν 1.6 5.8 9.8 2.6 V + Nb/2 7.5 7.5 14.0 14.0 及 最大值為7的Ti、Zr及A1中之任一者； 其餘基本上僅為鐵與不可避免的雜質； 在3小時之期間在l〇〇〇°C至1350°C下，較佳在llOOt： 至11 50°C下且在100 Mpa之壓力下將所產生之粉末熱均衡 加壓成一完全緻密或至少接近完全緻密體；及 S 23 201143940 藉由在950°C至115〇°C之奥氏體化溫度下硬化及在 200 C至450 C，2x2 h下之低溫回火或在45〇。〇至7〇〇。〇，2x2 h下之高溫回火對該緻密體進行熱處理，以產生具有微結構 的鋼耐磨墊’該微結構包含至多50 v〇l〇/0的M2X-、MX-及/ 或MuC^MtC3-型之硬質相粒子之均勻分佈，該等硬質相粒 子之最長延伸長度之大小為i 4爪至1〇 μιη，其中此等硬質 相粒子之3里使;}于至多2〇 ν〇1%為Μ2Χ_碳化物' Μ2χ_氮化 物及/或Μα-碳氮化物，其中Μ主要為Cr，且χ主要為Ν; vol/〇至40 \^〇1%為Μχ_碳化物、Μχ-氮化物及/或Μχ- 碳氮化物’其中Μ主要為…"且乂主要為Ν，其中此 專MX-粒子之平均大小低於，較佳低於_，且更佳 低於1 μιη。 2.如申請專利範圍第1 人. 員之方法，其特徵在於進一步包 5 · 將該粉末包裝於膠囊中； 排盡該膠囊中之裔种. 之虱體，及在熱均衡加壓之後， 移除覆蓋該耐磨鋼材之該 .^ ^ 忑胗曩或至少該膠囊之部分。 3·如申知專利範圍第丨項或 於，藉由結合該耐磨鋼材 、方法，其特徵在 〆7還鋼材之該粉末中 包裝所獲得的料結合粉太顆Μ ^末顆粒，且隨後 鋼材之中間產品。在該膠囊中來製造該财磨 4.如申請專利範圍第3項之 條帶或塾之形狀。 '、。亥中間產品具有 5·如申請專利範圍第3 飞第4項之方法，其特徵在 24 201143940 於，藉由熱均衡加壓將該等粉末顆粒結合。 6. 如申請專利範圍帛2項.至第5項中任一項之方法，其 中膠囊壁主要由鎳或蒙乃爾合金組成。 7. 如申請專利範圍第丨項至第6項中任一項之方法，其 特徵在於’以惰性氣體（較佳為氮氣）藉由崩*具該耐磨鋼材 所指示的組成(除氮外)的熔體，來製造該耐磨鋼材之粉末， 該惰性氣體係通過該熔體之喷《，祕體係分裂成可凝固 的!、液滴’且隨後使該所獲得的粉末經受固相氮化至所指 示之氮含量。 8. 如申請專利範圍第丨項至第7項中任一項之方法，i 中該耐磨墊包括含量按照wt%計的以下元素：

   _N_ 21 43 9·如申請專利範圍第丨項至第7項中任一項之方法，其 特徵為，在該耐磨鋼材中，存在含量〇1心⑼至2 wt%的碳， 3 !至多9.8 wt%的氮，且含量至多約14 wt〇/〇的釩。 10.種遭受來自移動帶鋸條之磨損的帶鋸條導引之耐 磨墊其特徵為，此耐磨墊為具有以下組成之鋼組件： C Si Μη Cr 1 -丨-一 Ni Mo+ Co S N 0.01-2 0.01-3 〇 υ.υι-ιυ,ο 16-33 最大值5 ----1 0.01-5.0 最大值9 最大值0.5 1.6-9,8 及另外 25 201143940 7.5至14的（V + Nb/2)，其中將一方面N之含量與另一 方面（V + Nb/2)之含量相對於彼此而平衡，以使得在垂直平 面座標系統中，此等元素之該等含量在範圍r，、F"、〇 ' h、 I"内，其中N之該含量為橫座標且v + Nb/2之該含量為縱 座標’且其中此等點之座標為： N V + Nb/2 I" 0.6 0.5 F" 1.6 0.5 G 9.8 14.0 Η 2.6 14 Π 一 J 1H.U 及 最大值為7的Ti'Zr及A1中之任一者； 其餘基本上僅為鐵與不可避免的雜質；且 該鋼耐磨墊具有微結構，該微結構包含至多5〇 v〇1%的 MsX-、MX-及/或MnCwlV^C3-型之硬質相粒子之均勻分佈， 該等硬質相粒子之最長延伸長度之大小為丨μπι至1 〇 μιη， 其中此等硬質相粒子之含量使得至多20 vol%為μ2Χ-碳化 物、MaX-氮化物及/或αχ-碳氮化物，其中Μ主要為Cr， 且X主要為N;且5 vol%至40 vol%為MX-碳化物' Μχ_ 氮化物及/或MX-碳氮化物，其中Μ主要為V&Cr，且χ 主要為Ν，其中此等ΜΧ_粒子之平均大小低於3从爪，較佳 低於2 μηι，且更佳低於1 pm。 11.如申請專利範圍第1〇項之耐磨墊，其特徵為該耐磨 鋼材包括含量按照wt%計的以下元素： 26 201143940 元素 C Si Μη Cr 最小值 0.10 0.01 0.01 18.0 指引值 0.20 0.30 0.30 21.0 最大值 1.5 1.5 1.5 21.5 __V Ν 7.5 2.5 9.0 4.3 11 6.5 1 2.如申請專利範圍第1 〇項之耐磨墊，其特徵為在， 耐磨鋼材中，存在含量〇.1 wt〇/0至2 wt%的销 .θ J吸，含量至多9.8 wt°/〇的氮，且含量至多約14 wt〇/〇的釩。 13·—種用於粉末冶金製造遭受來自移動帶鋸條之磨損 的帶鋸條導引之耐磨墊的鋼材之用途’其特徵為，此鋼材 具有按wt%計的以下組成： C 0.01-2

   及另外， 7.5至14的（乂 +謝2)，其中將—方面n之含量盘另一 方面（V + Nb/2)之含量相對於彼此而平衡，以使得在垂直平 面座標系統中，此等元素之該等含量扁 0 里隹 & 圍 I"、F”、G、Η、 Γ内，其中Ν之該含量為橫座標且ν + 座標，且其中此等點之座標為： + Nb/2之該含量為縱 I" Ρ* I —__Ν__ 1.6 __G Η V + Nb/2 7.5 -____9,8 2.6 L 14.0 14.0 及 最大值為7的Ti、Zr及A1中之任—者 27 201143940 其餘基本上僅為鐵與不可避免的雜質，且 鋼粉末材料進一步使得在3小時之期間在1000°C至 13 50°C下，較佳在1100°C至1150°C下且在1〇〇 Mpa之壓力 下將所產生之粉末熱均衡加壓成完全緻密或至少接近完全 緻密體’且接下來藉由在95〇r至11 5〇r之奥氏體化溫度下 硬化及在200°c至450°c，2x2 h下之低溫回火或在450°c至 700°C ’ 2x2 h下之高溫回火對該緻密體進行後續熱處理之 後’其具有微結構，該微結構包含至多50 vol%的M2X-、 MX-及/或MmC^MtC3·型之硬質相粒子之均勻分佈，該等硬 質相粒子之最長延伸長度之大小為1 μιη至1〇 ，其中此 等硬質相粒子之含量使得至多20 vol%為Μ2Χ-碳化物、 氮化物及/或Μ2Χ-破氮化物，其中Μ主要為Cr，且X 主要為N ;且5 vol%至40 vol%為MX-碳化物、MX-氮化物 及/或MX-碳氮化物，其中Μ主要為V及Cr，且X主要為 N ’其中此等MX-粒子之平均大小低於3 ，較佳低於2 μιη ’且更佳低於1 μιη。 八、圖式： (如次頁） 28