耐磨机械部件及其生产方法技术

本发明专利技术提供耐磨机械部件及其生产方法，所述耐磨部件用于需要耐磨性的摩擦接触区域。所述方法包括以下步骤：将一种或多种选自碳化物、氮化物和硼化物的物质的硬质颗粒淀积到铁基金属体上达到预定厚度；将粘合剂粉末淀积在硬质颗粒层的上面达到预定厚度；和加热硬质颗粒、粘合剂粉末、和铁基金属体，使得所述铁基金属体和所述硬质颗粒粘结在一起。这样可以得到具有高硬度和优异耐磨性的耐磨机械部件，而无需经过混合硬质颗粒与粘合剂形成混合物的步骤。可将超硬合金与基底金属体粘结，而与基底金属体的形状无关。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。更具体地，本专利技术涉及，所述耐磨机械部件具有在基底金属体上形成的超硬合金层，使得耐磨机械部件可用于需要耐磨性的摩擦接触区域。
技术介绍
超硬合金由硬质颗粒和粘合剂组成，所述硬质颗粒如碳化物包括碳化钨和碳化铬、氮化物或硼化物，所述粘合剂如单一金属或合金，所述单一金属包括镍和钴，所述合金包括镍系合金或钴系合金。依靠其优异的耐磨性，超硬合金已经被广泛用于需要高耐磨性的工具和机械部件领域。为了将超硬合金用作机械部件，通常将其粘结于基底金属体如铁基合金。例如，已经提出了包括以下步骤的粘结超硬合金的方法混合硬质颗粒和粘合剂形成硬质颗粒和粘合剂的混合物，对混合物进行成型加工使其成为具有所需形状的预型件，加热并烧结预型件生产烧结体，然后使用和不使用填充金属将烧结体粘结于基底金属体。还提出了包括以下步骤的粘合超硬合金的方法混合硬质颗粒和树脂形成硬质颗粒和树脂的混合物，对混合物进行成型加工使其成为所需的混合物预型件，将混合物预型件放在基底金属体上，然后加热预型件使预型件粘结于基底金属体，同时除去树脂。然而上述方法的缺点在于，为了生产机械部件，它们必须经历混合、成型加工和烧结步骤，导致生产时间延长、劳动力过多和生产成本增加。另外，在现有技术的方法中需要将烧结体粘结于基底金属体。很难将烧结体粘结，特别是当基底金属体的形状复杂时，也就是说现有技术的方法的应用具有局限性。考虑到这一点，提出了不使用烧结步骤而将预型件热粘结于基底金属体的方法。然而，在那种情况下，当在粘结法中热收缩时，存在预型件出现裂纹和裂开的问题。粘结法的另一个例子是热喷镀。这种热喷涂方法包括以下步骤混合预定比例的硬质颗粒和粘合剂粉末，使用高压气体将混合物加热到其熔点以上的温度，将加热的混合物喷镀到基底金属体上，从而在基底金属体上形成包含许多孔隙的非均质喷镀层，并使在基底金属体上形成的喷镀层再次熔融以除去孔隙，从而使超硬合金粘结于基底金属体。这种粘结法的缺点在于，在将加热的喷镀层喷镀到基底金属体的过程中，混合的粉末失散或消失，使其回收率非常低。另外，因为需要在将硬质颗粒和粘合剂粉末混合之后加热混合物、使混合物熔融、将熔融的混合物喷镀到基底金属体、然后使喷镀层再次熔融，整个方法非常复杂。这导致生产时间延长、劳动力增大和生产成本增加。
技术实现思路
因此，构思了本专利技术以解决现有技术中固有的上述缺点，本专利技术的目的是提供具有优异的粘结强度的耐磨机械部件，以及通过更简单的方法生产所述耐磨机械部件的方法。本专利技术的另一个目的是提供具有高硬度和优异耐磨性的耐磨机械部件，以及使用更简单的粘结步骤生产所述耐磨机械部件的方法。本专利技术的另一个目的是提供具有优异粘结强度的，所述耐磨性机械构件的粘结强度与基底金属体的形状无关。为了实现上述目的，本专利技术提供了生产耐磨机械部件的方法，其包括以下步骤将一种或多种物选自碳化物、氮化物和硼化物的物质的硬质颗粒淀积到铁基金属体上达到预定厚度；将粘合剂粉末淀积到硬质颗粒层的上面达到预定厚度；和加热硬质颗粒、粘合剂粉末、和铁基金属体，使得所述铁基金属体和所述硬质颗粒粘结在一起。所述方法可另外包括在将硬质颗粒淀积到铁基金属体上之后压缩硬质颗粒层的步骤。附图说明根据以下详细说明和附图，本专利技术的上述和其它目的、特征和优点将是更显而易见的，其中图1表示本专利技术的耐磨机械部件的示意图；图2为说明生产本专利技术的耐磨机械部件的方法流程图；图3到图5为表示生产本专利技术的耐磨机械部件的方法步骤的横剖面示意图；图6为表示根据本专利技术方法生产的耐磨机械部件的超硬合金和铁基金属体之间的粘结界面的结构的显微照片；图7为说明生产本专利技术的机械部件的方法的流程图；和图8到图11为表示根据本专利技术的另一个实施方案生产耐磨机械部件的方法步骤的横剖面示意图。优选实施方案详述以下参考附图描述本专利技术的优选实施方案。首先参考图1，本专利技术的耐磨机械部件包括铁基金属体10和粘结于铁基金属体10的超硬合金层40。超硬合金层40通过加热由混合硬质颗粒和粘合剂形成的粉末形成，所述硬质颗粒由一种或多种选自碳化物、氮化物和硼化物的物质组成。粘合剂的例子以粘合剂全部组成的重量计包括1-5重量％的硼(B)，1-5重量％的硅(Si)、5-10重量％的铬(Cr)、1-5重量％的铁(Fe)，余量为镍。以重量计，粘合剂的加入量为硬质颗粒的1-5倍。粘合剂的另一个例子以粘合剂全部组成的重量计包括0.01-1重量％的碳(C)、0.5-10重量％的硼(B)、3-12重量％的硅(Si)、2-20重量％的铬(Cr)、0.1-4重量％的铁(Fe)，余量为镍。这种粘合剂具有优异的与上述硬质颗粒混合的性能，并且以重量计，其加入量为硬质颗粒的0.2-4倍。同时，虽然可包含碳(C)和硼(B)作为粘合剂的组分，但可加入碳化硼(B4C)代替这些组分。如果需要，碳化硼(B4C)的加入量以粘合剂全部组成的重量计为0.6-11重量％。下面参考图2到图6详细说明生产耐磨机械部件的方法。首先，本专利技术的方法包括的步骤为提供硬质颗粒作为超硬合金的原料，和将硬质颗粒淀积到铁基金属体10上达到预定厚度，从而形成硬质颗粒层20(S101)。使用碳化物、氮化物或硼化物作为原料粉末，并可包含碳化钨(WC)。如果完成了硬质颗粒的淀积，则提供粘合剂粉末并然后将其淀积到硬质颗粒层20上，从而形成粘合剂层30(S103)。粘合剂粉末可包含硼(B)或含硼化合物、硅(Si)、铬(Cr)、铁(Fe)和镍(Ni)。有可能使用各个粘合剂元素的合金粉末或混合粉末作为粘合剂粉末。从下表1中的试验结果可以看出，最优选粘合剂以粘合剂全部组成的重量计包含1-5重量％的硼(B)、1-5重量％的硅(Si)、5-10重量％的铬(Cr)、1-5重量％的铁(Fe)，余量为镍。这是因为，如果硼、硅、铁、铬和镍的量超出上述范围，则粘合剂的熔点升高，结果是粘合剂既不在随后描述的热处理过程中与硬质颗粒反应，又不使硬质颗粒与铁基金属体粘结。表1具有不同组成的粘合剂的特征 另外，根据下表2的试验结果，优选粘合剂的加入量以重量计应为硬质颗粒的1-5倍。这是因为，如果粘合剂的重量以重量计低于硬质颗粒的1倍，则在热处理过程中超硬合金层可能出现裂纹和裂开，如果粘合剂的重量以重量计大于硬质颗粒的5倍，则在热处理之后超硬合金的硬度可能降低。表2粘合剂与硬质颗粒比的效果 粘合剂粉末的另一个例子可包含碳(C)、硼(B)、硅(Si)、铬(Cr)、铁(Fe)和镍(Ni)。另外，有可能使用合金粉末或混合的元素粉末作为粘合剂粉末。根据试验结果，发现最优选使用的粘合剂以粘合剂全部组成的重量计包含0.01-1重量％的碳(C)、0.5-10重量％的硼(B)、3-12重量％的硅(Si)、2-20重量％的铬(Cr)、0.1-4重量％的铁(Fe)，余量为镍。这是因为，如果加入的引起粘合剂熔点降低的硼和硅的量分别低于0.5重量％和3.0重量％，则其降低镍合金熔点的效果变得极小；如果加入的硼和硅的量分别高于10重量％和12重量％，则可能形成Ni-Si-B系合金或Si-B系合金，从而增加脆性。因此，加入的硼和硅的量分别为0.5-10重量％和3-12重量％是合适的。另外，如果加入的改善抗腐蚀性能和表现出增加高温强度的效果的铬的量本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产耐磨机械部件的方法，其包括以下步骤：　　　　将一种或多种选自碳化物、氮化物和硼化物的物质的硬质颗粒淀积到铁基金属体上达到预定厚度；　　　　将粘合剂粉末淀积到硬质颗粒层的上面达到预定厚度；和　　　　加热硬质颗粒、粘合剂粉末和铁基金属体，使得铁基金属体和硬质颗粒粘结在一起。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：沈东燮，金庆云，宋根哲，
申请(专利权)人：大宇综合机械株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]