[发明专利]硬面结构和含有该硬面结构的主体

权利要求书

1.一种主体，其包括钢制基底和熔凝至所述钢制基底上的硬面结构，所述硬面结构包括核心区域和中间区域；所述中间区域至少部分地围住所述核心区域并且含有重量百分比为至少0.5%的Si、重量百分比为至少3%的Cr和重量百分比为至少10%的W，并且所述中间区域的剩余部分基本上由铁族金属M和碳构成，M选自Fe、Co和Ni或其合金；并且所述中间区域包括多个微晶，所述微晶包括根据化学式M_xW_yC_z的至少一个η相或θ相，或包括根据所述化学式的η相和θ相的混合物，其中，x在从1至7的范围内，y在从1至10的范围内，且z在从1至4的范围内；所述核心区域含有重量百分比为至少1%的Si、重量百分比为至少5%的Cr和重量百分比为至少40%的W，并且所述核心区域的剩余部分基本上由M和碳构成，所述核心区域包括含有WC的颗粒和含有（M,Cr）₇C₃的颗粒，或含有（M,Cr）₂₃C₆的颗粒，或含有（M,Cr）₇C₃的颗粒和含有（M,Cr）₂₃C₆的颗粒，这些颗粒被分散在核心区域基质材料中，所述核心区域基质材料含有重量百分比大于50%的M，所述M在其中含有Cr、W和Si的固溶体；所述中间区域基本上不具有WC颗粒。

2.如权利要求1所述的主体，其中所述η相的颗粒和所述θ相的颗粒中的任一或两者含有重量百分比为至少1%的Cr和重量百分比为至少1%的Si，所述η相的颗粒和所述θ相的颗粒中的任一或两者被分散在含有重量百分比为至少1%的Si和重量百分比为至少2%的Cr的中间区域基质材料中。

3.如权利要求1或2所述的主体，其中含有（M,Cr）₇C₃的所述颗粒和含有（M,Cr）₂₃C₆的所述颗粒中的任一或两者含有重量百分比为至少1%的Si，并且所述核心基质材料含有重量百分比为至少1%的Si、重量百分比为至少5%的W和重量百分比为至少5%的Cr。

4.如上述权利要求中任一项所述的主体，其中所述中间区域具有至少0.5mm的厚度，所述厚度为位于所述核心区域边界上的点和位于所述钢制基底边界上的最近点之间的最短距离。

5.如上述权利要求中任一项所述的主体，其中所述硬面结构的所述核心区域和所述中间区域具有至少700HV10的维氏硬度。

6.如上述权利要求中任一项所述的主体，其中所述硬面结构的所述核心区域和所述中间区域具有至少800HV10的维氏硬度。

7.如上述权利要求中任一项所述的主体，其中所述硬面结构的所述核心区域和所述中间区域具有至少约20MPa.m^1/2的Palmquist断裂韧度。

8.如上述权利要求中任一项所述的主体，其中所述硬面结构包括多个嵌在所述中间区域内的核心区域。

9.如上述权利要求中任一项所述的主体，其中所述主体为用于路面或岩石分解的工具或磨损部件。

10.如权利要求9所述的主体，其包括由多晶金刚石形成的尖部。

11.如上述权利要求中任一项所述的主体，其中所述主体为用于路面分解的掘取工具，其包括：具有纵向轴并具有一般为圆柱形、圆锥形或者截头圆锥形的部分的钢制基底；以及，一般为环形或者其他同轴的、熔凝至所述钢制基底的硬面结构。

12.一种生产如上述权利要求中任一项所述的主体的方法，所述方法包括：使前体与钢制基底接触，所述前体含有体积百分比为至少13%的WC颗粒、重量百分比在从0.1%至10%的范围内的Si和重量百分比在从0.1%至10%的范围内的Cr，其余的是M，并且所述前体具有至多约摄氏1280度的液相温度；在一时间段内，将所述前体至少加热至所述液相温度的温度，控制所述时间段，以容许所述前体的外围区域与所述钢发生反应和熔凝，并避免所述前体的核心区域与所述钢发生完全反应。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述前体含有金刚石或CBN颗粒。