[发明专利]硬面结构和含有该硬面结构的主体

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于钢制主体的硬面结构以及含有所述硬面结构的钢制主体，更具体地，但不是唯一地，本发明涉及用于路面或岩石分解的掘取工具的硬面结构。

背景技术

掘取工具可以用于例如破裂、分解或钻入诸如岩石、沥青、煤或混凝土的主体，并可以用于比如采矿、建筑和道路修复的应用中。在一些应用中，例如在道路修复中，可以在可旋转滚筒上安装多个掘取工具，并且当滚筒相对于待分解的主体转动时，可相对于所述主体而驱动这些掘取工具。

掘取工具可含有超硬材料的工作尖端，所述超硬材料为例如多晶金刚石（PCD），其含有大量基本上内生的金刚石颗粒，这些金刚石颗粒形成限定金刚石颗粒之间间隙的框架体。PCD材料典型地含有体积含量为至少约80%的金刚石，并且可通过使金刚石颗粒的聚集体经受例如大于约5GPa的超高压力和例如至少约1200℃的温度而制成。

专利号为3,725,016的美国专利公开了一种碳化钛硬面钢基复合物，其基本上由重量百分比为约10至75%的TiC构成，其剩余部分基本上为由钢形成的基质。

公开号为WO/2010/029518的PCT专利申请公开了一种硬金属，该硬金属包括：体积百分比为至少13%的、选自TiC、VC、ZrC、NbC、MoC、HfC、TaC、WC或其组合物的金属碳化物；黏结相，该黏结相含有一种或更多种铁族金属或其合金，以及重量百分比为0.1至10%的Si和重量百分比为0.1至10%的Cr，并具有摄氏1280度或更低的液相温度；以及，体积百分比为3至39%的、涂有保护涂层的金刚石或CBN，或其混合物。

公开号为WO/2010/029522的PCT专利申请公开了一种磨损部件或工具，其包括：包含铁族金属或合金的主体；以及，通过中间层冶金结合至该主体表面的耐磨层。

专利号为3 618 198的德国专利公开了一种硬面化钢制凿切工具的方法，所述方法将含有碳化物和金属颗粒的粉末放置在工具头部和模具之间，并将所述颗粒混合物弧焊至所述工具的头部。

有必要提供表现出改进的磨损性能的含钢磨损部件和制造该磨损部件的成本有效的方法。

发明内容

从本发明的第一个方面来看，其可以提供一种主体，所述主体包括钢制基底和熔凝至所述钢制基底的硬面结构；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约0.5%的Si、重量百分比为至少约3%的Cr和重量百分比为至少约10%的W，并且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，并且中间区域包括多个微晶，所述微晶含有根据化学式M_xW_yC_z的至少一个η相或θ相，或含有根据该化学式的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约1%的Si、重量百分比为至少约5%的Cr和重量百分比为至少约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。

从本发明的第二个方面来看，其可以提供一种包括钢制基底和熔凝至所述钢制基底的硬面结构的主体的制造方法，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%范围内的Si和重量百分比在从0.1%至10%范围内的Cr，其余的是M，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，至少将所述前体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。

附图说明

下面参考所附附图对用于例示本发明的非限定性实例的配置进行描述，其中：

图1示出了用于路面分解的掘取工具的实例的示意性透视图。

图2示出了具有熔凝至钢制主体的一部分上的硬面结构的掘取工具的实例的示意性局部剖面侧视图。