[发明专利]环形工具

权利要求书

1.一种环形工具(1)，所述环形工具(1)包括至少一个具有高耐磨性、向外辐射地取向的工作区(4)以及更靠近轴的夹持部(5)，所述环形工具(1)特别地是针对岩石，尤其是用于隧道钻机，的旋转钻头或切割环，

其特征在于，

所述工具由这样的材料构成，所述材料由作为基质的铁基合金与并入的硬质材料颗粒一起形成，其中所述硬质材料颗粒由碳化物和/或氮化物和/或氧化物和/或硼化物，可选地是具有硼组分、来自周期系第4和5族的至少一种元素或混合形式的多种元素的碳氮化物或氧碳氮化物形成，并且所述硬质材料颗粒在室温下具有大于7400kg/m³，优选地大于7600kg/m³的密度。

2.如权利要求1所述的工具(1)，其特征在于，所述硬质材料颗粒以至少5vol.％，特别地以多于8vol.％的范围存在于所述工具中，其中所述硬质材料颗粒以不均一的方式分布遍及所述工具横截面(2)并且在所述工作区(4)中具有较高的体积分数。

3.如权利要求1或2所述的工具(1)，其特征在于，所述工作区(4)具有所述工具(1)的至少8.0％，优选地至少14.0％，特别地大约20％至25％的体积分数，其中在工作区中，多于60vol.％，优选地多于75vol.％的所述硬质材料颗粒被形成为具有小于70μm的尺寸。

4.如权利要求1至3中任一项所述的工具(1)，其特征在于，所述硬质材料颗粒本质上被形成为铌-钒混合的碳化物，所述铌-钒混合的碳化物可选地具有氮组分，并且所述铌-钒混合的碳化物具有大于5，优选地大于10的Nb的原子％与V的原子％的比率，即Nb[原子％]/V[原子％]>5，优选地>10。

5.如前述任一权利要求所述的工具(1)，其特征在于，所述基质合金具有在以下范围之内的以wt.％计的化学组成

碳(C)0.28至2.3

硅(Si)0.01至2.0

锰(Mn)0.05至25.0

铬(Cr)最多至6.0

镍(Ni)最多至2.5

钼(Mo)最多至2.2

钨(W)最多至1.5

(l.5xMo+W)最多至3.5

钒(V)最多至0.8

铌(Nb)最多至0.4

钴最多至3.0

铝(Al)最多至3.0,

可选地，

钛(Ti)最多至0.2

锆(Zr)最多至0.2

铪(Hf)最多至0.1

钽(Ta)最多至0.25

余量为铁(Fe)和杂质元素。

6.如权利要求5所述的工具(1)，其特征在于，所述基质合金由工具钢构成，所述工具钢具有大于44HRC，优选地50HRC及更高的硬度。

7.如权利要求5所述的工具(1)，其特征在于，所述基质合金由奥氏体锰钢构成，所述奥氏体锰钢具有6至25wt.％Mn，优选地8至15wt.％Mn的锰浓度。

8.一种用于生产环形工具(1)的方法，所述环形工具(1)包括至少一个具有向外辐射地取向的工作区(4)和更靠近轴的夹持部(5)，所述环形工具(1)特别地是针对岩石，尤其用于隧道钻机，的旋转钻头或切割环，所述工具由作为基质的铁基合金构成，在所述铁基合金中并入硬质材料颗粒，如可选地与来自周期系第4和5族的多种元素成混合形式的碳化物和/或氮化物和/或碳氮化物和/或硼化物，所述方法可选地用于前述权利要求中任一项所述的工具的生产，

其中

在第一步中基础合金被熔化并被加热至1350℃至1630℃的温度，并且

在第二步中进行具有更高密度的硬质材料颗粒向所述基础合金的熔体的加入或在所述基础合金的熔体中的形成的步骤，

然后，在第三步中，具有所述硬质材料颗粒的所述基质熔体关于用于所述环形工具的模具的所述纵轴经受转动运动，并且被允许固化。