[发明专利]使用硬焊的表面硬化耐磨部件及其制造的相关方法和总成

说明书

一种物件，例如表面硬化式耐磨部件，包括：基材；金属片外壳，其与基材连接以在基材的表面与外壳之间界定模穴；及复合材料，其填充模穴且在基材的表面的至少一部分上形成涂层，且该复合材料包括以金属硬焊材料渗透的硬微粒材料。该外壳可通过焊接或硬焊到该基材而与该基材连接，且会在使用时磨损。该外壳及该基材可作为用以产生该物件的总成的部件使用，其中该外壳作为模具使用，且该模具用以通过以该硬微粒材料填充该外壳且接着以该硬焊材料渗透来形成该复合材料。

本申请是申请日为2012年4月5日、国际申请号为：PCT/US2012/032410、国家申请号为：201280017099.5、名称为“使用硬焊的表面硬化耐磨部件及其制造的相关方法和总成”的进入中国国家阶段的国际申请的分案申请。

相关申请的交互参照

本申请主张2011年4月6日提交的美国临时专利申请第61/472,470号的优先权，且该申请的全部内容在此通过引用结合入本文并作为其中的一部分。

技术领域

本发明涉及使用渗透硬焊或另一硬焊技术形成的供研磨环境用表面硬化式部件的各种实施例。更特别地，本发明涉及有关这些表面硬化式部件的产品、系统及方法。例如，这些表面硬化式部件可包括用于咬入地面机械(例如挖掘机的尖端)的耐磨工具、例如用于双辊压碎机的末端的选矿设备、转筒筛、或其它研磨应用。

背景技术

通过渗透硬颗粒产生的耐磨部件的例子公开于美国专利第US4884477、US4949598及US6073518号、及公开文献US20100278604、GB2041427及WO2008103688中。更一般地说明渗透工艺制造烧结碳化物的更早的文献包括US1512191及DE420689C(1925，Deutsches Reich)。在此提及的这些及所有其它文献的内容为此全部通过引用结合入本文。本发明试图克服这些装置及其它现有装置的某些缺陷、及提供迄今未获得的新特征。

发明内容

提供经济及有效的表面硬化式耐磨部件，其系由一基材、一薄外壳、被固持在被界定在该基材与该外壳之间的一模穴内的多个硬颗粒、及将这些组件黏合成一复合耐磨部件的渗透硬焊材料形成。金属的薄外壳是消耗性的，因为在使用这些表面硬化式部件时它通常快速地腐蚀。亦提供用以使用渗透硬焊及消耗性薄外壳制造这些耐磨部件的方法。

本发明的多个方面涉及一种表面硬化式耐磨部件，其包括一钢基材；一钢外壳，其与该基材接合以在该基材与该外壳之间界定一模穴；及一硬复合物，其填充该模穴，且该复合物包括以金属硬焊渗透的多个硬化颗粒。优选地，该表面硬化式耐磨部件是其中该外壳重量实质小于该基材者。此外，优选地，该外壳界定一在该模穴外侧的容器，且更详而言之，一在该模穴外的扩口容器。在某些实施例中，该外壳界定一在该模穴外侧的漏斗形容器。在某些实施例中，该外壳焊接在该基材上。

本发明的多个方面涉及一种物件，例如一种表面硬化式耐磨部件，其包括一基材；一金属片外壳，其与该基材连接以在该基材的表面与该外壳之间界定一模穴；及一复合材料，其填充该模穴且在该基材的表面的至少一部分上形成一涂层，且该复合材料包括以一金属硬焊材料渗透的硬微粒材料。

依据一个方面，该外壳具有一为该模穴提供入口的开口以便插入表面硬化材料及馈入该硬焊材料。该外壳亦可包括一容器，且该容器与该外壳连接并且定位在该模穴外侧而与该开口连通以便在制造时初始地收容该硬焊材料。

依据另一个方面，该外壳可通过焊接或硬焊与该基材的表面连接。该外壳还可包括一与该基材的表面的一部分面对面接触且围绕该外壳的整个周边的共形带，使得该外壳至少在该共形带处通过焊接或硬焊与该基材连接。在该构造中，该基材可具有一与该共形带面对面接触的结合表面(bonding surface)，且在该模穴内的该基材的至少一部分可相对该结合表面内凹，使得该复合材料具有一与该结合表面齐平的外表 面。

依据又一个方面，该硬焊材料可与该基材的表面结合，且还可与该外壳结合。