[发明专利]耐磨构件及耐磨构件制造方法

说明书

本发明提供了一种耐磨构件制造方法，其包括：通过在将包覆粉末进给到基材上并且使用局部加热设备使包覆粉末熔融的同时相对于基材移动而形成包覆层；和切削包覆层。包覆粉末包含基质粉末和硬质粉末，基质粉末包含铜基合金，硬质粉末包含硅化物作为硬质相，所述硅化物包含选自Cr、Fe、Co、Ni和Cu中的一种或更多种元素以及选自Mo、W和Nb中的一种或更多种元素。硬质粉末包含第一硬质粉末和第二硬质粉末。与第一硬质粉末分开地将第二硬质粉末进给到通过使第一硬质粉末和基质粉末熔融而形成的熔池，使得至少一部分第二硬质粉末在包覆层内保持未经熔融。

技术领域

本发明一般性地涉及耐磨构件和耐磨构件制造方法，更具体而言，涉及包含基材和设置于基材上的包覆层的耐磨构件及其制造方法。

背景技术

存在耐磨构件，所述构件包含设置于其基材上的包覆层，因此表现出改善的耐磨性。此类耐磨构件的实例包括具有耐磨性的阀座。由于阀在高温环境下与周缘反复接触，因而在设置于气缸盖中的各个进气端口和排气端口的燃烧室侧开口端的周缘上设置耐磨的阀座。

所述阀座通过在作为基材的未完工(unfinished)气缸盖的各个进气端口和排气端口的开口端的周缘上形成包覆层并随后切削包覆层而制成。通过在向由局部加热设备在基材上形成的熔池进给金属粉末的同时移动熔池来逐渐形成包覆层。局部加热设备中使用的热源的具体实例包括激光束、乙炔气体火焰和等离子弧。

日本未经审查的专利申请公开号2001-105177(JP 2001-105177 A)描述了一种通过使包含硬质粉末和基质粉末的包覆粉末(即，包覆中使用的粉末)熔融来形成包覆层的技术。硬质粉末包含钼(Mo)和钨(W)中的至少之一。基质粉末包含铜基合金。

发明内容

关于耐磨构件制造方法，本发明人发现以下问题有待解决。根据该方法，通过在将包含硬质粉末和基质粉末的包覆粉末进给到基材上的同时经由局部加热设备使包覆粉末熔融来形成包覆层，然后切削包覆层。采用JP 2001-105177 A中描述的技术，经由局部加热设备熔融的硬质粉末颗粒可能团聚，包覆层中的硬质颗粒可能因此变得如此粗大使得包覆层的切削性劣化。

本发明提供了一种抑制包覆层中的硬质颗粒变粗大的技术，从而改善包覆层的切削性。

本发明的第一个方面涉及一种耐磨构件制造方法，其包括：在基材上形成包覆层；和切削在基材上形成的包覆层。所述包覆层通过在将包覆粉末进给到基材上并且使用局部加热设备使包覆粉末熔融的同时使由局部加热设备加热的部位相对于基材移动来形成。包覆粉末包含基质粉末和硬质粉末。基质粉末包含铜基合金。硬质粉末包含硅化物作为硬质相。硅化物包含选自Cr、Fe、Co、Ni和Cu中的一种或更多种元素以及选自Mo、W和Nb中的一种或更多种元素。硬质粉末包含第一硬质粉末和第二硬质粉末。在形成包覆层的过程中，与第一硬质粉末分开地将第二硬质粉末进给到通过使用局部加热设备使第一硬质粉末和基质粉末熔融而形成的熔池，使得至少一部分第二硬质粉末在包覆层内保持未经熔融。

在根据本发明的第一个方面的耐磨构件制造方法中，将硬质粉末分成第一硬质粉末和第二硬质粉末，并经由局部加热设备使第一硬质粉末和基质粉末熔融。即，与常规方法相比，本方法可减少由局部加热设备熔融的硬质粉末的量。因此可以抑制包覆层中的硬质颗粒因硬质粉末颗粒的团聚而变粗大。结果，包覆层的切削性的劣化减轻。另外，通过允许至少一部分第二硬质粉末在包覆层内保持未经熔融来确保足够的耐磨性。

第二硬质粉末可具有比第一硬质粉末的粒径更大的粒径。第二硬质粉末的粒径越大，耐磨性就越高。第一硬质粉末的粒径越小，第一硬质粉末就越容易被局部加热设备熔融。第二硬质粉末的粒径可为250μm以下以改善切削性。