[发明专利]复合金属部件及其生产方法

说明书

一种生产复合金属制品和/或复合金属磨损部件的方法。所述方法包括以下步骤：铸造由基质金属成分组成的部件，其中在铸造期间在所述部件中形成一个或多个腔；将固体形式的耐磨成分插入到在由所述基质金属成分组成的部件中形成的一个或多个腔中；以及将所述耐磨成分结合到由所述基质金属成分组成的部件的一个或多个腔中以形成所述复合金属制品。

技术领域

本公开总体上涉及复合金属部件及其生产方法。

背景技术

矿物加工工业中的各个处理步骤涉及与设备的部件的侵蚀接触，这导致严重磨损以致需要频繁更换的程度。然而，取决于处理步骤的性质，部件的磨损通常是不均匀的。

例如，在泵送磨料浆的过程中，对泵湿端部件磨损寿命的限制因素可以是在某些位置呈深度气刨或非常高的磨损率形式的局部磨损，即使相同部件的其它部分可能以相对较低的速率磨损。具体示例包括(但不限于)浆料泵叶轮的前缘和浆料泵衬套(也称为蜗壳)的分水角。

解决泵叶轮的示例中的这个问题的一种方法是制造一种叶轮，其涉及在叶轮的制造期间将特殊形状的高耐磨材料定位在在操作期间经受高磨损条件的某些位置；同时在叶轮的非关键区域保留相对低成本的金属。然而，该方案会增加大量成本，特别是如果耐磨部件是由昂贵的耐磨材料制成，并且需要制造复杂的三维形状以符合叶轮的液压设计要求。

为磨损部件提供局部磨损保护的另一种尝试是焊接覆盖层或其他覆层类型的方法的应用，其中将耐磨材料的薄层覆盖在由低成本金属材料组成的金属部件上。然而，尽管这些方法在将耐磨材料的薄层施加到具有平坦表面的磨损部件上时可以起作用，但是诸如泵叶轮或泵衬套的复杂形状形式的磨损部件不容易适合该方法。

还有一种情况是，矿物加工设备中使用的许多其他磨损部件(例如，破碎机和研磨机)由于局部磨损也遭受过早损坏。可以设想，本发明也将使这些类型的设备受益。

本发明寻求提供一种成本相对较低的复合金属磨损部件及其制造方法，其提供包括用于矿物加工工业的局部磨损保护的磨损部件。

发明内容

根据一个方面，提供了一种生产复合金属制品的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)铸造由基质金属成分组成的部件，其中在铸造期间在所述部件中形成一个或多个腔；

(ii)将固体形式的耐磨成分插入到在由所述基质金属成分组成的部件中形成的一个或多个腔中；以及，

(iii)将所述耐磨成分结合到由所述基质金属成分组成的部件的一个或多个腔中，以形成所述复合金属制品。

在某些实施例中，铸造步骤(i)包括以下步骤：

(ia)将一个或多个腔形成部分定位在所述部件的模具中；

(ib)将液体形式的基质金属成分引入所述模具中，由此所述基质金属成分围绕所述一个或多个腔形成部分；以及，

(ic)使所述模具中的基质金属成分冷却并且固化，从而形成由所述基质金属成分组成的部件。

在某些实施例中，所述一个或多个腔形成部分由热膨胀系数与所述基质金属成分的热膨胀系数相似或基本相同的材料组成。

在某些实施例中，在步骤(ic)之后从所述基质金属成分移除所述一个或多个腔形成部分以露出所述一个或多个腔。

在某些实施例中，在步骤(ic)之后通过钻孔和/或以其他方式机加工由所述基质金属成分组成的部件从所述基质金属成分移除所述一个或多个腔形成部分。

在某些实施例中，所述一个或多个腔形成部分由选自钢或另一种金属合金，碳或石墨的材料组成。