[发明专利]一种制造耐磨组件的方法

说明书

一种制造耐磨组件的方法，其包括以下步骤：提供限定所述组件的至少一部分的模具；提供包含碳化钨第一粉末和钴基合金第二粉末的粉末混合物，其中所述粉末混合物包含30‑70体积％的所述碳化钨第一粉末和70‑30体积％的所述钴基合金第二粉末，并且所述钴基合金第二粉末包含20‑35重量％Cr、0‑20重量％W、0‑15重量％Mo、0‑10重量％Fe、0.05‑4重量％C，和余量的Co；其中，W和Mo的量满足要求4<W+Mo<20；用所述粉末混合物填充所述模具；使所述模具在预定温度、预定等静压力下经受热等静压(HIP)且持续预定时间以使得所述粉末混合物的粒子彼此冶金结合。

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分制造耐磨组件的方法。本发明还涉及通过本发明方法获得的耐磨组件。

背景技术

金属基复合材料(MMC)是包含包埋在延性(ductile)金属相中的硬质粒子例如氮化物、碳化物、硼化物和氧化物的材料。通常，通过对硬质粒子和金属合金粉末的粉末共混物进行热等静压(HIP)来制造MMC组件。通过调节硬质粒子的体积份数相对于延性金属相的体积份数的比例可针对特定应用来调节所述MMC材料的特性。MMC材料通常用作各种应用、例如采矿中的耐磨材料。MMC作为耐磨材料的主要用途是用于防止磨粒磨损，即来自于滑过组件表面的粒子或主体的磨损。在研磨条件下，通常通过增加材料中的硬质粒子的体积份数来改进已知的MMC材料的耐磨性。

与已知MMC材料相关的问题是其相对低的耐侵蚀性。

侵蚀是常见的磨损机理，其中粒子流，例如砂和水的浆料，撞击组件的表面并从所述组件击出小块的材料。在侵蚀是主要磨损机理的条件下，磨损比其中磨耗占主导的条件下的磨损更复杂。这在一定程度上是由于，组件中材料的侵蚀率取决于侵蚀材料的碰撞角。通常，延性金属相在高碰撞角下表现更好，而硬质且相对脆性的硬质粒子在较低角度下表现更好。因此，耐侵蚀性取决于硬质相和延性相的单独的特性以及所述两相的组合。

因此，仅仅增加构成组件的前体粉末中的硬质粒子的体积份数未必导致所述组件的侵蚀性磨损降低。硬质相的增加将导致组件中的延性相较少，并且因此在高碰撞角下耐侵蚀性较低。

另一方面是，前体粉末中的硬质粒子的体积份数增加使得粉末更难以混合成其中大部分硬质粒子被延性金属粒子包围的均匀共混物。其结果是大部分的硬质粒子可能彼此接触，其又可产生互连碳化物的网状结构，从而使得MMC材料呈脆性并且容易受侵蚀。

过去已尝试通过使用激光束将硬质粒子粉末和钴基合金粉末熔融在组件表面上来实现组件上的耐磨性覆层(cladding)。[T.R Tucker等，Thin Solid Films(固体薄膜)118(1984)73-84“Laser-processed composite metal cladding for slurry erosionresistance”(用于浆料耐侵蚀性的激光处理的复合金属覆层)]。然而，基于激光的方法产生熔融相并且在凝固期间，合金元素的分离导致在覆层中出现不均匀和脆性的区域。此外，所述方法昂贵，耗时，受涂层厚度限制并且不适于制造大的耐磨组件。

因此，本发明的一个目的是提供改进的制造耐磨组件的方法。特别地，本发明的一个目的是提供制造具有改进的耐侵蚀性磨损的组件的方法。此外，本发明的一个目的是提供具成本效益的方法，其产生具有均匀的、即各向同性结构的耐磨组件。本发明的另一个目的是实现在侵蚀性条件下具有高耐磨性的组件。

发明内容

根据本发明的第一方面，上述目的中的至少一个是通过一种制造耐磨组件的方法来实现的，所述方法包括以下步骤：

-提供限定所述组件的至少一部分的模具；