專利名稱：制造受磨元件的方法、受磨元件以及用于制造受磨元件的臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造受磨元件的方法，例如用于對(duì)礦物質(zhì)、建筑殘骸廢料、金屬?gòu)U料進(jìn)行破碎或研磨或者用于其他類似處理的工具，以及通過(guò)所述方法所得到的受磨元件。本發(fā)明還涉及一種中間支撐結(jié)構(gòu)，其作為該受磨元件的初期制作步驟的一個(gè)基底，并且核心是由臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)獲得的。
背景技術(shù)：
已知有幾種制造受磨元件的方法，其中，所述元件大體上包括一具有出色的剛性和穩(wěn)固性的金屬基質(zhì)，以及一個(gè)或多個(gè)由具有高耐磨性的陶瓷材料制成的核心。一種已知方法是通過(guò)將熔化的金屬材料澆鑄或離心鑄造至模具中由陶瓷材料制成的插入物或餅狀物上來(lái)制作受磨元件。然而，這種已知的方法無(wú)法獲得這樣的元件:其機(jī)械特性可適用于任何用途或領(lǐng)域，特別是那些對(duì)壓力強(qiáng)度和壓力連續(xù)性等壓力性能有特別要求的用途或領(lǐng)域，此外，該元件需要具有硬度、韌性和耐高溫性，這些特性無(wú)法通過(guò)這些已知的方法獲得。另一個(gè)已知的方法是通過(guò)將熔化的金屬材料澆鑄至金屬氧化物和/或金屬碳化物的陶瓷插入物上，該陶瓷插入物表現(xiàn)為通過(guò)燒結(jié)或熱壓制成的一帶穿孔結(jié)構(gòu)，因此，在澆鑄期間，該熔化的金屬材料可滲入孔和插入物自身的空隙中。但是，第二種方法的制作成本比較高，特別是不僅陶瓷插入物的制作和預(yù)成型的成本較高，且陶瓷插入物不得不基于所需要的使用形狀來(lái)進(jìn)行燒結(jié)。

此外，由于需要燒結(jié)工藝來(lái)保持陶瓷粉末的理想構(gòu)造，因此插入物成型的可能性是有限的，這導(dǎo)致生產(chǎn)出的產(chǎn)品的構(gòu)造相對(duì)于理想構(gòu)造而言不是多了就是少了。在某些情形下，這個(gè)缺陷使得生產(chǎn)成本增加，而在其他情形下，使得所制造的元件的質(zhì)量有所降低。眾所周知，受磨元件源于粉末，用于在基質(zhì)的澆鑄步驟中采用金屬材料的熱量來(lái)形成碳化鈦。本發(fā)明的一個(gè)目的是完善一種得到受磨元件的方法，受磨元件例如機(jī)械構(gòu)件、研磨工具或破碎工具等，這些元件具有較高的耐磨性和出色的韌性，且能夠承受巨大的壓力，包括熱壓力和持久壓力。本發(fā)明的另一個(gè)目的是完善一種得到受磨元件的方法，相對(duì)于已知方法來(lái)說(shuō)成本降低、插入物構(gòu)造的精度更好，并且機(jī)械品質(zhì)更好。本發(fā)明更進(jìn)一步的目的是制作一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能制造具有出色的硬度和韌性的受磨元件，該結(jié)構(gòu)還能夠克服基于已知的目前工藝水平所制造的元件在制造成本和機(jī)械品質(zhì)方面的缺陷。申請(qǐng)人:已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了設(shè)計(jì)、測(cè)試和實(shí)施，本發(fā)明克服了目前工藝水平的缺陷并實(shí)現(xiàn)前述目的和優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的在獨(dú)立權(quán)利要求中闡述了本發(fā)明并說(shuō)明了其特征，與此同時(shí)，在附屬權(quán)利要求中對(duì)本發(fā)明的其他特點(diǎn)以及主要的發(fā)明構(gòu)思進(jìn)行了說(shuō)明。根據(jù)上述目的，一種用于制造受磨元件的方法，包括金屬基質(zhì)和至少一個(gè)由硬材料制成的核心，其中:-第一步驟，一臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)上設(shè)有至少部分張開(kāi)的孔，并且在受熱時(shí)能夠揮發(fā)或者無(wú)論如何都至少能被部分消除；-第二步驟，粘合劑與金屬粉末的混合物均勻地分布在所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)的整個(gè)內(nèi)表面和外表面上，所述金屬粉末含有硬金屬或其前體；-第三步驟，通過(guò)受控加熱的熱作用來(lái)破壞所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)，以便使至少一部分的所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)揮發(fā)掉，使所述核心釋放一些內(nèi)部容積，與此同時(shí)，根據(jù)所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)的構(gòu)造對(duì)所述混合物進(jìn)行固化；-第四步驟，所述核心放置于模具中，從而僅部分地占據(jù)所述模具的空置容積；-第五步驟，將熔化的金屬材料澆鑄到所述模具內(nèi)，該金屬占據(jù)了所述核心內(nèi)部和外部的空置容積和已被釋放出的容積，從而固定核心并由此形成一體件。根據(jù)本發(fā)明，所述核心的幾何構(gòu)造與最終元件或者最終元件的所有部分的需求相—致。根據(jù)本發(fā)明，所述 臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)具有一海綿型的相互連通開(kāi)孔結(jié)構(gòu)，這些開(kāi)孔在結(jié)構(gòu)中以隨機(jī)或有序的方式分布。因此，液態(tài)粘合劑和金屬粉末的混合物被用于滲入所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，并且因此基本上覆蓋了其中的每一個(gè)凹陷。根據(jù)第一實(shí)例，所述混合物是通過(guò)以下步驟滲入所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)內(nèi)部的:彈性地?cái)D壓所述自身結(jié)構(gòu)，并將其浸入所述液態(tài)粘合劑中，然后在粘合劑內(nèi)讓其擴(kuò)展膨脹。根據(jù)另一個(gè)實(shí)例，將所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)引入一環(huán)境中，在該環(huán)境中，首先形成真空，然后再放入所述混合物。本發(fā)明，所述熔化的金屬材料既滲入相互連通的孔所形成的空隙中，同時(shí)也滲入那些由于消除了所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的空隙中，這些熔化的金屬材料至少部分地包覆金屬粉末，或者無(wú)論如何都將它們限定在原始的網(wǎng)狀位置處。根據(jù)一個(gè)實(shí)例，如果硬金屬或其前體是碳或者包括有碳，那么他們獲得一個(gè)強(qiáng)度更高的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，或者通過(guò)在與所述熔化的金屬材料接觸中的物理化學(xué)反應(yīng)來(lái)獲得硬質(zhì)顆粒。根據(jù)本實(shí)例，該結(jié)構(gòu)將制成一個(gè)具有連續(xù)性、但是硬度上存在變化的核心，金屬材料澆鑄將使所述核心的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的輪廓清晰。用具有相互連通的開(kāi)孔的海綿材料，比如網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，制作所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)，使得成本和制造時(shí)間相比起已知的解決方案來(lái)說(shuō)要低得多，在這些已知的解決方案中，整個(gè)核心以及其支撐物都是通過(guò)對(duì)氧化物和/或金屬碳化物的粉末進(jìn)行燒結(jié)來(lái)制作的。根據(jù)本發(fā)明的第一配置，這些相互連通的孔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以是隨機(jī)的。根據(jù)另一個(gè)配置，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可根據(jù)三個(gè)或三個(gè)以上的軸線進(jìn)行有序地排列。
本發(fā)明解決方案進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是:以比起已知的解決方案來(lái)說(shuō)，更簡(jiǎn)單和更精確的方式來(lái)構(gòu)造核心，從而確保了在制作所述受磨元件的硬質(zhì)區(qū)域時(shí)能有良好精確性。而且，通過(guò)本發(fā)明可以輕易地實(shí)現(xiàn)所述核心的構(gòu)造。
還可能的是，甚至可通過(guò)改變所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)的類型或者將不同孔的結(jié)合結(jié)構(gòu)，來(lái)在空間上調(diào)整產(chǎn)品或硬質(zhì)化合物的密度。根據(jù)一個(gè)實(shí)例，支撐結(jié)構(gòu)由一金屬材料制成，比如可鍛鑄鐵等。根據(jù)另一個(gè)實(shí)例，支撐結(jié)構(gòu)由一聚合物材料制成，比如熱固塑料。這樣，可以輕易地對(duì)金屬粉末進(jìn)行處理，并且相對(duì)于所述受磨元件的容積來(lái)說(shuō)，金屬粉末很容易保持正確的、規(guī)定的位置和構(gòu)造，直至澆鑄步驟，這樣在澆鑄結(jié)束時(shí)，位置和構(gòu)造依舊可以被保留。在一個(gè)實(shí)施例中，所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)是由金屬材料制成，該臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)至少會(huì)部分地熔化，并對(duì)粉末的混合物進(jìn)行固化，并保持他們的初始布置，也就是說(shuō)，在它們被破壞前，在所述核心內(nèi)釋放一些容積。在另一替代實(shí)施例中，支撐結(jié)構(gòu)是由聚合物材料制成的，該結(jié)構(gòu)基本上會(huì)完全熔化，并僅保持含有粉末的混合物的原始布置。根據(jù)另一個(gè)實(shí)例，在所述澆鑄步驟結(jié)束時(shí)，實(shí)施熱處理步驟，其中至少對(duì)所述受磨元件進(jìn)行一次熱處理，從而為受磨元件賦予確定的機(jī)械特性和結(jié)構(gòu)特性。用來(lái)制造基質(zhì)的金屬材料優(yōu)選地是鐵基的，即使這種特性對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)并不重要。在鐵基材料的情形下，該材料為錳鋼、馬氏體或其他。根據(jù)一個(gè)實(shí)例，該材料為鉻鑄鐵或其他類似材料。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例，在進(jìn)行金屬材料的澆鑄之前，砂模和內(nèi)核心都保持于環(huán)境溫度下并且沒(méi)有必要進(jìn)行加熱，從而極大地降低了加熱設(shè)備的安裝成本和供能成本。


下面結(jié)合附圖對(duì)作為非限制性實(shí)例提出的本實(shí)施例的優(yōu)選形式進(jìn)行說(shuō)明，使得本發(fā)明的這些和其他特點(diǎn)變得顯而易見(jiàn)，其中:-圖1為根據(jù)本發(fā)明的受磨元件的立體圖；-圖2a為圖1元件制造方法第一步驟中的沙子模具的橫截面圖；-圖2b為臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)的一部分的放大截面示意圖；-圖3a為圖1元件制造方法第二步驟中的沙子模具的橫截面圖；-圖3b為臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)的一部分的放大截面示意圖。為了便于理解，在可能的地方，已采用相同的參考數(shù)字來(lái)標(biāo)識(shí)附圖中相同的普通元件以便于區(qū)分。應(yīng)理解的是，本專利某個(gè)形式的實(shí)施例的元件和特征可在無(wú)需進(jìn)一步進(jìn)行解釋的情形下被自然的適用到其他形式的實(shí)施例中。
具體實(shí)施例方式參考圖1，一種根據(jù)本發(fā)明制造的受磨元件10的方法，受磨元件如機(jī)械構(gòu)件、研磨工具或破碎工具等，該受磨元件包括由硬材料制成的核心12或面板，以及金屬基質(zhì)14，該方法包括一個(gè)制備核心12和對(duì)核心12鑄模成型的步驟，其中需要準(zhǔn)備一臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17，在其上聚集有液態(tài)粘合劑與金屬粉末的混合物，所述金屬粉末含有硬金屬或其前體，例如鈦、鉻、鎢、鑰或其他金屬以單一形式或多個(gè)組合的形式被使用?；旌衔锞鶆虻鼐奂谠撆R時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17的內(nèi)表面和外表面上，而該結(jié)構(gòu)具有海綿型的相互連通的開(kāi)孔結(jié)構(gòu)。混合物可含有兩種或兩種以上的金屬粉末，基于不同的重量百分比的成分混合可每次都可獲得具有確定特性的核心12，核心12所具有的韌性、熱擴(kuò)張性、耐磨性和其他特性要依靠實(shí)際需要何種類型的元件10來(lái)決定。該臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17由一聚合物材料制成，在本實(shí)施例中，臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17是由聚合物泡沫制成。但是，也不能排除以下情形:它由任何其他相似的或具有可比性的材料制成，只要這些材料在受熱時(shí)能揮發(fā)。在本實(shí)施例的替代形式中，該臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17由一金屬材料制成。無(wú)論如何,該臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17具有一個(gè)幾何網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),該構(gòu)造將被賦予給核心12并在核心12上得到構(gòu)造一致的 延續(xù)，從而將金屬粉末精確地保持在模具16的容積的確定區(qū)域中，并且因此，在進(jìn)行澆鑄之后，這些金屬粉末也將保持在元件10的容積的確定區(qū)域中。在本案中，混合物中應(yīng)當(dāng)采用適當(dāng)?shù)哪z水量來(lái)對(duì)應(yīng)金屬粉末的用量，膠水與金屬粉末的重量百分比優(yōu)選在1%至3%之間。在一個(gè)實(shí)例中，該臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17在壓縮狀態(tài)下浸入混合物浴缸中，然后再釋放，這樣，混合物便滲入所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17的孔中，從而大體上均勻地分布在該臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17上以及相互連通的開(kāi)孔內(nèi)。如圖2a所示，在這種條件下，該臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17的各部分被粉末13的混合物從外部包覆，并且還借助膠層15以聚集狀態(tài)一起保持于該臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17上。在核心12的初步鑄模成型步驟中，獨(dú)立的或者一體成形的間隔件18，它們被均勻地放置于該臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17的外表面上。在以下的第一步驟中，帶有聚集粉末的混合物的該臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17插入至砂模16的內(nèi)部以便進(jìn)行澆鑄，間隔件18被穩(wěn)固地定位在模具16的對(duì)應(yīng)側(cè)壁22上。這些間隔件實(shí)質(zhì)上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)雙重優(yōu)點(diǎn):它們使得該臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17具有自承載特性，無(wú)需在該臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17的中央處插入一承載框架，這樣做的益處就是減少了制造成本和時(shí)間；它們將臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17限定在合適的位置，進(jìn)而確定了在模具16內(nèi)的核心12周圍為空置容積。在將熔化的金屬材料澆鑄入模具16的內(nèi)部之前，已通過(guò)熱作用對(duì)臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17進(jìn)行了破壞，比如將帶有聚集粉末的混合物的該臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17進(jìn)行升溫，從約50° C至約150° C之間的溫度，優(yōu)選為約100° C的溫度，上升至約300° C至約800° C之間的溫度，優(yōu)選在約500° C至約700° C之間的溫度，溫升變化率在約0.5° C/h至約3° C/h之間，優(yōu)選在約1° C/h至約2° C/h之間。在臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17是由一聚合物材料制成的方案中，當(dāng)所達(dá)到的溫度足夠時(shí)，臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17將大體上完全地熔化或揮發(fā)，導(dǎo)致在受控加熱結(jié)束時(shí)，核心12的空間被釋放，并且只有含有金屬粉末的混合物保持著臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17原本所賦予其的初始構(gòu)造。在臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17是由一金屬材料制成的方案中，所達(dá)到的溫度足以用來(lái)實(shí)現(xiàn)臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17的部分熔化，這樣在經(jīng)受控制的加熱結(jié)束時(shí)，核心12內(nèi)部的容積仍然是自由的，并且，所熔化的部分便充當(dāng)粘合劑，將金屬粉末的混合物保持于臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17原本所賦予的初始構(gòu)造。就此，熔化的金屬材料通過(guò)附圖中未示出的一澆鑄通道被澆鑄進(jìn)來(lái)，從而滲入核心12的海綿型結(jié)構(gòu)的空隙中，以包覆粉末或者有可能會(huì)與粉末發(fā)生反應(yīng)。在另一變化的實(shí)施例中，最初的支持結(jié)構(gòu)17是由金屬制成的，該臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17的余留部分與金屬材料鑄料熔化在一起。本條件決定了在基質(zhì)14內(nèi)部的核心12的融合，從而形成一個(gè)整體的兩部分，其中，在核心12內(nèi)的構(gòu)造將繼續(xù)延續(xù)所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17的海綿型構(gòu)造，粉末的網(wǎng)狀分布結(jié)構(gòu)將被延續(xù)，但結(jié)構(gòu)的硬度會(huì)發(fā)生變化。簡(jiǎn)單地舉一個(gè)實(shí)例，在圖3a中，以虛線示出基質(zhì)14中的核心12的假設(shè)形狀，截面圖為了示出一個(gè)理想中的核心12與基質(zhì)14之間的交匯區(qū)域，該截面圖刻意地夸大了這部分。在圖3b中示出了與圖2b中相同的部分，但圖3b顯示的是在澆鑄了金屬材料制成基質(zhì)14之后的狀態(tài)。通過(guò)對(duì)比可以看出，金屬材料14已經(jīng)完全取代了臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17和膠層15。相反，粉末13的位置仍然保持呈網(wǎng)狀，并且粉末13的位置較其在臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17中的原始分布而言大體上沒(méi)有發(fā)生變化。優(yōu)選地，制作模具16的砂采用的是橄欖石，即，硅酸鐵和硅酸鎂，其不會(huì)形成游離二氧化硅且由此也不會(huì)引起硅肺病，另外，它還特別適用于熔化金屬材料的澆鑄。臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17還可借助連接元件24臨時(shí)地連接到模具16上，比如借助釘子、螺釘?shù)?，連接元件被放置在臨時(shí) 聚集結(jié)構(gòu)17與壁22中，從而將臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17穩(wěn)固地固定在間隔件18所限定的位置處。在澆鑄進(jìn)行之前，臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17與模具16都處于環(huán)境溫度下。在本實(shí)施例中，熔化的金屬材料是瑪氏體鋼?；蛘哌x擇使用鉻鑄鐵。在本實(shí)施例中，在模具中緩慢地將元件10冷卻至低于300° C的溫度下，以減少內(nèi)部張力；然后將其挖出，在約950至1100° C的溫度下，優(yōu)選在100° C的溫度下，淬火一段時(shí)間，淬火所需的時(shí)間取決于元件10的厚度，并且在強(qiáng)制通風(fēng)或水中或者通過(guò)其他已知方法下進(jìn)行冷卻。在優(yōu)選的方案中，在淬火期間根據(jù)一定的溫度變化率對(duì)元件10逐漸加熱約10小時(shí)，直至達(dá)到950至1100° C，然后再保持該溫度約2至6小時(shí)。在元件10被冷卻了之后，對(duì)其進(jìn)行壓平、較平或其他加工，使得元件10可組裝在一破碎件上，例如，磨機(jī)的轉(zhuǎn)子上。比如，附圖中示出的元件10具有大體上呈平行六面體的形狀，但是顯然，本發(fā)明并不限于這種形狀，這是因?yàn)樾螤钍侨Q于元件10之后的應(yīng)用。顯而易見(jiàn)的是，在不脫離本發(fā)明的領(lǐng)域和范圍的前提下，可對(duì)本方法的步驟或零部件進(jìn)行修改和/或增加，比如之前所述的臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)17和受磨元件10.
還顯而易見(jiàn)的是，盡管已經(jīng)結(jié)合了某些特定實(shí)例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員確定能夠?qū)崿F(xiàn)用于制造受磨元件的方法、受磨元件以及用于制造受磨元件的臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)的許多其他等同形式，其具有權(quán)利要求中所提出的特點(diǎn)并且由此全部落入所限定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制造受磨元件的方法，所述受磨元件例如機(jī)械構(gòu)件、研磨工具、破碎工具等，所述元件包括金屬基質(zhì)(14)和至少一個(gè)由硬材料構(gòu)成的核心(12)，其特征在于，所述方法包括: -第一步驟，一臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)(17)上設(shè)有至少部分張開(kāi)的孔，并且在受熱時(shí)能夠揮發(fā)或者無(wú)論如何都至少能被部分消除； -第二步驟，粘合劑與金屬粉末的液態(tài)混合物均勻地分布在所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)(17)的整個(gè)內(nèi)表面和外表面上，所述金屬粉末含有硬金屬或其前體； -第三步驟，通過(guò)受控加熱的熱作用來(lái)破壞所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)(17)，以便使至少一部分的所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)(17)揮發(fā)掉，進(jìn)而所述核心(12)內(nèi)被釋放出一些容積，并且根據(jù)所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)(17)的構(gòu)造對(duì)所述混合物進(jìn)行固化； -第四步驟，所述核心(12)放置于模具(16)中，從而僅部分地占據(jù)所述模具(16)的空置容積； -第五步驟，將熔化的金屬材料澆鑄到所述模具(16)內(nèi)，該金屬占據(jù)了所述核心(12)內(nèi)部和外部的空置容積和已被釋放出的容積,從而固定核心并由此形成一體件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一步驟中，對(duì)所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)(17)地幾何構(gòu)造將以延續(xù)的方式體現(xiàn)到所述核心(12)的幾何構(gòu)造上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述第二步驟中，所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)(17)以彈性壓縮的形式陷入所述混合物中，然后釋放。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述第二步驟中，所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)(17)先做真空處理，然后再進(jìn)入所述混合物。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述第三步驟中，加熱進(jìn)行的破壞是將所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)(17)從約50°C至約150°C之間的溫度，優(yōu)選為約100°C的溫度，加熱升溫到約300°C至約800°C之間的溫度，優(yōu)選為約500°C至約700°C之間的溫度，升溫變化率在約0.50C /h至約3°C /h之間，優(yōu)選在約1°C /h至約2V /h之間。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述第一步驟中，在所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)(17)的外表面上設(shè)有間隔件(18)，間隔件(18)凸出于所述外表面。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述第四步驟中，在澆鑄所述熔化的金屬材料之前，借助連接元件(24)來(lái)將所述核心(12)夾緊，所述連接元件被固定在所述模具(16)的壁(22)和所述核心(12)中。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述第五步驟中，在澆鑄所述熔化的金屬材料之前，所述核心(12)和所述模具(16)都處于環(huán)境溫度下。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法包括在第六步驟中，對(duì)所述元件(10)進(jìn)行回火處理。
10.一種用于制造受磨元件的臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)，所述受磨元件例如機(jī)械構(gòu)件、研磨工具、破碎工具等，所述元件包括金屬基質(zhì)(14)和至少一個(gè)由硬材料制成的核心(12)，所述基質(zhì)(14)是通過(guò)將熔化的金屬材料澆鑄至其中放置有所述核心(12)的模具(16)中來(lái)得到的，其特征在于，所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)帶有至少部分張開(kāi)的孔，所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)造與所述核心(12)的幾何構(gòu)造具有延續(xù)性，并且在受熱時(shí)能夠揮發(fā)或者無(wú)論如何都至少能被部分地消除，此外，在所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)的整個(gè)內(nèi)表面和外表面上均勻地分布有粘合劑與金屬粉末的液態(tài)混合物，所述金屬粉末含有硬金屬或其前體。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)上設(shè)有多個(gè)張開(kāi)的相互連通的孔，這些連通的孔呈空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述相互連通的孔的位置是隨機(jī)的。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述相互連通的孔的位置是有序的。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13的任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述結(jié)構(gòu)的外表面上設(shè)有間隔件(18)，所述間隔件(18)凸出于所述外表面。
15.—種受磨元件,例如機(jī)械構(gòu)件、研磨工具、破碎工具等，所述元件包括金屬基質(zhì)(14)和至少一個(gè)由硬材料制成的核心(12)，其特征在于，所述核心(12)源于臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)(17)，所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)上設(shè)有至少部分張開(kāi)的孔，它的幾何構(gòu)造被延續(xù)賦予到所述核心(12)的幾何構(gòu)造上，并且能夠揮發(fā)，或者在受到加熱時(shí)，在任何情形下都會(huì)至少部分地被去除，此外，在其整個(gè)內(nèi)表面和外表面上均勻地分布有粘合劑與金屬粉末的液態(tài)混合物，金屬粉末含有硬金屬或其前體。
16.一種用于制造受磨元件的由硬材料制成的核心，所述受磨元件如機(jī)械構(gòu)件、研磨工具、破碎工具等，所述受磨元件包括金屬基質(zhì)(14),在金屬基質(zhì)(14)內(nèi)包覆有所述核心(12)，其特征在于，所述核心(12)源于帶有至少部分張開(kāi)的孔的臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)(17)，它的幾何構(gòu)造被被延續(xù)賦予到所述核心(12)的幾何構(gòu)造上，它能夠揮發(fā)，或者在受到加熱時(shí)，在任何情形下都會(huì)至少部分地被去除，此外，在其整個(gè)內(nèi)表面和外表面上均勻地分布有粘合劑與金屬粉末的液 態(tài)混合物，金屬粉末含有硬金屬或其前體。
全文摘要
一種用于制造受磨元件(10)的方法，所述元件包括金屬基質(zhì)(14)和至少一個(gè)由硬材料制成的核心(12)。在所述方法的第一步中，一臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)(17)上設(shè)有至少部分張開(kāi)的孔，并該結(jié)構(gòu)在受熱時(shí)能揮發(fā)或者無(wú)論如何都至少能被部分地被去除。第二步，粘合劑與含有硬金屬或其前體的金屬粉末的液態(tài)混合物均勻地分布在所述臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)(17)的整個(gè)內(nèi)表面和外表面上。第三步，通過(guò)受控加熱來(lái)破壞臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)(17)，以便至少部分揮發(fā)臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)(17)，進(jìn)而在核心(12)內(nèi)部釋放容積，并且根據(jù)臨時(shí)聚集結(jié)構(gòu)(17)的構(gòu)造對(duì)混合物進(jìn)行固化。第四步，所述核心(12)放置于模具(16)中，僅部分地占據(jù)模具(16)的空置容積。第五步，其中將熔化的金屬材料澆鑄至模具(16)中，該金屬占據(jù)了所述核心(12)內(nèi)部和外部的空置容積和已被釋放出的容積，從而與核心固定并形成一體件。
文檔編號(hào)C22C29/00GK103228381SQ201180043535
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者阿爾貝托·安德路西, 裴默·安德路西, 艾瑞克·維納羅索, 艾迪·朋戴利 申請(qǐng)人:F·A·R·羅亞力鑄鋼股份有限公司