耐砂土磨损配件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种耐砂土磨损配件及其制造方法。耐砂土磨损配件即斗齿(20)具有：基部(25)、覆盖基部(25)的表面的一部分即前端面(25A)而与基部(25)接触来配置的第一堆焊层(271)、以及在第一堆焊层(271)上配置的第二堆焊层(272)。第一堆焊层(271)及第二堆焊层(272)各自包括：由铁或钢形成的母相(95)、以及在母相(95)中分散且由金属陶瓷形成的金属陶瓷粒(91)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】耐砂土磨损配件及其制造方法
本专利技术涉及耐砂土磨损配件及其制造方法。
技术介绍
作为构成液压挖掘机、推土机、轮式装载机等在存在沙土的环境下工作的工程作业机械的配件，使用斗齿、松土器等耐砂土磨损配件。在耐砂土磨损配件中特别需要高耐砂土磨损性的区域上，有时会形成堆焊层。作为堆焊层，例如可以采用在由钢形成的母相中分散硬质粒子的堆焊层。堆焊层例如可以通过堆焊焊接来形成。另外，作为构成硬质粒子的材料，例如可以采用以碳化钨(WC)为主成分的超硬合金(例如参照(日本)特开平8-47774号公报(专利文献1)、(日本)特开2007-268552号公报(专利文献2)、(日本)特开2008-762号公报(专利文献3)、以及(日本)特开2008-763号公报(专利文献4))。通过采用上述超硬合金作为构成硬质粒子的材料，不但具有高硬度的WC包含在堆焊层中，而且钨(W)及碳(C)熔析在母相中，母相的硬度升高。其结果是，能够形成具有高耐砂土磨损性的堆焊层。现有技术文献专利文献专利文献1：(日本)特开平8-47774号公报专利文献2：(日本)特开2007-268552号公报专利文献3：(日本)特开2008-762号公报专利文献4：(日本)特开2008-763号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，即使是具有采用超硬合金作为构成硬质粒子的材料的堆焊层的配件，有时也不能得到足够的耐砂土磨损性。本专利技术的目的在于提供一种耐砂土磨损性良好的耐砂土磨损配件。用于解决技术问题的技术方案依据本专利技术的耐砂土磨损配件具有：基部；第一堆焊层，其覆盖作为基部表面的一部分的覆盖区域而与基部接触来进行配置；第二堆焊层，其配置在第一堆焊层上。第一堆焊层及第二堆焊层各自包括：由铁或钢形成的母相、以及在母相中分散且由金属陶瓷形成的硬质粒子。在本申请中，所谓的金属陶瓷，是指从由TiC(碳化钛)、TiN(氮化钛)及TiCN(碳氮化钛)形成的群中选择的一种以上的陶瓷粒子以金属作为粘合剂进行烧制的复合材料，该陶瓷粒子占50质量％以上。需要说明的是，WC粒子以金属作为粘合剂进行烧制、且WC粒子为50质量％以上的复合材料不包含在本申请的金属陶瓷中。在本申请中，超硬合金是指WC粒子以金属作为粘合剂进行烧制的复合材料，WC粒子为50质量％以上。本专利技术的专利技术人在即使形成采用超硬合金作为构成硬质粒子的材料的堆焊层也不能得到足够的耐砂土磨损性的情况下，针对提高耐砂土磨损性的方法进行了研究。其结果是，获得了如下的发现，并构思了本专利技术。在即使形成采用超硬合金作为构成硬质粒子的材料的堆焊层也不能得到足够的耐砂土磨损性的情况下，考虑例如通过堆焊焊接而使堆焊层成为多个层压层来增大堆焊层厚度的对策。但是，在上述对策中，耐砂土磨损性未提高。这可以认为是基于如下的原因。在采用超硬合金作为构成硬质粒子的材料的情况下，如上所述，构成元素容易在母相中熔析，母相的硬度升高。因此，采用超硬合金的母相作为构成硬质粒子的材料尽管是高硬度，但却脆。特别在通过堆焊焊接层压并形成多层堆焊层的情况下，下层侧的堆焊层与上层侧的堆焊层的边界区域在形成上层侧的堆焊层时被再次加热。因此，W及C向母相的熔析量增多，母相的硬度更高，另一方面则进一步脆化。另外，因为W及C向母相中熔析，所以硬质粒子的硬度降低。例如，由本来具有1500HV～2000HV左右的硬度的超硬合金形成的硬质粒子的硬度降低至1000HV左右。因此，在作为构成硬质粒子的材料而采用超硬合金来形成多层堆焊层的情况下，母相的硬度升高，但另一方面母相脆化，并且硬质粒子的硬度降低。其结果是，尽管可以认为硬度高的母相对耐砂土磨损性的贡献增大，但在使用耐砂土磨损配件时却容易出现堆焊层破碎等的现象。另外，由于硬质粒子的硬度降低，硬质粒子对耐砂土磨损性的贡献减小。此外，由于W及C向母相中熔析，也有时在形成堆焊层时在堆焊层产生龟裂。这样，即使采用超硬合金作为构成硬质粒子的材料来形成多层堆焊层，耐砂土磨损性也未提高。与此相对，在本专利技术的耐砂土磨损配件中，堆焊层被层压多层(第一堆焊层及第二堆焊层)，并且采用金属陶瓷作为构成硬质粒子的材料。在采用金属陶瓷作为构成硬质粒子的材料的情况下，硬质的金属陶瓷粒分散在堆焊层内，另一方面，与采用了超硬合金的情况相比，构成元素向母相的熔析量减少。因此，采用金属陶瓷作为构成硬质粒子的材料的堆焊层的母相与采用了超硬合金的堆焊层的母相相比，尽管硬度较小，但韧性良好。另外，因为构成元素(Ti、C及N)向母相的熔析减少，所以硬质粒子硬度的降低较小。例如，由本来具有1500HV～2000HV左右硬度的金属陶瓷形成的硬质粒子的硬度维持1500HV左右。因此，在采用金属陶瓷作为构成硬质粒子的材料来形成多层堆焊层的情况下，母相硬度的升高较小，另一方面，母相的韧性良好，并且能够抑制硬质粒子硬度的降低。其结果是，尽管母相对耐砂土磨损性的贡献未大幅提升，但在耐砂土磨损配件的使用中能够抑制堆焊层破碎等的现象。另外，通过抑制硬度的降低，硬质粒子对耐砂土磨损性的贡献增大。此外，也能够抑制因构成元素向母相熔析而在形成堆焊层时引起堆焊层龟裂。这样，通过采用金属陶瓷作为构成硬质粒子的材料来形成多层堆焊层，能够提高耐砂土磨损性。另外，通过抑制上述母相的脆化，使堆焊层的层压数增加，也容易实现耐砂土磨损性的进一步提高。如上所述，根据本专利技术的耐砂土磨损配件，能够提供耐砂土磨损性良好的耐砂土磨损配件。在上述耐砂土磨损配件中，在包括第一堆焊层与第二堆焊层的界面的区域，母相的维氏硬度也可以为硬质粒子的维氏硬度的1/2以下。通过将母相的维氏硬度抑制至硬质粒子的1/2以下，能够进一步提高母相的韧性。在上述耐砂土磨损配件中，上述耐砂土磨损配件可以为斗齿。上述覆盖区域可以在基部位于与斗齿的前端部对应的区域。斗齿安装在液压挖掘机等的铲斗上，是进入沙土的耐砂土磨损配件。而且，其前端部在极其严酷的磨损环境下使用。通过将本申请的耐砂土磨损配件应用于斗齿，能够提供耐砂土磨损性良好的斗齿。依据本专利技术的耐砂土磨损配件的制造方法具有：准备基部的工序、覆盖基部的表面的一部分即覆盖区域而形成第一堆焊层的工序、以及在第一堆焊层上形成第二堆焊层的工序。在形成第一堆焊层的工序以及形成第二堆焊层的工序中，通过堆焊焊接形成第一堆焊层及第二堆焊层，该第一堆焊层及第二堆焊层包括由铁或钢形成的母相、以及在母相中分散且由金属陶瓷形成的硬质粒子。在本专利技术的耐砂土磨损配件的制造方法中，采用金属陶瓷作为构成硬质粒子的材料，并通过堆焊焊接层压形成多个堆焊层。由此，硬质的金属陶瓷粒分散，并且层压形成韧性良好的多个堆焊层。其结果是，能够制造出耐砂土磨损性良好的耐砂土磨损配件。专利技术的效果由上述说明显而易见，根据本专利技术的耐砂土磨损配件，能够提供耐砂土磨损性良好的耐砂土磨损配件。附图说明图1是表示液压挖掘机的铲斗的结构的立体概要图。图2是表示斗齿的结构的俯视概要图。图3是表示沿图2的线段III-III的剖面的剖视概要图。图4是放大表示斗齿的前端附近的剖视概要图。图5是表示斗齿的制造工序的概要的流程图。图6是用来说明堆焊层的形成方法的剖视概要图。图7是表示层压三层包含金属陶瓷粒的堆焊层而形成的试验片的外观的照片。图8是表示层压三层包含金属陶瓷粒的堆焊层而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐砂土磨损配件，其特征在于，具有：基部；第一堆焊层，其覆盖作为所述基部的表面的一部分的覆盖区域而与所述基部接触而配置；第二堆焊层，其配置在所述第一堆焊层上；所述第一堆焊层及所述第二堆焊层各自包括：母相，其由铁或钢形成；硬质粒子，其分散在所述母相中，由金属陶瓷形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.30 JP 2016-1946841.一种耐砂土磨损配件，其特征在于，具有：基部；第一堆焊层，其覆盖作为所述基部的表面的一部分的覆盖区域而与所述基部接触而配置；第二堆焊层，其配置在所述第一堆焊层上；所述第一堆焊层及所述第二堆焊层各自包括：母相，其由铁或钢形成；硬质粒子，其分散在所述母相中，由金属陶瓷形成。2.如权利要求1所述的耐砂土磨损配件，其特征在于，在包括所述第一堆焊层与所述第二堆焊层的界面的区域上，所述母相的维氏硬度为所述硬质粒子的维氏硬度的1/...

【专利技术属性】
技术研发人员：塚本泰久，天野昌春，长尾隆，
申请(专利权)人：株式会社小松制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP