专利名称：复合涂覆化合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种复合涂覆(覆层)化合物，更具体地涉及一种位于基 底上的复合涂覆化合物。
背景技术：
衬套和被拖曳的履带链节。履带衬套受损的主要原因之一是磨损，例如磨 蚀或滑动磨损。磨损可能由履带组件工作的恶劣、受污染的环境引起。例 如，在工作时，村套可能暴露在碎屑、泥土、岩石、砂粒和其它磨蚀性材 料中。这些材料会积聚在履带衬套和驱动链轮齿的M表面之间，直接研 磨、磨损、刮擦履带衬套和链轮的表面和/或使所述表面产生凹坑/凹蚀和/ 或裂缝。随着链轮持续驱动履带，磨损会使衬套和链轮轮廓的外径减小， 限制履带链节系统的寿命。
典型的履带衬套可由经过硬化的材料形成以减少磨损并延长使用寿 命。例如，典型的履带衬套可通过使衬套材料渗碳而进行表面硬化。但是， 这些材料和方法仍然导致较短的使用寿命。
一种用于延长履带衬套寿命的方法包括在履带衬套的外表面粘结覆
层。这种方法的一个示例公开在授予Wodrich等的U.S.专利公开No. US 2003/0168912中。该，192公开文件公开了一种履带销衬套，该履带销衬套 具有围绕其外周设置的冶金结合覆层。该覆层由包含少量或不包含夹杂物 的易熔合金形成。所述合金首先通过产生聚乙烯醇和细碎粉末的泥浆而形 成。然后，将所述泥浆涂覆在衬套上，干燥，并熔合以形成覆层。但是， 在，912公开文件中所述的覆层可能无法向使用别的方法获得的衬套提供一
定程度的耐磨性。因此，人们希望在环形履带的部件如履带衬套上形成能 提供可令人接受的耐磨性的磨损表面，以降低与环形履带有关的长期维护 成本.
本文所公开的材料和方法设计成克服现有技术中的一个或多个缺陷。
发明内容
在一个示例性方面中，公开了 一种在基底上形成复合涂覆化合物的方 法。该方法可包括形成混合物，该混合物包括来自第一组成分材料的至少 一种成分，所述第一组成分材料包括钬、铬、鴒、钒、铌和钼。所述混合 物也可包括来自包括碳和硼的第二组成分材料的至少一种成分，并且所述 混合物还可包括来自包括硅、镍和锰的第三组成分材料的至少一种成分。
覆化合物。该涂覆化合物可熔合在基底上以在基底材料和涂覆化合物之间 形成冶金结合。
在另一个示例性方面中，公开了一种复合涂覆化合物和基底。所述材 料可包括基体，该基体包括来自第一组成分材料的至少一种成分，所述第 一组成分材料包括钛、铬、鴒、钒、铌和钼。所述基体还可包括来自包括 硅、镍和锰的第二组成分材料的至少一种成分。可在所述基体中设置硬质 颗粒，所述硬质颗粒可包括碳化物和硼化物中的至少一种。所述材料还可 包括基底材料，其中所述基体通过冶金结合熔合在所述基底材料上。
图l是示例性工程机械的图示； 图2是图1中的工程机械的示例性履带组件的图示； 图3是图2的履带组件的示例性筒组件的剖-亂图 图4是工程机械的另一种示例性履带组件的图示； 图5是图4的履带组件的示例性子组件的剖视图 图6是示出与本发明的示例性实施例相符的典型^f见组织的扫描电镜
(SEM)显微照片；
图7是示出与本发明的示例性实施例相符的另一种典型微观组织的 SEM显孩i照片；以及
图8是示出与本发明的示例性实施例相符的又一种典型孩吏观组织的 SEM显微照片。
具体实施例方式
现在详细参照示出在附图中的示例性实施例。只要可能，在各个附图 中相同的附图标记将用于表示相同或相似的部件。
现在参照图1，示出了工程机械100，其包括框架102、发动机组件104、 驾驶室组件106和底盘组件108。发动机组件104和驾驶室组件106安装 在框架102上，而底盘组件108与框架102机械地联接。
底盘组件108包括驱动链轮110、 一对惰轮112和114、多个辊组件 116和履带链组件118。在使用中，驱动链轮110转动并与履带链组件118 接合，由此使履带链组件118绕由驱动链轮110和惰轮112、 114限定的路 径转动。履带链组件118的转动使工程机械100在地面上被推进以执行各 种功能。
如图2中更清楚地示出，履带链组件118包括多个子组件120。每个 子组件120通过外链节124以形成闭环的方式与相邻的子组件120机械联 接。每个子组件120包括筒组件128和内链节132。
如图3所示，筒组件128包括衬套136、履带销138、插入件140和套 环142。衬套136构造在履带链组件118上以与驱动链轮110接触并由驱 动链轮110驱动。因此，衬套136构造成承受由驱动链轮110施加的高的 压力和力，从而履带链组件118可由操作员按需要驱动。
衬套136可设置成与履带销138大致同心，并且可包括外表面144、 内表面146以及第一和第二端部148、 150。衬套136可由包括基底材料和 复合涂覆化合物的耐磨损材料形成，其中复合涂覆化合物形成外表面144 的至少一部分。
图4和5示出可选的履带链节组件118。图5是沿图4中的线5-5截取 的剖视图。像在图2和3中所示的示例性履带链节组件118那样，图4和 5中的履带链节组件118包括衬套136和履带销138,它们通过履带链节 402连接到相邻的衬套136和销138。在该实施例中，履带链节402是具有 第一外端404和第二内端406的偏置型履带链节。参照图5，第二内端406 连接至衬套136,而第一外端404连接至履带销138。如上所述，衬套136 可包括内表面144、外表面146以及第一和第二端部148、 150。衬套136 可由包括基底材料和复合涂覆化合物的耐磨损材料形成，其中复合涂覆化 合物形成外表面144的至少一部分，
复合涂覆化合物可由散布在铁基的较软基体中的硬质颗粒形成，由此 提供较高的耐磨损性和至少中等的抗冲击性。在一个示例性实施例中，所 述颗粒基本均匀地散布在基体中。此外，复合涂覆化合物可通过冶金结合
熔合到基底材料上，使得复合涂覆化合物不易于从基底上破碎或碎裂。在 一个示例性实施例中，复合涂覆化合物的厚度可大于大约0.5毫米，并且 在一个示例性实施例中，该厚度可在大约0.5至4毫米之间，从而提供厚 而耐磨损的表面。应当指出，涂覆化合物可具有比所述的更大或更小的厚度。
提供了制造本文中所公开的耐磨损材料一一包括其基底和复合涂覆化 合物一一的示例性方法。耐磨损材料可例如通过直接合成法、硬质颗粒添 加剂法、钎焊法或任意其它适当的方法或工艺形成。
合涂覆化合物。该方法包括使硬质颗粒和基体合成就位。如本文中所用， 合成是指包括使用所需元素形成化合物，而沉淀是指包括从化合物形成颗 粒。直接合成法可包括形成所选定的第一材料、第二材料、第三材料等的 混合物。这些材料可被选定以提供可通过合成和沉淀以期望的形式和量形 成碳化物和硼化物的化学组成。此外，这些材料可被选定以形成具有期望 化学组成和结构的基体。应当指出，材料的成分可单独地选择，或者能以 可用于形成复合涂覆化合物的预混合的形式如钢粉的形式提供。
在一些示例性实施例中，碳化物和/或硼化物可由复合材料中的元素合 成。可用于合成碳化物和/或硼化物的元素的一些示例为钛、铬和钒。但是， 也可使用其它材料。
在一个示例性实施例中，复合涂覆化合物可由选自至少三组材料的每 一组中的至少一种成分形成。例如，复合材料可包括来自包括钬、铬、鴒、
钒、铌和钼的第一组的至少一种成分；来自包括碳和硼的第二组的至少一 种成分；和来自包括硅、镍和锰的第三组的至少一种成分。也可包括铁， 并且在一个示例性实施例中，铁可形成复合材料的余量的大部分。
在一个示例性实施例中，复合涂覆化合物包括5至50 wt。/。的来自包括 钛、铬、钼及其组合的组的至少一种元素。复合涂覆化合物也可包括3至 10wt。/。的来自包括碳、硼及其组合的组的至少一种元素，并且还可包括高 达20wt。/。的来自包括硅、镍、锰及其组合的组的至少一种元素。此外，复 合材料可包括高达10wt。/o的来自包括钒、铌、鴒及其组合的组的至少一种 元素。
在一个示例性实施例中，第一、第二和第三材料可均匀地混合以形成 可在涂覆之前、期间或之后熔合到基底材料上的混合物。从熔体可合成和 沉淀出一种或多种碳化物和/或硼化物，并且可形成钢基体。这种类型的复 合涂覆化合物可例如尤其通过等离子转移弧(焊接)(PTA)工艺和芯线 (焊丝)焊接工艺制成。在一个示例性实施例中，材料类型可尤其包括钢 -TiC、钢/或Ni合金-FeMoB、钢-TiB、钢-CrFeC。
使用直接合成法形成复合涂覆化合物的几个示例说明如下。
示例1
在一个示例性实施例中，复合涂覆化合物可包括含钬粉末，例如共晶 铁钬粉末(Fe-70Ti)，所述粉末可与其它合*末混合以形成具有以下成 分的混合物，Ti: 12wt%; C: 4wt%; Cr: 7.3 wt%; Ni: lwt%; Mo: 1.2 wt%; Si: 1 wt%;和Mn: 1.2wt%，其中任意其余的重量比例基本为 铁。可使用任意含碳粉末如铸铁粉末和/或高碳铬粉末将碳引入该系统中。 应当指出，可使用其它含碳粉末如Ni-石墨粉末、石墨/碳黑粉末、高碳铬
铁和其它粉末将碳引入。铁钛和含碳混合物可供给至PTA焰炬，熔融以合 成和沉淀出碳化物成分，并涂覆到钢基底材料上作为复合涂覆化合物。在 一个示例性实施例中，钢基底材料是用于履带链组件118的衬套136，如 图2和3所示。复合涂覆化合物可形成在村套136的外表面144上构造成 与驱动链轮110直接接触的区域内。
合成的涂覆化合物可包含精细的碳化钛(例如1至10um)，这些碳化 钬散布在含有锰、钼、铬和/或硅的钢基体中，所述基体可熔合在基底材料 上以形成冶金结合。原料混合物中的钛含量可在8%至40%之间，而含碳 粉末的起始含量可在60-92%之间。
在试验台试验(衬套/链轮试验)中，带有复合涂覆化合物的耐磨损材 料相对于典型的渗碳部件在耐磨损性方面示出四到五倍的提高，而链轮的 磨损率也有所降低。应当指出，在该示例中材料的重量百分比可例如为， Ti: 8-40 wt%; C: 1-10 wt%; Cr:高达40 wt%; Ni:高达15wt。/o; Mn:高达10wt。/o; Mo:高达8wt。/o;和Si:高达4wt0/。。此外，复合 涂覆化合物可尤其包含高达10wt。/。的钒、铌、钨或这些元素的组合。
在该示例中，在合成之后，复合涂覆化合物在焊后状态下可具有范围 为HRC 40-56的硬度。然而通过热处理(淬火和回火)可增加多itl。例如， 硬度可增加至HRC 55-59的范围。
图6例如为示出与上述涂覆化合物的示例性实施例相符的典型撰t观组 织的SEM显微照片。图6包括TiC颗粒600和钢基体602。如所示，TiC-钢混合物提供为基本均匀分布的微观组织，其中TiC在混合物熔融的过程 中净皮合成，以形成复合涂覆化合物。
示例2
在第二示例性实施例中，用于复合涂覆化合物的母材可包括铁钬粉末。 铁钛粉末可在与其它成分材料粉末混合并合成为碳化物粉末之前进行渗 碳。这可例如通过使铁钬粉末与含碳粉末如石墨或碳黑混合，并例如还与 来自包括钬、铬、钨、钒、铌和钼的第一组的至少一种成分、来自包括碳 和硼的第二组的至少一种成分以及来自包括珪、镍和锰的第三组的至少一
种成分混合来实现。然后可将混合后的粉末加热到在大约800至1300摄氏 度之间的温度下达一段较长的时间。
在另一示例中，铁钬粉末可通过与气态碳源例如为本领域技术人员已 知的吸热渗碳气体混合而进行渗碳。渗碳过程可按这样的方式被控制，即 钛可按需要部分地或完全地被渗碳。在一个示例性实施例中，渗碳过程可 通过含碳材料的量或材料中的总碳含量进行控制。在渗碳之后，渗碳的铁 钛粉末可在与其它成分一一 包括来自第一、第二和第三成分组的每一组中 的至少一种成分一—混合之前与含碳粉末如铸铁粉末混合。在另一实施例 中，渗碳的铁钬粉末尤其与含碳的FeMn、 FeSi、 FeMo、 HC、 FeCr和 Ni混合。 一旦完成，就可将混合物涂覆到钢基底材料如衬套136上。PTA
化物中的至少一种。
应当指出，在又一示例中，铁钬粉末和含碳粉末可在渗碳之前混合。 然后，在混合后，混合物可经历渗碳过程以生成用于PTA处理方法的渗碳 的、部分合金化的粉末体。在一个示例性实施例中，制好的粉末中的钛含 量可在8wt。/。至50 wt。/。之间。尽管参照铁钬粉末说明了该示例，但类似 的过程也可用于使粉末渗硼以形成相应的硼化物材料。这可在对如上所述 的选定成分粉末进行混合之前或之后完成。
示例3
在第三示例性实施例中，复合涂覆化合物由上述成分材料形成，即， 来自包括钛、铬、钨、钒、铌和钼的第一组的至少一种成分、来自包括碳 和硼的第二组的至少一种成分以及来自包括硅、镍和锰的笫三组的至少一 种成分。在该示例性实施例中，含硼粉末如铁硼或镍硼可与含钼粉末如铁 钼或钼混合，或者与含钬粉末、铬、镍、铁、硅或含硅粉末和含碳粉末中 的任意一种混合。在一个示例中，用于形成涂覆化合物的粉末混合物可包 括Mo: 24.5 wt%; Cr: 18wt%; M: 2wt%; B: 5.4 wt%;和C: 0.2wt%， 余量基本为铁。然后可将该混合物供给至PTA焰炬，熔融以合成和沉淀出 硼化物成分，并涂覆到钢基底材料如衬套136的外表面上，以形成复合涂
覆化合物。在该示例性实施例中，复合涂覆化合物中的硬质颗粒是铁、钼 和/或铬的复合硼化物。围绕硬质颗粒的基体可以是含硼钢或镍基合金。
在该示例性实施例中，硼含量在2%至10%之间，钼含量可高达50 wt%，铬含量可高达55wt。/。，而钬含量可高达50wt。/。。在试验台试验中， 具有这种类型的耐磨损材料的履带衬套136相对于渗碳衬套示出五到六倍 的提高，此外，通过减小衬套136和链轮110之间的摩擦，链轮磨损降低 了 50%。
在该实施例中，用于形成复合涂覆化合物的混合物可包括具有下列成 分范围的材料，Ti: 0-40 wt%; Cr: 0-50 wt%; Mo: 0-50 wt%; Ni: 0-30 wt%; Si: 0-5 wt%; B: 1-8 wt%;和C: 0-4 wt%,余量基本为铁。该混 合物还可尤其包括钒、铌和鴒，以及它们的混合物，它们的量例如高达IO wt%。
图7例如为示出与上面在示例3中所述的复合涂覆化合物的示例性实 施例相符的典型微观组织的SEM显微照片。如图7所示，FeMoBCrNi基 体700围绕硼化物颗粒702。在另一个示例性实施例中，用于形成基体和 硬质颗粒的涂覆化合物的混合物可包括具有下列成分范围的材料，Ti: 0-40 wt%; Or: 0-50 wt%; Mo: 0-50 wt%; Ni: 0-10 wt%; Si: 0-10wt%; Mn: 0-8 wt%; C: 0-10 wt%;和B: 0-10 wt%，余量部分基本为4失。
应当指出，用在上述任一示例和其它示例中的复合涂覆化合物可配设 为使得钢基体的形式可以是奥氏体、铁素体或马氏体。因此，可根据应用 场合定制配比。此外，配比可定制成在基体中提供高的铬含量以提供期望 的防腐性能。另外，应当指出，在将复合涂覆化合物涂覆到基底上以形成 耐磨损材料之后，可对耐磨损材料进行加工和热处理以进一步提高硬度和 耐磨损性能。
尽管上述示例被描述为使用PTA或另一类型的焊接工艺将复合涂覆 化合物合成和涂覆到钢基底材料上，但是也可替换使用热喷涂工艺如等离 子喷涂、火焰喷涂或HVOF工艺涂覆复合涂覆化合物，以在基底上形成复 合涂覆化合物。然后，可使用高能弧光灯、激光、感应或火焰、或甚至炉
子施加热量以通过冶金结合将复合涂覆化合物熔合在基底材料上。熔合过 程可在涂覆混合物的同时沉淀出碳化物或硼化物。在一个示例性实施例中， 可使用激光辅助热喷涂或激光熔覆在单一的工艺步骤中形成致密的复合涂 覆化合物。
如上所述，可使用除直接合成法之外的工艺来形成复合材料。在一个 示例性实施例中，可使用硬质颗粒添加剂法形成复合涂覆化合物。硬质颗 粒添加剂法可包括形成这样的混合物，该混合物具有来自包括钛、铬、钨、 钒、铌和钼的第一组成分材料的至少一种成分、来自包括碳和硼的第二组 成分材料的至少一种成分以及来自包括硅、镍和锰的第三组成分材料的至 少一种成分。余量可基本为铁。
在一个示例性实施例中，混合物例如可为添加到上面在示例1中所述 的混合物中的硬质颗粒。例如，硬质颗粒可添加到具有下列成分的涂覆化
合物中，Ti: 12wt%; C: 4wt%; Cr: 7.3 wt%; Ni: 1 wt%; Mo: 1.2 wt%; Si: lwt%;和Mn: 1.2 wt%，任意其余的重量比例的大部分为铁。在一 个示例性实施例中，可在钢粉末中提供上述的至少一些元素，所述钢粉末 可与碳化物和硼化物的硬质颗粒混合。在一个示例性实施例中，钢粉末可 例如包括不锈钢、工具钢、碳钢、镍基合金或上面在示例1-3中所列的粉 末中的至少一种。碳化物和硼化物例如可尤其包括碳化钛、硼化钛、碳化 鵠、碳化钒和碳化钽粉末中的至少一种。在一个示例性实施例中，可将碳 化物或硼化物的硬质颗粒以5-50%的体积分数添加到混合物中。因此，在 合成之后，所生成的复合涂覆化合物可包括添加到混合物中的硬质颗粒， 并且在某些实施例中可包括在工艺处理期间合成和沉淀出的硬质颗粒。 示例4
添加硬质颗粒以形成复合涂覆化合物的 一个示例包括将粉末混合物形 式的体积分数高达40%的TiC添加到在示例1中所述的混合物中。在涂覆 过程中，可在钢基体中形成TiC粒径的双峰分布，其中颗粒既包括添加的 颗粒也包括沉淀出的颗粒。或者，可将TiC颗粒与市场上有售的材料如镍 基材料混合。 一种市场上有售的适当材料是Ddoro 60 ( —种Deloro钨铬
钴合金材料)。
然后可对制备好的粉末进行混合、熔融，并作为复合涂覆化合物以任
意适当的顺序通过涂覆工艺如PTA工艺涂覆到基底材料如衬套136的钢基 底上。应当指出，涂覆工艺可以是任意其它涂覆工艺，例如包括激光辅助 热喷涂、激光熔覆、使用等离子的热喷涂工艺、火焰喷涂或HVOF工艺， 由此将复合涂覆材料通过冶金结合熔合到基底上。在该实施例中，添加的 硬质颗粒可具有在大约五至两百微米范围内或更大的直径。当在同样具有 合成和沉淀出的碳化物或硼化物的混合物中引入硬质颗粒时，粒径的双峰 分布可提供增加的耐磨损性。在试验台试验中，具有这种复合涂覆物的衬 套在履带衬套耐磨损性方面比典型的渗碳衬套示出四倍的提高。
图8例如为示出与在示例4中所述的示例性实施例相符的涂覆化合物 的典型微观组织的SEM显微照片。图8的显微照片包括70 wt。/。的为 Deloro 60的基体800和30 wt。/。的为TiC的颗粒802。如所示，TiC至少 基本均匀地分布在Deloro 60的基体中。
如上所述，复合材料可使用除直接合成法和硬质颗粒添加剂法之外的 方法形成。在一个示例性实施例中，复合材料的涂覆化合物可使用钎焊工 艺或方法形成。在一个示例性实施例中，钎焊工艺可包括形成这样的钎焊 化合物，该钎焊化合物具有来自三组成分材料的每一组中的至少一种成分， 其中第一组包括钬、铬、鴒、钒、铌和钼，第二组包括包括碳和硼，第三 组包括硅、镍和锰。在该实施例中，复合材料也可包括与基底材料强有力 地结合的涂覆化合物，该涂覆化合物包括散布在较多^体中的大体积分数 的硬质颗粒。硬质颗粒可尤其包括碳化鴒，碳化钛，各种铬的碳化物包括 高碳铬、铁铬的碳化物(高碳的铁*金)，硼化钛，碳化钒和碳化铌。 基体可由坚韧、坚硬、低熔点的合金如Ni-Cr-B-Si或Fe-Cr-B-Si形成。这 些示例性合金也已知为自熔合金。
将复合涂覆化合物涂覆到基底材料上的一种钎焊方法包括使用预制的 布料/织品，而另一种钎焊方法包括高能束辅助的涂覆。也可使用其它钎焊 方法。首先说明使用预制布料的钎焊方法。 包含硬质颗粒和基体元素的预制布料层可涂覆到基底上以形成层叠 体。在一个示例性实施例中，将包含硬质颗粒和聚四氟乙烯的预制布料层
以及包含基体材料和聚四氟乙烯的预制布料层涂覆在用作基底的衬套136 上。基体材料可被混合，或者可包括可熔融以形成复合涂覆化合物的基体 材料的不同元素。将基底加热到高于基体合金的固相线温度，由此使基体 熔融。熔融的基体在基体内与硬质颗粒结合在一起，由此形成涂覆化合物， 此外，通过冶金结合使涂覆化合物和基底熔合。在一个示例性实施例中， 可将包含硬质颗粒和自熔合金颗粒的涂料涂覆在基底表面上并加热以形成 复合涂覆化合物。
在各个实施例中，钎焊可使用任意数量的标准方法来实现，例如尤其 包括在真空炉或保护性气氛炉内加热材料、感应加热和激光或弧光灯加热。 在一个示例性实施例中，通过钎焊工艺形成的复合涂覆化合物具有这样的 微观组织，即硬质颗粒均匀散布在较软的基体中，而基体通过冶金结合与 基底材料熔合。复合涂覆化合物的厚度可以是任意期望厚度，但是在一个 示例性实施例中在0.025mm至4mm之间。
除了预制布料法之外，钎焊工艺还可包括高能束辅助涂覆工艺。在一 些示例性实施例中，高能束辅助涂覆工艺可尤其包括热喷涂和弧光灯工艺、 激光辅助热喷涂工艺和激光熔覆。
示例5
在本发明的一个示例性实施例中，以各种比率使M4工具钢粉末与纟失 钼粉末、铁硼粉末和铬粉末混合。在一个示例性实施例中，所述比率可以 分别为40wt。/。、 28wt。/。和32wt。/。。将混合物热喷涂到基底钢村套上，形 成厚度约为lmm的涂覆化合物。然后，使用高强度弧光灯密化涂覆化合 物并将复合涂覆化合物通过冶金结合熔合到基底上。在处理过程中合成并 沉淀出钼铁复合硼化物。当钎焊工艺用在衬套136上时，在实验室的试验 台试验中村套在耐磨损性方面比渗碳衬套示出六倍的提高。
在钎烀过后，可选择釆用对复合材料进行后涂覆热处理(例如等温淬 火、直接淬火或感应淬火)来恢复在较高钎焊温度一_可在950摄氏度至
1300摄氏度之间 一一下回火的基底材料的微观组织和机械性能。在一个示 例性实施例中，当基底是衬套136时，在感应钎焊过程中衬套136的外表 面146可用水、油或其它介质冷却。这可减少后涂覆热处理的必要性。应 当指出，当基底是履带衬套136时，涂覆化合物可涂覆在外表面144的小 于360度的外周上。在一个示例中，将涂覆化合物涂覆在衬套136的外表 面144的大约180度的外周上。 工业实用性
本文中所述的耐磨损材料和工艺可在摩擦和磨蚀环境中提供增加的耐 磨损性，还可提供增加的耐冲击性。耐磨损材料可用于形成例如底盘部件， 以及连杆销和接头，这些连杆销和接头用在恶劣的磨损和磨蚀应用中，例 如衬套136的外表面144、履带支重轮、导轨、链轮IIO、链节、履带瓦齿 片、履带板和履带链节。
此外，耐磨损材料可用于形成研磨接合工具，例如防磨耗板和各种连 杆销，尤其如枢转销、散热器軍销、E-杆销。此外，耐磨损材料可用于形 成工作工具，包括工作工具头如伊斗头和刀头。 一般来说，复合材料可用 在任意高载荷和高沖击应用场合下，并且可提供增加的耐磨损性、良好的 涂覆硬度，和/或良好的基底材料粘合性。这可延长这些部件的有效寿命。
由本文所述的复合材料形成的衬套136相对于用在环形履带机器上的 现有衬套而言具有优点。例如，衬套136的有效寿命可比先前的衬套的寿 命长，因为外表面144的耐磨损和/或耐磨蚀的性能有所提高。此外，复合 涂覆化合物可示出对于凹蚀、破裂和/或剥落乃至典型应力的有所增强的抵 抗力。延长衬套136的寿命可延长使用衬套136的履带的寿命，由此缩短
停工时间并提高工作效率。
显然，对于本领域技术人员而言，可对所公开的实施例作出各种修改
和变型而不会脱离本发明的范围。考虑到本说明书和此处公开的本发明的 实施方式，本发明的其它实施例对于本领域技术人员而言也是显而易见的。 本说明书和示例应当被看作只是示例性的，而本发明的真正范围由所附权 利要求及其等效条款来限定。
权利要求
1、一种在基底上形成复合涂覆化合物的方法，包括形成混合物，该混合物包括来自第一组成分材料的至少一种成分，所述第一组成分材料包括钛、铬、钨、钒、铌和钼，所述混合物也包括来自包括碳和硼的第二组成分材料的至少一种成分，并且所述混合物还包括来自包括硅、镍和锰的第三组成分材料的至少一种成分；将所选成分材料的混合物涂覆到基底材料上，以在该基底材料上形成涂覆化合物；将所述涂覆化合物熔合在所述基底上，以在所述基底材料和涂覆化合物之间形成冶金结合。
2、 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，所述方法包括使所述混 合物的至少一部分熔融，以合成出碳化物和硼化物中的至少一种。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括在使所述 混合物的至少 一部分熔融的同时沉淀出所述碳化物和硼化物中所述的至少 一种。
4、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，涂覆所述混合物包括使 所述碳化物和硼化物中所述的至少一种基本均匀地分布在所述涂覆化合物 中。
5、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在涂覆所述混合物的同 时沉淀出所述碳化物和硼化物中所述的至少一种。
6、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，涂覆所述混合物是通过 热喷涂、涂刷、浸渍、喷涂和层压中的至少一种将所述混合物布置到所述 基底上来执行的。
7、 一种复合涂覆化合物和基底，包括基体，该基体包括来自第一组成分材料的至少一种成分，所述第一组 成分材料包括钛、铬、钨、钒、铌和鉬，所U体还包括来自包括珪、镍 和锰的第二组成分材料的至少 一种成分；所述基体中的硬质颗粒，所述硬质颗粒包括碳化物和硼化物中的至少一种；基底材料，所述基体通过冶金结合熔合在所述基底材料上。
8、 根据权利要求7所述的复合涂覆化合物和基底，其特征在于，所述 硬质颗粒均匀地分布在所述基体中。
9、 根据权利要求7所述的复合涂覆化合物和基底，其特征在于，所述 基体和硬质颗粒包括具有下列总体成分范围的材料，Ti: 0-40 wt%; Cr: 0-50 wt%; Mo: 0-50 wt%; Ni: 0-10 wt%; Si: 0-10 wt%; C: 0-10 wt%; Mn: 0-8 wt%;和B: 0-10 wt%，余量的大部分为4失。
10、 根据权利要求7所述的复合涂覆化合物和基底，其特征在于，所 迷复合材料包括5-50 wt。/。的来自包括钬、铬、钼及其组合的组的至少一种；所述复合材料包括3-10wtn/。的来自包括碳、硼及其组合的组的至少一种；所述复合材料包括最高达20wtv。的来自包括锰、硅、镍及其组合的组的至少一种；所述复合材料包括最高达10wt。/。的来自包括钒、铌、钨及其组合的组 的至少一种。
全文摘要
一种在基底上形成复合涂覆化合物的方法，该方法包括形成混合物，该混合物包括来自第一组成分材料的至少一种成分，所述第一组成分材料包括钛、铬、钨、钒、铌和钼。所述混合物也包括来自包括碳和硼的第二组成分材料的至少一种成分，并且所述混合物还包括来自包括硅、镍和锰的第三组成分材料的至少一种成分。然后将所选成分材料的混合物涂覆到基底材料上，以在基底材料上形成涂覆化合物。将该涂覆化合物熔合在基底上，以在基底材料和涂覆化合物之间形成冶金结合。
文档编号C23C4/10GK101111624SQ200580047260
公开日2008年1月23日 申请日期2005年11月29日 优先权日2005年1月26日
发明者D·T·韦弗斯, M·B·比尔兹利, M·S·蒂克费尔斯, 蒋向阳 申请人:卡特彼勒公司