JPS6127454B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は少くとも70％の鉄、ニツケル、コバル
トまたはこれらの金属を組み合せて含む金属と、
炭化タングステン、炭化チタニウムおよび炭化タ
ンタルからなる群から選ばれる金属炭化物との複
合体の製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention comprises a metal containing at least 70% iron, nickel, cobalt or a combination of these metals;
The present invention relates to a method for producing a composite with a metal carbide selected from the group consisting of tungsten carbide, titanium carbide, and tantalum carbide.

高弾性金属地中に支持された焼結または鋳造金
属炭化物粒子または塊片よりなる複合体は摩耗の
激しい用途にしばしば用いられている。焼結金属
炭化物粒子の耐摩耗性は高弾性金属地の強靭性に
よつて補足されて、地材料に比べて耐摩耗性が高
く、かつ焼結炭化物に比べて耐衝撃荷重性の良好
な材料を形成する。 Composites consisting of sintered or cast metal carbide particles or chunks supported in a high modulus metal matrix are often used in high wear applications. The wear resistance of sintered metal carbide particles is complemented by the toughness of the highly elastic metal base, making it a material with higher wear resistance than base materials and better impact load resistance than sintered carbide. form.

かかる補合材料によつて形成される物品は、普
通の材料は急速に摩耗するか、耐衝撃性に欠けて
長期間の使用に耐えないような常に硬い研摩性物
質と接触する用途に用いられる。例えば、上述の
複合材料はシユートまたはさく岩機の表層材とし
て鉱石処理プラントに用いることができる。ま
た、ドリルその他同様の工具により穿孔すること
が困難であるため、錠および金庫のような安全保
障的用途にも用いることができる。 Articles formed from such complementary materials are often used in applications where they come into contact with hard, abrasive materials where conventional materials wear rapidly or lack impact resistance to withstand long-term use. . For example, the above-described composite materials can be used in ore processing plants as surfacing materials for chute or rock drills. It can also be used in security applications such as locks and safes since it is difficult to drill with a drill or similar tool.

上述した複合材料を研摩作用の高い用途に用い
た場合に主として生ずる欠点は、表面の金属地部
分が侵食されて焼結粒子の相当部分が露出し、焼
結粒子が金属地から分離除去されることである。
かかる欠点をなくするための複合体の改良につき
種々の努力が行われて来たが、それは従来、上述
の金属地の侵食を最小にするために硬い金属地材
料を用いることであつた。しかし、かかる方法で
は、金属地の脆性を増し、この結果、金属地と焼
結粒子との界面における割れによつて焼結粒子が
脱落し易くなる。 The main drawback that occurs when the above-mentioned composite material is used for applications with high abrasive action is that the metal base portion on the surface is eroded, exposing a considerable portion of the sintered particles, and the sintered particles are separated and removed from the metal base. That's true.
Various efforts have been made to improve composites to overcome these drawbacks, which have traditionally involved the use of hard metal substrates to minimize the erosion of the metal substrate mentioned above. However, such a method increases the brittleness of the metal base, and as a result, the sintered particles tend to fall off due to cracks at the interface between the metal base and the sintered particles.

軟質の金属地中に炭化タングステン粒子を有す
る複合材を製造するため従来行なわれている研究
は、溶融金属地の熱によつて焼結材料の炭化タン
グステンが溶解または劣化するのを防止する方向
に向けられている。殆んどの用途において、地と
なる合金は炭化タングステンの成分が合金中に拡
散し始める温度である約1454℃（2650〓）より実
質的に低い融点を有するものが用いられてきた。
代表的な例としては、銅合金が1037.8℃〜1148.9
℃（1900〓〜2100〓）の範囲の低い融点を有する
ために金属地として用いられている。銅合金より
硬い金属地が要求される用途では、金属炭化物が
溶解する温度に近い融点を有する金属を用い、複
合体が形成される温度を極めて注意深く制御して
金属地中に溶け込む焼結材料の量を最少にするよ
う図つてきた。例えば、米国特許第3175260号お
よび第3149441号明細書には、鋼地材料を鋳型内
に注入し、かつ鋳型内にある炭化タングステン粒
子を溶浸するに充分な温度に加熱する方法が記載
されている。この方法では、炭化タングステン粒
子はこの溶浸温度に予熱され、そして複合体はそ
の注入後、地材料による粒子の完全な溶浸が行わ
れるに十分な時間、溶浸温度に維持される。 Previous research to produce composite materials with tungsten carbide particles in a soft metal base has focused on preventing the tungsten carbide in the sintered material from melting or deteriorating due to the heat of the molten metal base. It is directed towards. In most applications, the base alloy has been used to have a melting point substantially lower than about 1454°C (2650°C), the temperature at which the tungsten carbide component begins to diffuse into the alloy.
A typical example is a copper alloy with a temperature of 1037.8°C to 1148.9°C.
It is used as a metal base because it has a low melting point in the range of 1900°C to 2100°C. In applications where a metal matrix harder than a copper alloy is required, a metal with a melting point close to that of the metal carbide is used, and the temperature at which the composite is formed is very carefully controlled to allow the sintered material to melt into the metal matrix. I have tried to keep the amount to a minimum. For example, U.S. Pat. Nos. 3,175,260 and 3,149,441 describe a method for injecting steel material into a mold and heating it to a temperature sufficient to infiltrate tungsten carbide particles within the mold. There is. In this method, the tungsten carbide particles are preheated to this infiltration temperature, and the composite is maintained at the infiltration temperature after injection for a sufficient period of time to effect complete infiltration of the particles by the geomaterial.

本発明は、従来公知の方法に比べ実質的に硬
く、かつ強度の高い複合体を製造する方法および
本発明方法によつて形成される物品に係るもので
ある。従来方法による、金属炭化物成分が地合金
中に溶け込むのを防止することを図るものとは異
なり、本発明は、金属炭化物成分の溶解成分から
成る介在物によつて強化された合金帯域を有する
材料を製造しようとするものである。本発明は、
複合体を形成しようとする鋳型内に最終的に得ら
れる物品中に希望される粒度に比べ実質的に大き
い粒度の炭化タングステン粒子を入れることを特
徴とするものである。鋼合金は、少なくとも約
1565.6℃（2850〓）の温度で、合金地の融点より
少なくとも約121.1℃（250〓）高い温度に別個に
加熱融解される。次で、この溶融合金は、相対的
に冷えた、すなわち、合金の融点より低くかつ金
属炭化物が溶け込む温度状態にある鋳型内に注入
される。 The present invention relates to a method for producing composites that are substantially harder and stronger than previously known methods, and to articles formed by the method of the present invention. Unlike conventional methods which seek to prevent metal carbide constituents from dissolving into the base alloy, the present invention provides a material having alloy zones reinforced by inclusions consisting of dissolved constituents of the metal carbide constituents. The aim is to manufacture The present invention
It is characterized by placing tungsten carbide particles of a particle size substantially larger than that desired in the final article into the mold in which the composite is to be formed. Steel alloys are at least approx.
Separately heated and melted at a temperature of 1565.6°C (2850°), at least about 121.1°C (250°) above the melting point of the alloy mass. This molten alloy is then poured into a relatively cool mold, ie, at a temperature below the melting point of the alloy and at which the metal carbide melts.

炭化タングステンは、1454.4℃（2650〓）以上
の温度（実際の焼結温度）で鉄合金中に溶解す
る。したがつて、注入合金が粒子を溶浸し終つた
際に注入合金が約1454.4℃（2650〓）より高い温
度を有する限り、粒子の表面は鋼中に溶解し、溶
融合金中に拡散する。この粒子の溶解は合金地が
1454.4℃（2650〓）より低い温度に冷却するま
で、または、焼結粒子が完全に溶解するまで続
く、かかる完全溶解を防ぐため、本発明によれ
ば、地が冷却して凝固する前に粒子が溶解するの
を防止する量および表面積の組合せを有する炭化
タングステン粒子を利用している。これがため、
鋳型内に少なくとも一部が比較的に大きい焼結粒
子を用いて合金地が1454.4℃（2650〓）より低温
に冷却する前に一部だけを溶解させるか、または
小さい粒子を相対的に多量に用いるか、あるいは
これらを組合せて行なう。粒子の幾らかは冷却凝
固前に完全に溶解することができる。粒子の寸法
および配置は、合金地が有する熱によつて粒子の
表面において溶解作用を生ぜしめるが、しかし、
合金地が冷却凝固する際に粒子の少なくとも幾ら
かが小さな寸法で依然として存在するように、合
金地の注入温度、鋳型の初期温度および鋳型の体
積および表面積とバランスさすことが必要であ
る。上述した溶解作用によつて冷却凝固後に残つ
ている炭化タングステン粒子の寸法が小さくなる
とともに、また、残つている粒子の周りを強度が
高いがやゝ脆性なシールドで包囲することにな
る。このシールドを本明細書では、粒子が金属地
から分離する傾向に対しての抵抗力を粒子に与え
る「拡散帯域」と称する。この帯域はまた残つて
いる粒子と金属地との間に冶金学的結合を形成し
ている。また合金地内への炭素、タングステンお
よびコバルト（または他の結合剤）の拡散によつ
て、最初の注入合金に比べ強度の高い優れた特性
を有する合金が得られる。本発明の方法は、炭化
物の重量で約２％〜25％の結合剤、例えば、通常
コバルト、を有する焼結または鋳造炭化タングス
テンを用いることができる。 Tungsten carbide dissolves in iron alloys at temperatures above 1454.4°C (2650°C) (actual sintering temperature). Therefore, as long as the injection alloy has a temperature above about 1454.4°C (2650°) when it has finished infiltrating the particles, the surfaces of the particles will dissolve into the steel and diffuse into the molten alloy. The dissolution of these particles is caused by the alloy base.
To prevent such complete melting, which lasts until cooling below 1454.4°C (2650°) or until the sintered particles are completely dissolved, according to the invention, the particles are melted before the ground cools and solidifies. It utilizes tungsten carbide particles having a combination of amount and surface area that prevents the particles from dissolving. Because of this,
Sintered particles, at least some of which are relatively large, are used in the mold to melt only a portion of the alloy mass before cooling to temperatures below 1454.4°C (2650°C), or relatively large amounts of small particles are used. or a combination of these. Some of the particles can be completely dissolved before cooling solidification. The size and arrangement of the particles is such that the heat of the alloy matrix causes a melting effect on the surface of the particles, but
It is necessary to balance the injection temperature of the alloy mass, the initial temperature of the mold, and the volume and surface area of the mold so that at least some of the particles are still present in small size as the alloy mass cools and solidifies. The above-described melting action reduces the size of the tungsten carbide particles remaining after cooling and solidification, and also surrounds the remaining particles with a strong but somewhat brittle shield. This shield is referred to herein as a "diffusion zone" which provides the particles with resistance to their tendency to separate from the metal substrate. This zone also forms a metallurgical bond between the remaining particles and the metal matrix. The diffusion of carbon, tungsten, and cobalt (or other binders) into the alloy matrix also results in an alloy with superior strength properties compared to the initial injection alloy. The method of the present invention can use sintered or cast tungsten carbide having about 2% to 25% binder, typically cobalt, by weight of the carbide.

最終的複合体中に含まれる溶解金属炭化物粒子
の割合を増大させることができ、また、これらの
粒子の溶解度を注入金属が凝固する前に完全に溶
解する小さい焼結粒子（粉末）の混入によつて制
御することができる。これらの小さい焼結粒子が
合金中に溶け込む場合、残りの粒子の成分に対す
る溶解度が低下し、また、注入金属を冷却して残
りの粒子が溶解する割合を少なくする。 The proportion of dissolved metal carbide particles included in the final composite can be increased and the solubility of these particles can be increased by the incorporation of small sintered particles (powders) that completely dissolve the injected metal before it solidifies. Therefore, it can be controlled. When these small sintered particles dissolve into the alloy, they reduce the solubility of the remaining particles in the components and also cool the implanted metal, reducing the rate at which the remaining particles dissolve.

得られる複合体は炭化物粒子およびタングステ
ン合金地の硬度によつて、また炭化物粒子が地合
金から分離するのを防止する拡散帯域の機能によ
つて優れた耐摩耗性を有する。 The resulting composite has excellent wear resistance due to the hardness of the carbide particles and tungsten alloy base and due to the function of the diffusion zone which prevents the carbide particles from separating from the base alloy.

本発明方法によつて製造される複合体物品は、
鋳型内および得られた複合体中における焼結粒子
の分布および粒子の周りの拡散帯域の寸法によつ
て区別することができる。粒子を鋳型内に互に接
近して配置し、注入金属地の温度を高くして比較
的大きい拡散帯域を生ぜしめるようにする場合に
は、拡散帯域が互に合流して拡散帯域の特性有す
る材料の地内に焼結粒子によつて特徴づけられた
複合材料を形成する。他の方法として、粒子を比
較的大きい間隔で配置し、注入金属の温度を比較
的低くして拡散帯域が小さくなるようにする場合
には、実質的に鋳造合金の性質を有する地中に拡
散帯域によつて囲まれた焼結粒子の「島」
（islands、地によつて完全に囲まれた、焼結粒子
の隔離された区域）によつて複合体が特徴づけら
れる。 The composite article produced by the method of the present invention is
They can be distinguished by the distribution of the sintered particles in the mold and in the resulting composite and the size of the diffusion zone around the particles. If the particles are placed close together in the mold and the temperature of the implanted metal base is increased to create a relatively large diffusion zone, the diffusion zones may merge together and have the characteristics of a diffusion zone. A composite material characterized by sintered particles is formed within the material. Alternatively, if the particles are relatively widely spaced and the temperature of the injected metal is relatively low so that the diffusion zone is small, diffusion into the ground that has essentially the properties of a cast alloy is possible. “Islands” of sintered particles surrounded by bands
The complex is characterized by islands (isolated areas of sintered particles completely surrounded by land).

焼結粒子はまた、焼結粒子が存在せず、注入金
属地の性質を有する第１区域と拡散帯域によつて
囲まれた焼結粒子を含む第２区域とを有し、この
拡散帯域が互に合同して連続地を形成するか、ま
たは本質的に合金化されない鋳造金属地によつて
囲まれた島の形で生じるように、鋳型内に不均一
に分散させることができる。鋳入時に完全に溶解
する粉末状焼結粒子の使用によつて拡散帯域の大
きさを制御することができる。 The sintered particles also have a first zone that is free of sintered particles and has the properties of an implanted metal mass, and a second zone that includes the sintered particles surrounded by a diffusion zone, the diffusion zone being They may be distributed non-uniformly within the mold so that they join together to form a continuous field, or they occur in the form of islands surrounded by essentially unalloyed cast metal mass. The size of the diffusion zone can be controlled by the use of powdered sintered particles that completely dissolve during casting.

本発明の方法においては、合金は溶浸温度より
実質的に高い温度に加熱されるから、鋳型および
鋳型内に入れた焼結金属炭化物粒子が溶浸温度に
予熱するとともに合金を注入した後の適当な時間
溶浸温度に保持されるならば焼結粒子は全体に分
散する。したがつて、本発明の方法においては、
鋳型および焼結粒子は合金の注入時に比較的低温
にすることが必要であり、また、複合体の鋳入
後、直ちに複合体を冷却凝固させることが必要で
ある。この方法においては、焼結粒子の溶解度
は、合金の注入温度、鋳型温度、合金と焼結炭化
物粒子との比率および焼結炭化物粒子の表面積に
よつて制御される。実際上、鋳型は焼結炭化物の
融点である1454.4℃（2650〓）より少なくとも数
百度低くする、すなわち、約1204℃（2200〓）よ
り高くないようにする、ことが必要である。 In the method of the present invention, the alloy is heated to a temperature substantially above the infiltration temperature so that the mold and the sintered metal carbide particles placed within the mold are preheated to the infiltration temperature and after the alloy is injected. If held at the infiltration temperature for a suitable period of time, the sintered particles will be dispersed throughout. Therefore, in the method of the present invention,
The mold and sintered particles need to be at a relatively low temperature during the injection of the alloy, and the composite needs to be cooled and solidified immediately after it is cast. In this method, the solubility of the sintered particles is controlled by the alloy injection temperature, the mold temperature, the ratio of alloy to sintered carbide particles, and the surface area of the sintered carbide particles. In practice, it is necessary that the mold be at least a few hundred degrees below the melting point of the sintered carbide, 1454.4°C (2650°), ie, no higher than about 1204°C (2200°).

特に、本発明の方法は、コバルト結合焼結炭化
タングステン粒子に対する地材料として鉄、ニツ
ケルまたはコバルト合金を用いた従来方法とは異
なり、鋳型内に入れる際における焼結粒子の大き
さを最終的に製品として得られる複合体中に希望
される粒度に比べ実質的に大きくし、焼結粒子の
合計量、表面積および位置を制御して粒子表面か
ら溶解させるものであり、本発明方法によれば、
例えば、地金属をその「浸透温度」より少なくと
も65.6℃（150〓）高い温度またはその融点より
少なくとも121.1℃（250〓）高い温度で鋳型内に
注入し、注入後、複合体を直ちに自然冷却する。
本発明方法により得られる複合体は、鉄合金地等
中にコバルト結合炭化タングステン粒子を含む従
来の複合体とは異なり、タングステン、コバルト
および炭素含有量の高い比較的大きい拡散帯域が
残存焼結粒子の周りを包囲して存在し、使用中に
地から焼結粒子を引き裂いて分離する傾向のある
力に強く抵抗する耐摩耗性を有し、しかも高い弾
力を有するシールドを形成する。 In particular, the method of the present invention differs from conventional methods that use iron, nickel, or cobalt alloys as substrates for cobalt-bonded sintered tungsten carbide particles by controlling the final size of the sintered particles when placed in a mold. According to the method of the present invention, the particle size is made substantially larger than the desired particle size in the composite obtained as a product, and the total amount, surface area and position of the sintered particles are controlled and dissolved from the particle surface.
For example, the base metal is poured into a mold at a temperature of at least 65.6°C (150〓) above its "penetration temperature" or at least 121.1°C (250〓) above its melting point, and the composite is immediately allowed to naturally cool after pouring. .
Unlike conventional composites containing cobalt-bonded tungsten carbide particles in an iron alloy matrix, the composite obtained by the method of the present invention has a relatively large diffusion zone with a high content of tungsten, cobalt, and carbon in which residual sintered particles are present. , forming a wear-resistant yet highly resilient shield that strongly resists the forces that tend to tear and separate the sintered particles from the ground during use.

本発明による複合体は、耐摩耗性を必要とする
用途および安全保障的用途の全てに有用である。
複合体中の金属炭化物粒子は、ドリルによる穿孔
に対して高い抵抗力を有し、地は従来公知の比較
的軟質の合金に比べ実質的に高いピツク抵抗
（pick―resistance、複合体を使用する金庫また
は安全箱を破壊しようとして盗賊がしばしば用い
る鋭利な器物に対する抵抗性）を有する。 Composites according to the invention are useful in all applications requiring wear resistance and security applications.
The metal carbide particles in the composite have a high resistance to drilling, giving the composite material a substantially higher pick-resistance than previously known relatively soft alloys. resistant to sharp objects often used by thieves in an attempt to break into a safe or safe.

鉄、ニツケルおよびコバルトをベースとする合
金の融点は1315.6℃〜1648.9℃（2400〓〜3000
〓）間の範囲にある。これらの合金を融解し、合
金注入温度より低温の焼結粒子が内部に入つてい
る低温の鋳型内に注入する場合、合金を融点より
幾らか高温に加熱して、凝固温度に冷却する前に
鋳型内および焼結粒子間の隙間を満し得るように
することが必要である。典型的には、この「浸透
温度」は合金の融点より少なくとも37.8℃〜
121.1℃（100〓〜250〓）高い範囲にあり、合金
と焼結材料の比率によつて変化する。合金を「浸
透温度」で注入する場合、合金が焼結粒子を溶浸
した後の合金温度では炭化物は合金中に殆んど溶
解しないため、合金中への炭化タングステンの拡
散は殆んど生じない。本発明の目的を達成するた
めには、焼結炭化タングステン粒子を部分的に溶
解するとともに溶融合金の少なくとも限られた区
域内に溶解粒子を拡散させるに十分なだけ浸透温
度より高温に合金を加熱することが必要である。
かように融点より高い温度を、本明細書では「拡
散温度」と称し、この温度は合金の浸透温度より
少なくとも10.0℃〜148.9℃（50〓〜300〓）高温
の範囲、または、合金の融点より少なくとも65.6
℃（150〓）高い温度である。 The melting points of alloys based on iron, nickel and cobalt range from 1315.6℃ to 1648.9℃ (2400〓 to 3000℃).
〓) is in the range between. When these alloys are melted and poured into a cold mold containing sintered particles at a temperature below the alloy injection temperature, the alloys are heated to some degree above their melting point and then cooled to their solidification temperature. It is necessary to be able to fill the interstices within the mold and between the sintered particles. Typically, this "penetration temperature" is at least 37.8°C below the melting point of the alloy.
It is in the high range of 121.1℃ (100〓~250〓) and varies depending on the ratio of alloy and sintered material. When the alloy is injected at the "infiltration temperature", very little diffusion of tungsten carbide into the alloy occurs because the carbide is barely dissolved in the alloy at the alloy temperature after the alloy has infiltrated the sintered particles. do not have. To achieve the objects of the present invention, the alloy is heated above the penetration temperature sufficiently to partially melt the sintered tungsten carbide particles and diffuse the molten particles into at least a limited area of the molten alloy. It is necessary to.
Such a temperature above the melting point is referred to herein as the "diffusion temperature", and this temperature is in the range of at least 10.0°C to 148.9°C (50° to 300°C) higher than the penetration temperature of the alloy, or the melting point of the alloy. at least 65.6
The temperature is ℃ (150〓) higher.

「拡散温度」の上限は鋳型内に置かれた焼結炭
化タングステンの粒子または挿入物の寸法と鋳型
または溶融金属中に分散された粉末状粒子の性質
および量によつて変化する。使用する粒子の大き
さを大きくするに従つて、焼結炭化タングステン
を完全に溶解することなしに許容し得る拡散量を
大きくすることができる。しかし、焼結炭化タン
グステンの溶解量が増大するに従つて、合金中の
炭化物、コバルトおよびタングステンの含有量が
増大するから、拡散温度の上限値は、得られる複
合体に許容し得る脆性度合によつて定めることが
できる。得られる複合体が衝撃荷重を受けない場
合には、拡散の程度を高く、したがつて、合金温
度を高くすることができる。 The upper limit of the "diffusion temperature" varies depending on the size of the sintered tungsten carbide particles or inserts placed in the mold and the nature and amount of powdered particles dispersed in the mold or molten metal. The larger the particle size used, the greater the amount of diffusion that can be tolerated without completely dissolving the sintered tungsten carbide. However, as the amount of dissolved sintered tungsten carbide increases, the content of carbides, cobalt, and tungsten in the alloy increases, so the upper limit of the diffusion temperature is determined by the degree of brittleness that can be tolerated in the resulting composite. It can be determined accordingly. If the resulting composite is not subjected to impact loading, the degree of diffusion and therefore the alloying temperature can be increased.

必然的に1454.4℃（2650〓）より高い「拡散温
度」は使用される特定の合金地の成分、合金と焼
結粒子または塊片との比率、鋳込時における鋳型
および焼結粒子の初期温度によつて変化する。例
えば、比較的低い融点（しかし約1565.6℃（2850
〓）より高温）の合金地を用いることによつて合
金を比較的多くするとともに炭化物を小さくする
ことにより鋳型および焼結炭化物を予熱すること
によつ、またはこれらの因子の組合せによつて必
要な拡散温度を低くすることができる。これらの
因子の特定の組合せに対する溶解温度を決定する
には、小さい試験用鋳型を準備し、これに使用す
べき炭化物粒子を入れ、種々の温度の組合せで鋳
型内に溶融合金を注入することによつて溶解温度
を決定することができる。冷却後、得られた試片
を冶金学的に検査した結果、炭素、コバルトよび
タングステンが合金地中に所望の量で拡散してい
るかどうかを知ることができる。これらの試験と
しては、試験片断面の切断、研磨、およびエツチ
ング、断面の顕微鏡写真、公知の適当な測定器具
を使用しての断面の硬度および衝撃テストがあ
る。 A "diffusion temperature" necessarily higher than 1454.4°C (2650°C) depends on the composition of the particular alloy matrix used, the ratio of alloy to sintered particles or lumps, and the initial temperature of the mold and sintered particles at the time of casting. It changes depending on. For example, a relatively low melting point (but about 1565.6°C (2850°C)
〓) by preheating the mold and sintered carbide by making the alloy relatively larger and the carbide smaller by using a hotter alloy base, or by a combination of these factors. The diffusion temperature can be lowered. To determine the melting temperature for a particular combination of these factors, it is necessary to prepare a small test mold, fill it with the carbide particles to be used, and inject the molten alloy into the mold at various temperature combinations. Thus, the melting temperature can be determined. After cooling, a metallurgical examination of the resulting specimen will show whether carbon, cobalt and tungsten have diffused into the alloy in the desired amounts. These tests include cutting, polishing, and etching cross-sections of specimens, micrographing cross-sections, and hardness and impact tests of cross-sections using known and appropriate measuring instruments.

焼結粒子の周りの弾性拡散帯域はこの帯域に加
わる力を周りの地に均等に分布させる作用をもす
る。複合体の表面における拡散帯域の部分が摩耗
により消失して焼結粒子が残りの複合体表面から
突出し、この結果として通常の力より大きい力を
受ける場合でも、複合体表面より下方に位置する
高強度の弾性区域が働いて焼結粒子が上述の力に
よつて複合体から引裂かれて分離するのを防止す
る。 The elastic diffusion zone around the sintered particles also serves to distribute the forces applied to this zone evenly over the surrounding ground. Even if portions of the diffusion zone at the surface of the composite disappear due to wear and the sintered particles protrude from the remaining composite surface, resulting in greater than normal forces, the heights located below the composite surface A strong elastic zone acts to prevent the sintered particles from being torn apart from the composite by the forces described above.

焼結炭化物粒子を鋳型内に互に十分接近して配
置する場合には、拡散帯域が複合体中の残りの粒
子間に充満する。 If the sintered carbide particles are placed close enough to each other in the mold, diffusion zones will fill in between the remaining particles in the composite.

得られる複合体は極めて高い摩耗抵抗と従来公
知の複合体の衝撃抵抗に比べ遥かに高い優れた衝
撃抵抗とを有する。本発明による複合体は、鉱石
または廃物破砕ハンマーのような高摩耗、高衝撃
の用途に用いる場合、公知の適当な材料によつて
造られた構成部品の寿命の数倍の寿命を有する。
例えば、本発明の複合体により形成した廃物処理
用ハンマはオーステナイト系マンガン鋼で形成さ
れた同じ形状のハンマーの代表的使用寿命が廃物
処理量で300トンであるのに比較して廃物処理量
で3000トンの使用寿命を示した。 The resulting composite has extremely high abrasion resistance and excellent impact resistance, which is much higher than that of previously known composites. Composites according to the invention, when used in high wear, high impact applications such as ore or waste breaking hammers, have a lifespan several times that of components made of known suitable materials.
For example, a waste disposal hammer formed from the composite of the present invention has a typical service life of 300 tons of waste, compared to a hammer of the same shape made of austenitic manganese steel. It showed a service life of 3000 tons.

複合体を形成するに用いられる粒子は、得られ
る複合体が均等な組成となるように、鋳型の周り
に均一に分散することができる。他の方法とし
て、粒子を鋳型内に不均一に配置して、或る部分
が注入合金と同じ組成を有し、他の部分が焼結材
料の拡散成分によつて影響される局部的合金地中
に焼結粒子を含む複合体を形成させることができ
る。かかる方法では、部品の種々の部分の冶金学
的特性をこれらの部分の機能に合せて造ることが
できる。例えば、前述したハンマーの、廃物に当
る表面に隣接する部分を焼結炭化物粒子で形成
し、ハンマーを破砕機構を連結する部分を強靭で
脆性の少ない金属で形成することができ、あるい
はまた、金庫の扉の錠の区域をドリル穿孔のでき
ない硬質被膜で被覆することができる。 The particles used to form the composite can be uniformly distributed around the mold so that the resulting composite is of uniform composition. Another method is to place the particles non-uniformly in the mold so that some parts have the same composition as the injected alloy and other parts have localized alloy regions influenced by the diffuse components of the sintered material. A composite body can be formed that includes sintered particles therein. In such a method, the metallurgical properties of the various parts of the part can be tailored to the function of these parts. For example, the portion of the aforementioned hammer adjacent to the surface that hits the waste could be made of sintered carbide particles, and the portion that connects the hammer to the crushing mechanism could be made of a strong, less brittle metal; The lock area of the door can be coated with a hard coating that cannot be drilled.

注入合金中に溶解する焼結成分の割合は、溶融
炉内の溶融合金または鋳型内への注入前の取鍋内
の溶融合金に粉末状焼結粒子を直接に添加するこ
とによつて制御することができる。合金地のタン
グステンおよび炭素含有量を増加させることによ
つて、注入合金地内へのタングステンおよび炭素
の溶解度が減少する。これはまた、複合体中の残
留焼結炭化物粒子を囲む拡散帯域の厚さを減少
し、複合体の地部分の炭素およびタングステン含
有量を増す。 The proportion of sintered components dissolved in the cast alloy is controlled by adding powdered sintered particles directly to the molten alloy in the melting furnace or in the ladle before pouring into the mold. be able to. Increasing the tungsten and carbon content of the alloy matrix reduces the solubility of tungsten and carbon within the implanted alloy matrix. This also reduces the thickness of the diffusion zone surrounding the residual sintered carbide particles in the composite and increases the carbon and tungsten content in the ground portion of the composite.

本発明によつて用いられる炭化タングステン粒
子の寸法範囲を、最終的複合体部品中における挿
入物として考え得る比較的大きい焼結部分にまで
大きくすることができる。本発明により製造され
る複合体に用い得る焼結粒子の代表的寸法範囲
は、−5.08cm／＋2.54cm（−２インチ／＋１イン
チ）：−2.54cm／＋1.27cm（−１インチ／＋1/2
インチ）：−1.27cm／0.952cm（−1/2インチ／＋
3/8インチ）：−0.952cm／50メツシユ（−3/8イ
ンチ／＋50メツシユ）である。合金地の炭化物お
よびタングステン含有量を増加させるために焼結
粉末を用いる場合には、50メツシユないし＋100
メツシユのものを用いるのが好適である。 The size range of the tungsten carbide particles used in accordance with the present invention can be extended to relatively large sintered sections that can be considered as inserts in the final composite part. Typical size ranges for sintered particles that can be used in composites made according to the present invention are: -2 inches/+1 inches: -1 inches/+1 inches /2
inch): -1.27cm/0.952cm (-1/2 inch/+
3/8 inch): -0.952cm/50 mesh (-3/8 inch/+50 mesh). 50 mesh to +100 when using sintered powder to increase the carbide and tungsten content of the alloy matrix.
It is preferable to use mesh.

炭化物としては、組成物の、重量で約３％〜25
％のコバルトまたはニツケルを結合剤として含む
炭化タングステンを用いるのが好適である。一次
炭化タングステン成分の他に、少量のチタニウム
またはタンタルその他同様の成分を含む焼結炭化
物を用いることもできる。これらの焼結炭化物は
焼結炭化物の切削工具、挿入物その他同様の部品
の廃品を破砕して得ることができる。これらの炭
化物は大体において70〜90ロツクウエルＣの硬度
を有する。 As carbide, about 3% to 25% by weight of the composition
Preference is given to using tungsten carbide containing % cobalt or nickel as binder. In addition to the primary tungsten carbide component, sintered carbides containing small amounts of titanium or tantalum or similar components can also be used. These sintered carbides can be obtained by crushing scrap sintered carbide cutting tools, inserts, and similar parts. These carbides generally have a hardness of 70 to 90 Rockwell C.

均質な構造を有する複合体を形成しようとする
場合に、炭化物粒子を鋳型内にランダムに分配し
た後に合金地を鋳込むことができ、あるいはま
た、複合体の特定の場所に焼結粒子を集中して含
ませようとする場合に、炭化物粒子を挿入物の方
法で、所定位置に機械的に固定することができ
る。 If a composite with a homogeneous structure is to be formed, the carbide particles can be randomly distributed in the mold before the alloy mass is cast, or alternatively, the sintered particles can be concentrated in specific locations of the composite. When incorporated, the carbide particles can be mechanically fixed in place by way of an insert.

地材料として純鉄、ニツケルまたはコバルトを
用いることができるが、これらの金属を主成分と
する合金を用いるのが好適である。鋳型内での溶
融合金の冷却凝固中に焼結粒子から溶融合金中に
拡散する炭素、コバルトおよびタングステンは拡
散帯域における合金の硬度を増大する。合金は少
なくとも70％の鉄、ニツケルまたはコバルト、あ
るいはこれらの金属を組合して含むものが好適で
ある。普通の合金成分の任意の金属によつて複合
体の用途に応じて他の合金組成のものを提供する
ことができる。 Although pure iron, nickel, or cobalt can be used as the base material, it is preferable to use an alloy containing these metals as main components. The carbon, cobalt, and tungsten that diffuse into the molten alloy from the sintered particles during cooling solidification of the molten alloy in the mold increases the hardness of the alloy in the diffusion zone. Preferably, the alloy contains at least 70% iron, nickel or cobalt, or a combination of these metals. Other alloy compositions can be provided depending on the application of the composite with any of the metals that are common alloy constituents.

複合体は炭素るつぼまたは砂型内に鋳込むこと
ができる。砂型を用いる場合には、比較的大きい
炭化物粒子または塊片は、これらに釘またはピン
を取付け、これらの釘またはピンの延長端を砂中
に突刺すことによつて鋳型内の所定位置に配置さ
れる。釘またはピンをろう付または接着剤によつ
て炭化物塊片に取付けることもできる。 The composite can be cast into a carbon crucible or sand mold. When using sand molds, relatively large carbide particles or lumps are placed in position within the mold by attaching nails or pins to them and sticking the extended ends of these nails or pins into the sand. be done. Nails or pins can also be attached to the carbide block by brazing or adhesive.

次に、本発明の特徴および目的を図面を参照し
て好ましい実施例につき詳細に説明する。 Next, the features and objects of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments with reference to the drawings.

実施例 本発明により製造した複合体により形成された
ブルドーザ用スクレーパー歯１０を第１図に示
す。この歯１０は、硬化したカツター歯１６を形
成するよう一端で連結した一対の細長い部分１２
および１４で構成されている。これらの部分１２
および１４は歯１６をブルドーザのブレードに連
結するようになつており、したがつて、これらの
部分の割れを防ぐためまたはこれらの部分が嵌合
されるブレード部分の摩耗を避けるため、比較的
延性を有することが必要である。歯１６の端部お
よび側面は、岩石その他同様物質による研摩作用
に耐え、しかも衝撃抵抗を有するように極めて硬
質としておくことが必要である。EXAMPLE A scraper tooth 10 for a bulldozer formed from a composite manufactured according to the present invention is shown in FIG. The tooth 10 consists of a pair of elongated sections 12 connected at one end to form a hardened cutter tooth 16.
and 14. These parts 12
and 14 are adapted to connect the teeth 16 to the blade of the bulldozer and are therefore relatively ductile in order to prevent cracking of these parts or wear of the parts of the blade with which these parts are mated. It is necessary to have The ends and sides of the teeth 16 need to be extremely hard to withstand the abrasive action of rocks and similar materials, yet provide impact resistance.

歯１６は、雌砂型を準備し、歯１６の端部を形
成する部分に沿つて砂型の端縁に球状の炭化タン
グステン片を複数列で内張りすることにより作ら
れる。他の方法としては、長い細条片を用いるこ
ともできる。本発明の好ましい実施例では、歯の
全長を約228.6mm（９インチ）とし、部分１２お
よび１４の厚さを約25.4mm（１インチ）とする。
炭化物挿入片として炭化タングステンカツターそ
の他同様部品の廃品をケージミル内で破砕して造
つた12.7mm（0.5インチ）の直径の球を用いる。
ケージミルを用いることにより、その研磨作用に
よつて破砕粒子の鋭角の端縁が折られ、実質的に
丸味を帯びた形状の粒子を得ることができる。短
かい釘は、その頭部を粒子にろう付または接着剤
によつて固着することにより所定形状に取付けら
れ、また球は釘を砂の中に突き刺すことによつて
砂型内に取付けられる。球は図示の破線円１８で
示す適当な位置で砂型の側面上に列状に整列して
設けられる。焼結炭化タングステン球はコバルト
結合剤を重量で1.2％含むのが好ましい。焼結炭
化タングステン球中にはチタニウムまたはタンタ
ルを痕跡程度含む場合もある。 The teeth 16 are made by preparing a female sand mold and lining the edges of the sand mold in multiple rows with spherical tungsten carbide pieces along the portions that will form the ends of the teeth 16. Alternatively, long strips can be used. In a preferred embodiment of the invention, the total tooth length is approximately 9 inches, and the thickness of sections 12 and 14 is approximately 1 inch.
The carbide insert is a 12.7 mm (0.5 inch) diameter ball made by crushing scrap tungsten carbide cutters and similar parts in a cage mill.
By using a cage mill, the sharp edges of the crushed particles are broken off by the abrasive action of the cage mill, resulting in particles having a substantially rounded shape. The short nails are attached to the shape by brazing or gluing their heads to the particles, and the balls are attached to the sand mold by driving the nails into the sand. The balls are arranged in rows on the side of the sand mold at appropriate locations indicated by the dashed circles 18 shown. Preferably, the sintered tungsten carbide spheres contain 1.2% cobalt binder by weight. Sintered tungsten carbide balls may also contain traces of titanium or tantalum.

次いで、SAE1010軟鋼を電気誘導炉内で融解
して1704.4℃〜1732.2℃（3100〓〜3150〓）に加
熱する。次に、この溶鋼を約260℃（500〓）に加
熱しておいた鋳型内に注入し、鋳込後、直ちに
21.1℃（70〓）の大気中で冷却する。鋳型内に注
入した溶鋼の体積は、球挿入片の体積の約４〜８
倍である。溶鋼は鋳型および球間の間隙を容易に
満し、球の表面を幾らか溶解する。溶解した炭
素、コバルトおよびタングステンは鋼が凝固する
までに溶鋼中に相当の距離にわたり拡散する。 Then, the SAE1010 mild steel is melted in an electric induction furnace and heated to 1704.4℃~1732.2℃ (3100〓~3150〓). Next, this molten steel is poured into a mold that has been heated to approximately 260°C (500°C), and immediately after casting,
Cool in air at 21.1℃ (70〓). The volume of molten steel injected into the mold is approximately 4 to 8 times the volume of the ball insertion piece.
It's double. The molten steel easily fills the mold and the gap between the balls and dissolves some of the surface of the balls. The molten carbon, cobalt and tungsten diffuse into the molten steel over a considerable distance before the steel solidifies.

得られた複合体を分析した結果は、最初の炭化
物粒子の体積の25％の約５％が溶解して鋼地中に
拡散し、機械的穿入結合に比べ揺かに強力な好ま
しい金属結合を残留焼結粒子と合金鋼との間に形
成していることを示した。焼結挿入片の区域にお
いて形成した歯の部分の破壊試験の結果では、脆
性破壊が見られ、これは、炭素、コバルトおよび
タングステンが軟鋼中に相当量合金としているこ
とを示している。 Analysis of the resulting composite revealed that approximately 5% of the 25% volume of the initial carbide particles was dissolved and diffused into the steel matrix, creating a favorable metallic bond that was much stronger than mechanical penetration bonding. was shown to be formed between the residual sintered particles and the alloy steel. Destructive testing of the tooth section formed in the area of the sintered insert showed brittle fracture, indicating that carbon, cobalt and tungsten were alloyed in significant amounts in the mild steel.

得られた複合体はブレード係合端において軟鋼
の特性を有し、歯端部において硬度が比較的高
く、しかも弾性を有する鋼の地中に極めて硬い焼
結炭化タングステン（60〜90ロツクウエルＣ硬
さ）の組合つた特性を有する。第３および４図の
顕微鏡写真は異なる試片を示すもので、これに示
すように相対的に硬い弾性材料の殻が各焼結粒子
を包囲して保護している。 The resulting composite has the properties of mild steel at the blade engagement end, and has extremely hard sintered tungsten carbide (60-90 Rockwell C hardness) submerged in the relatively hard, yet elastic steel at the tooth end. It has a combination of characteristics. The micrographs in Figures 3 and 4 show different coupons, showing that a shell of relatively hard elastic material surrounds and protects each sintered particle.

実施例 本発明により製造した複合体で形成した廃物ハ
ンマーミルに用いるハンマーを第２図に示す。ハ
ンマー２０は保持機構に係合する一対のアーム２
２および２４とハンマーとして作用して廃物の衝
撃を受けるヘツド２６とを有する。角形の炭化物
塊片をこれに接着した釘によつて砂型に挿入して
第２図に破線２８で示すように所定位置に配置し
た。ハンマー面は152.4mm×152.4mm（６インチ×
６インチ）の面積を有し、炭化物は19.05mm（3/4
インチ）と9.525mm（3/8インチ）の球形状であつ
た。13％のマンガンを含む鋼屑を約1676.7℃
（3050〓）で融解し、融解損失を補うため１％の
マンガンを添加した。次で、溶鋼を室温の鋳型内
に注入した。鋳込作業後、直ちに、ハンマーを室
温で冷却した。冷却後、1037.8℃（1900〓）に加
熱し、１時間保持した後、水中で焼入れして熱処
理した。EXAMPLE A hammer for use in a waste hammer mill formed of a composite made in accordance with the present invention is shown in FIG. The hammer 20 has a pair of arms 2 that engage the retaining mechanism.
2 and 24 and a head 26 which acts as a hammer and receives the impact of the waste. A square piece of carbide block was inserted into the sand mold by means of nails glued to it and placed in position as shown by dashed line 28 in FIG. Hammer surface is 152.4mm x 152.4mm (6 inches x
6 inches), and the carbide has an area of 19.05 mm (3/4
It had a spherical shape of 9.525 mm (3/8 inch) and 9.525 mm (3/8 inch). Steel scrap containing 13% manganese at approximately 1676.7℃
(3050〓) and 1% manganese was added to compensate for melting losses. Next, molten steel was poured into the mold at room temperature. Immediately after the casting operation, the hammer was cooled to room temperature. After cooling, it was heated to 1037.8°C (1900°C), held for 1 hour, and then heat treated by quenching in water.

実施例 第２図に示すハンマーと実質的に同じ形状のも
のをマンガン鋼屑で1732.2℃（3150〓）の温度で
鋳込んで製造した。鋼の組成は次の通りであつ
た。EXAMPLE A hammer having substantially the same shape as the hammer shown in FIG. 2 was manufactured by casting manganese steel scrap at a temperature of 1732.2°C (3150°C). The composition of the steel was as follows.

炭素 1.14％ マンガン 13.00％ 硅素 0.73％ クロム 0.74％ ニツケル 1.20％ 鉄 残余 ４〜30メツシユの焼結炭化タングステンを、重
量で約３％を溶鋼中に溶解した。＋1.27cm〜−
0.952cm（＋1/2インチ〜−3/8インチ）の粒度の
焼結炭化物粒子を第２図に破線２８で示すように
鋳型内に配置し、焼結炭化タングステン粉末を溶
解した溶鋼を室温の鋳型内に注入した。鋳造後、
複合体を直ちに自然冷却した。 Carbon 1.14% Manganese 13.00% Silicon 0.73% Chromium 0.74% Nickel 1.20% Iron Remainder 4 to 30 meshes of sintered tungsten carbide, approximately 3% by weight, were melted into molten steel. +1.27cm~-
Sintered carbide particles with a particle size of 0.952 cm (+1/2 inch to -3/8 inch) are placed in the mold as shown by the dashed line 28 in Figure 2, and the molten steel containing the sintered tungsten carbide powder is heated at room temperature. Injected into the mold. After casting,
The composite was immediately allowed to cool naturally.

実施例 実施例と同様にして、焼結炭化タングステン
粉末を溶鋼中に溶解させる代りに鋳型内に入れて
ハンマーを製造することができる。Example Similar to the example, a hammer can be manufactured by placing sintered tungsten carbide powder into a mold instead of melting it into molten steel.

第３図は、第４図に示す実際の顕微鏡写真に示
される本発明による複合体の断面の概略ダイヤグ
ラムである。顕微鏡写真は焼結粒子が互に十分接
近して拡散帯域が粒子に対する連続地を形成した
区域と焼結粒子が存在せず実質的に注入金属地の
性質を示す区域とを有する複合体を示している。 FIG. 3 is a schematic diagram of a cross-section of a composite according to the invention as shown in the actual micrograph shown in FIG. The micrograph shows a composite with areas where the sintered particles are close enough to each other that a diffusion zone forms a continuous area for the particles, and areas where no sintered particles are present and exhibit substantially the properties of an implanted metal field. ing.

得られた複合体中に残つている焼結粒子は、ロ
ツクウエルC78の硬さを有する。焼結粒子を囲む
地にはロツクウエルC70、ロツクウエルC60およ
びロツクウエルC40の硬さを有する３種の区域が
あることを示している。これらの区域は重り合つ
て連続した拡散帯域を形成している。注入金属の
区域が左下方に見られ、この区域はロツクウエル
Ｂスケールで測定して30の硬さを有する。 The sintered particles remaining in the resulting composite have a hardness of Rockwell C78. It is shown that there are three areas in the ground surrounding the sintered particles with hardnesses of Rockwell C70, Rockwell C60, and Rockwell C40. These areas overlap to form a continuous diffusion band. An area of implanted metal can be seen at the lower left, this area has a hardness of 30 as measured on the Rockwell B scale.

実施例 20〜30メツシユの焼結炭化タングステン粒子を
794ｇ（1.75ポンド）の量で25.4mm×76.2mm×
152.4mm（１インチ×３インチ×６インチ）の鋳
型キヤビテイを有する砂型内に配置して安全テス
ト棒片を造つた。Example: Sintered tungsten carbide particles of 20 to 30 meshes
25.4mm x 76.2mm x 794g (1.75lb) amount
Safety test bars were made by placing them in a sand mold with a 1" x 3" x 6" mold cavity.

マンガン鋼を約1676.7℃（3050〓）に加熱し、
1020ｇ（2.25ポンド）の溶鋼を室温の鋳型内に注
入した。鋳造後、１時間自然冷却した後、982.2
℃（1800〓）に加熱し、30分間保持した後、水中
で焼入れして熱処理した。 Heating manganese steel to approximately 1676.7℃ (3050〓),
1020 g (2.25 lb) of molten steel was poured into the mold at room temperature. After casting and cooling naturally for 1 hour, 982.2
℃ (1800〓), held for 30 minutes, and then quenched in water for heat treatment.

得られたテスト棒片はアンダーライターズラボ
ラトリーズ スタンダーツ（Underwriters
Laboratories Stanbdards）に従つて用いられた
ドリルおよびパンチによるテストに対し優れた耐
力を示した。 The resulting test bars were manufactured using Underwriters Laboratories Stand Darts (Underwriters Laboratories Stand Darts).
It showed excellent resistance to drill and punch tests used in accordance with Laboratories Stanbdards.

実施例 実施例の粉末の代りに４〜６メツシユの焼結
炭化タングステン粒子を鋳型内に配置して用いた
以外は実施例のテスト棒片と同村の方法で安全
テスト棒片を造つた。このテスト棒片は優れた安
全性を示した。EXAMPLE A safety test bar was made by the same method as the test bar of the example, except that 4 to 6 meshes of sintered tungsten carbide particles were placed in the mold instead of the powder of the example. This test bar showed excellent safety.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、本発明により製造されたブルドーザ
のスクレーパー歯の、焼結粒子挿入物の形状を示
すため一部を破断した斜視図、第２図は、本発明
により製造されたハンマーミルのハンマーの斜視
図、第３図は、合金地中への焼結材料の拡散によ
つて生じた異なる金属区域を示す複合体の焼結炭
化タングステン粒子を通る断面の顕微鏡写真の線
図、第４図は第３図に示すと同じ断面の実際の顕
微鏡写真である。 １０………スクレーパー歯、１６………カツタ
ー歯、１８………焼結炭化物粒子、２０………打
撃板、２２，２４………腕、２６………ヘツド、
２８………焼結炭化物粒子。 FIG. 1 is a perspective view, partially cut away, to show the shape of the sintered particle insert of a scraper tooth of a bulldozer manufactured according to the present invention, and FIG. 2 is a hammer of a hammer mill manufactured according to the present invention. FIG. 3 is a perspective view of a micrograph of a cross section through the sintered tungsten carbide particles of the composite showing the different metal zones created by the diffusion of sintered material into the alloy subsurface, FIG. is an actual micrograph of the same cross section as shown in FIG. 10...Scraper teeth, 16...Cutter teeth, 18...Sintered carbide particles, 20...Blow plate, 22, 24...Arm, 26...Head,
28... Sintered carbide particles.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 少くとも70％の鉄、ニツケル、コバルトまた
はこれらの金属を組み合せて含む金属と、炭化タ
ングステン、炭化チタニウムおよび炭化タンタル
からなる群から選ばれる金属炭化物との複合体の
製造方法において、最終的な複合体中における所
望の焼結金属炭化物粒子に比べ実質的に大きい平
均粒度を有する複数の焼結金属炭化物粒子を鋳型
内に支持し、別に前記金属を1537.8℃〜1760.0℃
（2800〓〜3200〓）の温度範囲に溶融加熱し、こ
の溶融金属を1204℃（2200〓）より低い温度の鋳
型内に注入し、直ちにこの塊を冷却凝固させて金
属炭化物を前記粒子の表面から金属中に溶解させ
て焼結成分を金属中に拡散させ、前記焼結粒子の
成分と合金した金属帯域によつて囲まれた小さい
寸法の焼結粒子を内部に有する複合体を製造する
ことを特徴とする金属と金属炭化物との複合体の
製造方法。 ２ 前記金属として合金鋼を用いる特許請求の範
囲第１項記載の方法。 ３ 前記焼結金属炭化物粒子の少くとも一部が50
メツシユより大きい粒度を有する特許請求の範囲
第１項記載の方法。 ４ 前記焼結金属炭化物粒子がコバルトを３％〜
25％を含むコバルト結合剤を含有する特許請求の
範囲第１項記載の方法。 ５ 前記鋳型を、注入後、非加熱環境内に維持す
る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６ 前記粒子を鋳型内に不均一に分散させ、これ
により最終的複合体の組成が注入金属の組成に実
質的に等しい第１区域と、前記複合体の組成が焼
結金段炭化物粒子の成分の溶け込みによつて影響
される第２区域とを有する複合体を製造する特許
請求の範囲第１項記載の方法。 ７ 前記溶融金属の温度を、前記焼結金属炭化物
粒子が注入金属中に完全に溶解するのを防止する
に十分低い温度にする特許請求の範囲第１項記載
の方法。 ８ 溶融金属を鋳型内に注入する前に、４メツシ
ユより小さい粒度の焼結金属炭化物粒子を溶融金
属中に溶解させる特許請求の範囲第１項記載の方
法。 ９ 50メツシユより小さい粒度の焼結金属炭化物
の複数の粒子を鋳型内に支持することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の方法。[Claims] 1. Production of a composite of a metal containing at least 70% iron, nickel, cobalt or a combination of these metals and a metal carbide selected from the group consisting of tungsten carbide, titanium carbide and tantalum carbide. In the method, a plurality of sintered metal carbide particles having an average particle size substantially larger than the desired sintered metal carbide particles in the final composite are supported in a mold, and the metal is separately heated from 1537.8°C to 1760.0°C.
The molten metal is melted and heated to a temperature range of (2800〓~3200〓), poured into a mold at a temperature lower than 1204℃ (2200〓), and the mass is immediately cooled and solidified to form a metal carbide on the surface of the particles. dissolving the sintered component into the metal and diffusing the sintered component into the metal to produce a composite having small sized sintered particles therein surrounded by a metal zone alloyed with the components of said sintered particles. A method for producing a composite of metal and metal carbide, characterized by: 2. The method according to claim 1, wherein the metal is alloy steel. 3 At least a portion of the sintered metal carbide particles have a 50%
A method according to claim 1 having a particle size larger than a mesh. 4 The sintered metal carbide particles contain 3% or more of cobalt.
A method according to claim 1 containing a cobalt binder comprising 25%. 5. The method of claim 1, wherein the mold is maintained in an unheated environment after pouring. 6 dispersing said particles non-uniformly within a mold such that the composition of the final composite is substantially equal to the composition of the implanted metal in a first region and the composition of said composite is equal to the composition of the sintered gold grain carbide particles; 2. A method as claimed in claim 1 for producing a composite body having a second zone influenced by the incorporation of. 7. The method of claim 1, wherein the temperature of the molten metal is low enough to prevent the sintered metal carbide particles from completely dissolving into the implanted metal. 8. The method of claim 1, wherein sintered metal carbide particles having a particle size of less than 4 meshes are dissolved in the molten metal before the molten metal is poured into the mold. A method according to claim 1, characterized in that a plurality of particles of sintered metal carbide having a particle size of less than 950 mesh are supported in the mold.