发明创造名称：一种适于半自磨机使用的多元合金衬板及其加工工艺
外观设计名称：
决定号：182026
决定日：2019-06-18
委内编号：1F252832
优先权日：
申请（专利）号：201610696781.1
申请日：2016-08-22
复审请求人：承德荣茂铸钢有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：朱虹
合议组组长：周珑
参审员：刘化然
国际分类号：C22C38/04,C22C38/02,C22C38/18,C22C38/12,C22C38/14,C21D1/18,C21D9/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：发明要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别特征，如果其他现有技术能够给出应用该区别特征的技术教导，则该技术方案的获得是显而易见的，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610696781.1，发明名称为“一种适于半自磨机使用的多元合金衬板机器加工工艺”的发明专利申请（下称本申请）。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年4月16日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-7相对于对比文件1（CN102534405A，公开日为2012年7月4日）、对比文件2（CN1136086A，公开日为1996年11月20日）以及本领域常用技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：申请人于申请日提交的权利要求1-7项、说明书、说明书附图、说明书摘要和摘要附图。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种适于半自磨机使用的多元合金衬板，其特征在于，由熔炼铁水加工而成，所述熔炼铁水质量百分比的组分为：碳1.1％-1.3％，硅0.3％-0.8％，锰11％-14％，铬0.8％-1.5％，钼0.10％-0.5％，钒0.3％-0.7％，钛0.05％-0.2％，磷＜0.05％，硫＜0.03％，余量为铁。
2. 一种如权利要求1所述的适于半自磨机使用的多元合金衬板的加工工艺，其特征在于，该加工工艺包括： (a)铸造成型：将熔炼铁水铸造成型，得到铸态衬板； (b)将铸态衬板进行热处理，得到所述适于半自磨机使用的多元合金衬板。
3. 根据权利要求2所述的适于半自磨机使用的多元合金衬板的加工工艺，其特征在于，所述铸造成型的具体方法为：将熔炼铁水浇注在事先打好的树脂自硬砂型腔中成型，成型后去掉浇冒口制成铸态衬板。
4. 根据权利要求3所述的适于半自磨机使用的多元合金衬板的加工工艺，其特征在于，所述熔炼铁水出炉温度为1450～1480℃，浇注温度为1380～1420℃。
5. 根据权利要求2所述的适于半自磨机使用的多元合金衬板的加工工艺，其特征在于，所述铸态衬板热处理具体方法为：将铸态衬板升温后保温，之后淬火，最后沉淀处理。
6. 根据权利要求5所述的适于半自磨机使用的多元合金衬板的加工工艺，其特征在于，所述铸态衬板升温后保温的具体步骤为：将制成的铸态衬板装入热处理炉，在650℃以下时进行以50～80℃/min的速率升温，升温至650℃并保温3h，在650℃以上时以100～120℃/min的速率升温，升温至1050～1070℃，保温的时间为5～6h。
7. 根据权利要求5所述的适于半自磨机使用的多元合金衬板的加工工艺，其特征在于，所述淬火、沉淀处理的具体步骤为：将铸态衬板淬火后以50～80℃/min的速率重新升温，升温到400℃并在400℃时保温4h，最后空气冷却。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年5月19日向国家知识产权局提出了复审请求，将原权利要求2、5-7的附加技术特征加入原权利要求1中，同时将原权利要求5-7的附加技术特征加入原权利要求2中，形成新的权利要求1-4。复审请求人认为：对比文件1是高锰钢，对比文件2是超高锰钢，在对比文件2的启示下，本领域技术人员得到的启示是提高锰的含量能够提高合金衬板的耐磨性；本申请将铸态衬板升温到650℃保温3h后，再升温到1050-1070℃后淬火，比对比文件2多出了“650℃保温3h”的阶段；通过改善合金成分和热处理方法，得到了冲击韧性65-136J/cm2、硬度52-58HRC的技术效果。
经形式审查合格，国家知识产权局依法受理了该复审请求，于2018年6月4日发出复审请求受理通知书，并将案卷转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年4月11日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-4相对于对比文件1、对比文件2和公知常识（公知证据1：《铸造手册 第2卷 铸钢》，娄延春，机械工业出版社，第256-261页，2014年11月30日；公知证据2：《耐磨材料应用手册》，陈华辉等，机械工业出版社，第129、131页，2006年8月31日）的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。对于复审请求人的意见陈述，合议组认为：对比文件1和对比文件2都属于耐磨高锰钢，合金元素对于改善高锰钢耐磨性能的作用是相同的，对比文件2能够给出在对比文件1基础上增加合金元素Ti、V、Mo以改善耐磨性的技术启示；对比文件2公开了热处理工艺，根据铸件的厚度，在水韧处理过程中为了防止高锰钢件在加热过程中变形或开裂，采用分级升温并保温的方式进行加热，同时控制加热速率，是本领域常用技术手段；本申请要求保护的技术方案相对于对比文件1并未取得预料不到的技术效果。
复审请求人于2019年5月21日提交了意见陈述书，未修改申请文件，复审请求人认为：（1）相对于对比文件1，本申请所要解决的技术问题是提高合金衬板的强韧性，对比文件2中记载的耐磨钢的冲击韧性≥70J/cm2，因此，对比文件2不能给出提高强韧性的技术启示；同时对比文件2记载了“由于提高了含锰量，所以扩大并稳定了奥氏体区，提高了奥氏体的溶解度，为溶解更多的其他合金元素打下基础”，由此可见，添加其他合金元素的前提是增加锰含量。本申请说明书第0058段记载的高碳铬钼合金衬板的冲击值只有对比文件2的一半，这说明并不是只要加入钛、钼、钒就可以提高耐磨性。（2）热处理参数对合金性能影响很大，热处理和淬火处理的具体过程有很多，现有技术中没有给出上述条件与高锰钢的强韧性之间的关系。（3）通过改善合金成分和热处理方法，得到了冲击韧性≥150J/cm2，使用后硬度分别为535HBW、537HBW、538HBW的技术效果。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
关于审查文本
本复审请求审查决定的审查文本为：复审请求人于2018年5月19日提交的权利要求第1-4项，申请日提交的说明书、说明书附图、说明书摘要和摘要附图。
关于专利法第22条第3款
专利法22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
发明要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别特征，如果其他现有技术能够给出应用该区别特征的技术教导，则该技术方案的获得是显而易见的，不具备创造性。
（1）权利要求1要求保护一种适于半自磨机使用的多元合金衬板。对比文件1公开了一种高锰钢及其制造方法，具体公开了以下内容：高锰钢由以下组分按重量百分比组成：碳C：0.9～1.2％（与本申请范围部分重合）；锰Mn：11～14％（与本申请相同）；硅Si：0.3～0.6％（落入本申请范围内）；铬Cr：1.5～2.5％（与本申请端点重合）；磷P：小于等于0.04（落入本申请范围内）；硫S：小于等于0.04；其余为铁（参见说明书第0008段）。制造方法包括以下步骤：步骤1：首先选择较好的废旧锰钢和废钢作为原料；步骤2：冶炼，将上述废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份调整，保证成份合格后才出水，出水温度控制在1650℃进行浇注；步骤3：造型，选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后进行上涂料，再进行合箱、浇注，浇注温度为1450℃；热处理保温温度为1050℃，保温时间为3小时（参见说明书第0011-0015段）。
因此，权利要求1与对比文件1区别为，（1）权利要求1的材料用于半自磨机使用的多元合金衬板，添加钼0.10％-0.5％，钒0.3％-0.7％，钛0.05％-0.2％，S＜0.03%；（2）权利要求1限定具体热处理工艺为：650℃以下时以50-80℃/min速率升温，升温至650℃保温3h，在650℃以上时以100-120℃/min速率升温，升温至1050-1070℃，保温5-6h；淬火后，以50-80℃/min速率升温到400℃保温4h，空冷。基于上述区别，本申请实际要解决的技术问题是提高高锰钢的综合性能。
对于区别（1），对比文件1公开耐磨高锰钢特别适用于冲击磨料磨损和高应力碾碎磨料磨损工况，常用于制造球磨机衬板（参见说明书第0003段）。在此启示下，将耐磨高锰钢用于半自磨机使用的衬板，对于本领域技术人员而言不存在技术上的障碍。同时，对比文件2公开了一种超高锰合金耐磨钢，具体公开了成分为：C：1.1-1.6%，Mn：16-22%，Cr：1.5-3%，Si：0.3-1.0%，S＜0.05%，P＜0.09%，余量为Fe，还包括：Re＜0.1%，V：0-0.6%（与本申请范围部分重合），Ti：0-0.6%，Mo：0-0.6%，W：0-0.6%（参见说明书第3页倒数第9行-第4页第3行）。因此，对比文件2公开了在高锰钢基础上增加合金成分Mo、V、Ti以提高高锰钢的耐磨性。而在对比文件2公开的Mo、Ti的大范围内选择较小的范围，是本领域技术人员在对比文件2的基础上经过有限的实验可以确定的。硫含量作为杂质成分，在现有冶炼技术基础上尽可能降低其含量对于本领域技术人员是显而易见的。
对于区别（2），对比文件2还公开经用上述配方组成冶炼铸造生产的超高锰合金耐磨钢件进行热处理工艺，其方法为：水韧处理和弥散处理。水韧处理：淬火温度1050℃-1150℃（与本申请范围部分重合），适当保温后淬火冷却至300℃以下或冷却至室温；弥散处理：加热至350℃-550℃保温4小时以上炉冷或空冷至室温（参见说明书第4页第4-8行）。而根据铸件的厚度，在水韧处理过程中为了防止高锰钢件在加热过程中变形或开裂，采用分级升温并保温的方式进行加热，同时控制加热速率，是本领域常用技术手段。弥散处理的加热速率和保温温度，是本领域的常规选择。
因此，在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域常规技术手段以获得权利要求1所要求保护的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求1不具有突出的实质性特点，因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（2）权利要求2要求保护一种如权利要求1所述的适于半自磨机使用的多元合金衬板的加工工艺。对比文件1公开的内容参见权利要求1的评述部分。因此，权利要求2与对比文件1区别为：（1）权利要求2的材料用于半自磨机使用的多元合金衬板，添加钼0.10％-0.5％，钒0.3％-0.7％，钛0.05％-0.2％，S＜0.03%。（2）权利要求2限定具体热处理工艺为：650℃以下时以50-80℃/min速率升温，升温至650℃保温3h，在650℃以上时以100-120℃/min速率升温，升温至1050-1070℃，保温5-6h；淬火后，以50-80℃/min速率升温到400℃保温4h，空冷。
对于上述区别（1）、（2），具体评述参见权利要求1的评述。
因此，在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域常规技术手段以获得权利要求2所要求保护的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求2不具有突出的实质性特点，因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（3）权利要求3、4进一步限定了铸造成型的工艺以及熔炼铁水出炉和浇注温度。树脂自硬砂型腔是本领域技术人员根据铸造成型的需要于现有技术中能够选择的。成型后去掉浇冒口制成铸态衬板，是常规技术手段。熔炼铁水的出炉温度以及浇注温度是本领域技术人员于现有技术基础上结合具体的铁水成分能够选择的。因此在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求3、4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、关于复审请求人的意见
对于复审请求人在答复复审通知书时所陈述的意见，合议组认为：
（1）首先，对比文件1公开的高锰钢是本领域Mn13系列耐磨高锰钢，对比文件2公开的超高锰钢是本领域Mn17系列耐磨高锰钢，两者都属于耐磨高锰钢。本领域技术人员知晓，Mo能提高高锰钢的屈服强度、冲击韧性、加工硬化性能和耐磨性能；钒能细化晶粒，提高高锰钢的屈服强度、初始硬度、加工硬化性能和耐磨性能，尤其是钒、钛联合使用时作用更为明显（参见公知证据1第261页），因此，对比文件2能够给出在对比文件1基础上增加合金元素Ti、V、Mo以改善高锰钢的强韧性和耐磨性的技术启示。
其次，公知证据1中记载的Mo小于2%、V0.5%以下、Ti0.05-0.15%是对于M13高锰钢而言的，因此，没有证据表明上述含量的合金元素不能溶解于本申请的多元合金衬板中。
最后，本申请说明书第0058段记载的高碳铬钼合金衬板为本申请的对比例，并未记载其具体合金成分，与对比文件1公开的高锰钢无法进行对比。
（2）对比文件2公开了“热处理工艺为：水韧处理和弥散处理。水韧处理：淬火温度1050℃-1150℃，适当保温后淬火冷却至300℃以下或冷却至室温；弥散处理：加热至350℃-550℃保温4小时以上炉冷或空冷至室温”。而根据铸件的厚度，在水韧处理过程中为了防止高锰钢件在加热过程中变形或开裂，采用分级升温并保温的方式进行加热，同时控制加热速率，是本领域常用技术手段（参见公知证据2，其中公开“对高锰钢采用水韧处理时，为减少高锰钢件在加热过程中变形或开裂，生产上常采用先在650-700℃保温，使厚壁件内外温差减小，炉内温度均匀之后再升温到水韧温度的处理工艺。水韧处理的保温温度通常为1050-1100℃。冷却淬火水温保持在30℃以下。对于特殊厚大、复杂或易产生裂纹厚大件，在650℃以下以50-70℃/h速率升温，并保温2.5-3h；在700℃以上采用90-100℃/h速率升温，并保温5-6h”）。对比文件2和公知证据2针对的都是高锰钢，因此，将上述处理方法用于本申请的高锰钢对于本领域技术人员而言不存在技术上的障碍。
（3）首先，同一申请中对于同一样品应采用相同的测试手段和测试方法进行表征，本申请说明书第0060段记载了实施例1-3冲击值≥150J/cm2，使用后硬度535 HBW、537 HBW、538HBW；但说明书第0021段记载了冲击韧性65-136 J/cm2，使用硬度52-58HRC，可见对于同样的性能表征本申请两处记载的冲击韧性和使用后硬度范围不一致。
其次，对比文件1记载高锰钢的冲击韧度243-275J，加工强度500-550HB；强韧性和耐磨性同样是对比文件1高锰钢所关注的性能，相对于对比文件1，本申请技术方案并未取得预料不到的技术效果。
最后，本领域技术人员知晓“Mn13系列的耐磨高锰钢，在较大的冲击载荷或接触应力的作用下，表面层迅速产生加工硬化，表面硬度急剧升高，可达500-700HBW”，“对于P=0.02-0.05%、Ti=0.05-0.10%的高锰钢，其冲击吸收能量为278J”（参见公知证据1第256页），因此相对于公知证据1中的高锰钢本申请技术方案并未取得预料不到的技术效果。
因此，复审请求人的上述意见陈述不足以表明本申请具备创造性。
基于上述事实和理由，合议组作出如下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年4月16日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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