发明创造名称：一种耐磨辊环
外观设计名称：
决定号：189055
决定日：2019-08-27
委内编号：1F249280
优先权日：
申请（专利）号：201610899375.5
申请日：2016-10-17
复审请求人：武汉春禾科技有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：宋卫华
合议组组长：邓学欣
参审员：李锦弟
国际分类号：B22D19/08(2006.01)，C22C37/06(2006.01)
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求所请求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别技术特征，但该区别技术特征由其它现有技术给出了相应的技术启示，在该现有技术的教导下，本领域技术人员有动机改进其最接近的现有技术并获得该权利要求所请求保护的技术方案，且获得的效果也是可预料得到的，则该权利要求相对于现有技术不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610899375.5，名称为“一种耐磨辊环”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为武汉春禾科技有限公司。本申请的申请日为2016年10月17日，公开日为2017年05月10日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2017年12月05日以本申请权利要求1-3不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由作出驳回决定。驳回决定所针对的文本是：申请日2016年10月17日提交的说明书第1-24段（第1-3页）、说明书附图图1、说明书摘要、摘要附图；以及2017年07月28日提交的权利要求第1-3项。
驳回决定中引用了如下对比文件：
对比文件1：JPH1024304A，公开日1998年01月27日；
对比文件2：CN105127205A，公开日2015年12月09日；
对比文件3：“热处理对Fe-Mo-Cr-B堆焊合金组织的影响”，张恒等，武汉科技大学学报，第39卷，第3期，第180-184页，2016年06月30日。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种耐磨辊环，由中空的圆柱状芯材和芯材外周的耐磨层组成，所述的耐磨层为硬质合金，所述耐磨层的外表面设置有两段弧形槽；所述芯材的材质为钢材，所述耐磨层包括下述质量百分比的成分：Mo:32-40%, Ta:1.2-3.6%, Mg:0.5-3%, Cr:5-12%, C:2.5-8%, Mn:2-6%, W:3-7%，余量为Fe。
2. 根据权利要求1所述的耐磨辊环，其特征在于，所述的耐磨层是通过浇铸工艺浇铸在芯材上面的。
3. 权利要求1所述耐磨辊环的制备方法，其特征在于，过程如下：
步骤一，制作辊环的模具；
步骤二，制作芯材，并将其放入模具内；
步骤三，浇铸，将硬质合金材料加温至1800℃成液态浇铸在模具内；
步骤四，将浇铸好的模具存放10小时 ，然后将产品拿出来，将表面进行精加工。”
驳回决定指出：权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于：辊环耐磨层的成分；对此，对比文件2公开了辊环耐磨层中具有Mo、Cr、Mn、Mg和C的化学组成，对比文件3公开了耐磨层Mo、Cr的成分及含量，且作用相同，而Mg的作用是本领域已知的，Mg、W和Ta的使用和含量，本领域技术人员可根据实际需要进行合理选择；因此权利要求1相对于对比文件1、2、3和本领域常规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；对于从属权利要求2的附加技术特征，对比文件2给出了耐磨层采用浇注结合于内层钢套的启示，相应的，该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性；权利要求3与对比文件2的区别在于：耐磨层浇铸温度、模具存放时间不同；然而，浇铸温度和模具存放时间是本领域技术人员根据耐磨层合金种类和实际生产要求作出的常规调整，在引用的权利要求1不具备创造性的情况下，权利要求3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对申请人的意见陈述，驳回决定进一步指出：关于耐磨成分，对比文件2公开的耐磨层中具有Mo、Cr、Mn、Mg和C等化学组成，其形成的产物MC和M7C3型化合物为硬质相，而本申请中C和Cr同样会形成M7C3型碳化物，可见对比文件2给出了在辊环耐磨层中加入C、Cr的启示，同时WC是本领域常见的耐磨层添加成分，与Fe基、Ni基和Co基合金润湿性良好，在耐磨层中添加适量W元素是本领域技术人员容易想到的，而根据本申请说明书的记载，并没有证据表明WC在Fe-Mo基体中具有更好的稳定性；Mo元素可固溶在Fe基体中是本领域公知的，且对比文件3已公开了耐磨层中采用大量Mo元素以提高材料耐磨性能，均是通过Mo的固溶作用，且没有证据表明对比文件3的Mo元素仅少量固溶于Fe中；Ta元素可提高材料韧性，MgO具有晶须增强的作用，均是本领域的公知常识，在耐磨层中添加上述成分是本领域技术人员容易想到的，且没有证据表明，上述成分的添加可带来预料不到的技术效果。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年03月15日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书，具体将原从属权利要求2的附加技术特征“所述的耐磨层通过浇铸工艺浇铸在芯材上面”和说明书中技术特征“成分中加入碳化钨，碳化钨颗粒增强材料的硬度；成分中的W、Cr、Mo固溶在基体里面，其中，Mo在摩擦时生成Mo的氧化物”补入原权利要求1中形成新的权利要求1。复审请求人认为：（1）对比文件1采用热装配合法将内环与外环装配固定，方便更换外环，这与本申请中将耐磨层通过浇铸工艺浇注在芯材上面使芯材与耐磨层结合为一体的方式完全不同，如将对比文件2中浇注耐磨层的方式应用于对比文件1中，将造成外环无法可拆卸地安装在内环上，与对比文件1的目的相违背，由此对比文件1、2没有结合启示；（2）本申请成分中W、Cr、Mo固溶在基体里面，并且其成分中含有大量的Mo元素，在摩擦时生成Mo的氧化物，对接触面具有一定的润滑作用，可减少材料磨损，而对比文件3中Mo的主要作用是形成Mo2FeB2以提高材料的硬度和耐磨性，与本申请中Mo的作用完全不同，且对比文件3也没有给出耐磨层中添加WC可提高材料耐磨性和硬度的启示；另外本申请中Cr含量5-12%，Cr/C比值小于5，为Fe-Mo合金基材料，而对比文件2中Cr 18-25%，10≤Cr/C≤12，对比文件2更易生成M7C3碳化物，与本申请材料中起耐磨作用的主要是WC完全不同，且本申请耐磨层中还含有Ta、MgO，Ta韧性强可提高材料的韧性进而提高耐磨层的抗形变能力，Ta和MgO在本申请Fe-Mo基材料中的应用效果不是可预见的。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年05月07日依法受理了该复审请求，并将其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认为：对比文件2给出了在辊环内层上浇注耐磨层的技术启示，基于此，将对比文件2中的耐磨层浇注在内层低合金钢并结合于对比文件1，并不存在技术上的障碍；添加W、Cr和Mo元素会固溶于Fe基体中，是这些原子本身所固有的性质带来的，而对比文件2已给出了辊环耐磨层中含有Mo、Cr、Mn、Mg和C等化学组成，同时对比文件3公开了耐磨层中大量含有Mo元素以提高材料耐磨性，没有证据表明对比文件3中Mo元素仅有少量固溶于基体中，进而形成与本申请不同的基体；且对比文件2中含有的C、Cr元素也是形成MC和M7C3型碳化物硬质相，与本申请中C和Cr作用相同，可见对比文件2给出了相应的技术启示，而WC是耐磨层常见的硬质相，与Fe基、Ni基和Co基合金润湿性良好，在耐磨层中添加适量W元素是本领域容易想到的，另外根据本申请中Cr和W含量，很难认同申请人关于其主要耐磨作用的是WC的观点；对于Ta、MgO的添加，其作用是本领域公知的，在耐磨层中添加上述组分以提高耐磨层的性能，无需付出创造性的劳动；且对比文件2已公开了耐磨辊环的基本工艺步骤，具有技术启示；因而坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于向2019年05月09日复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于：耐磨层通过浇注工艺浇铸在芯材上面，耐磨层包括以下质量百分比的成分：Mo:32-40%, Ta:1.2-3.6%, Mg:0.5-3%, Cr:5-12%, C:2.5-8%, Mn:2-6%, W:3-7%，余量为Fe；成分中加入碳化钨，碳化钨颗粒增强材料的硬度，成分中的W、Cr和Mo固溶在基体里面，其中Mo在摩擦时生成Mo的氧化物；对此，对比文件2给出了选择耐磨层材料成分以提高其耐磨性、并通过浇铸复合以提高界面结合效果、延长其使用周期的技术启示，对比文件3给出了在Fe基中加入适量Mo、Cr以提高堆焊合金层硬度和耐磨性的技术启示，由此本领域技术人员容易想到将其内容结合于对比文件1中，进而本领域技术人员可通过常规有限试验调整耐磨层中Cr含量，并加入W、Ta以提高基体的硬度，加入适量Mg元素可在氧化后形成MgO以增强基体，W和Mo元素可固溶在Fe基体中，且Mo元素摩擦过程中可形成MoO3固体膜起到润滑作用，且其效果均是可预料得到的；因此权利要求1相对于对比文件1、2、3和本领域普通技术知识的结合不具备创造性；权利要求2与对比文件1的区别技术特征除了上述耐磨层浇注工艺和成分外，还具有制备方法的不同；对于制备方法，对比文件2给出了通过浇铸形成辊耐磨层以提高界面结合效果、延长辊使用周期的技术启示，由此本领域技术人员容易想到将其结合于对比文件1中，而制作辊环模具是本领域的常规步骤，且本领域技术人员可根据耐磨层合金的具体组分及熔点调整耐磨层合金的浇铸温度，并根据辊环尺寸及结合实际生产要求合理选择模具存放时间；由此权利要求2对于对比文件1、2、3和本领域普通技术知识的结合也不具备创造性。
关于复审请求人的意见陈述，合议组认为：（1）对比文件2公开了外层耐磨合金和内层低合金钢套通过浇铸方式结合，将该浇铸法替代对比文件1的热套装法，其效果也是可预料得到，两者结合不存在技术上的障碍；（2）对比文件2公开了辊外层铸造耐磨合金中具有Mo、Mg、Cr、Mn、C等成分，其中Cr与C在合适的比例下会形成M7C3型碳化物可提高材料耐磨性，而本申请中也是利用Cr与C形成M7C3型碳化物增加外层耐磨层的耐磨性，对此对比文件2给出了技术启示；而W、Cr、Mo元素会固溶于Fe基体中，是由原子固溶特性所带来的，且对比文件3也公开了Cr部分固溶于基体中，耐磨层中含有大量Mo元素可提高耐磨性，可见其给出了在辊环耐磨层中添加大量Mo的技术启示，当用于辊环时外层耐磨层中含有的大量Mo元素还会在摩擦时形成低熔点MoO3固体膜，起到润滑、减少材料磨损的作用，WC硬质相是本领域常见的耐磨层添加成分，加入W、Ta会与基体中的C结合形成高硬度WC、TaC相，加入适量Mg容易形成Mg氧化物起到增强基体的作用，上述效果也是本领域技术人员可预期的；本申请中Cr元素的含量为5-12%，W为3-7%，Cr、W都属于强碳化物形成元素，据此无法得出本申请中主要起耐磨作用的为WC，且Ta会与基体中C形成高硬度 TaC相，可见请求人所述“Ta韧性强可提高材料的韧性进而提高耐磨层的抗形变能力”的意见不具有说服力。
复审请求人于2019年06月24日提交了意见陈述书和修改后的权利要求书，具体修改是：将原权利要求2作为新的权利要求1，并在权利要求1中补入了“Mg元素，在运行之中形成氧化镁，氧化镁用于晶须增强”、“所述Mo的氧化物的产物对接触面起润滑作用”，权利要求2修改为耐磨辊环，并引用权利要求1的制备方法。复审请求人认为：修改后的权利要求1实际解决的技术问题是如何提供一种能够对接触面持续润滑的耐磨辊环的制备方法，具体通过1800℃冶炼使32-40%的Mo固溶在基体内，由于耐磨层表面高含量的Mo从固溶体析出在摩擦作用下形成Mo的氧化物，对接触面起到润滑作用，减低表面摩擦损耗，且Mo元素在基体中均匀弥散，即使发生磨损仍能对接触面持续润滑，而辊体内部不能被氧化的Mo发挥固溶强化作用，提高耐磨层整体强度，从而共同提高了耐磨辊环寿命，而对比文件1中未记载Mo含量和冶炼过程，也没有提出如何利用冶炼元素氧化降低磨损的技术问题，没有改进的技术启示；对比文件3中利用的是Mo2FeB2的耐磨性，与本申请中利用固溶进基体的Mo元素在摩擦中被氧化后提高润滑性能、降低磨损的原理完全不同，且本申请中Mo元素阻碍了WC晶粒的重结晶长大、达到了细化WC晶粒的目的，提升耐磨层强度和韧度，而现有技术中没有关于Mo、W进行冶金制作耐磨辊环的记载，没有技术启示；本申请利用运行之中形成的MgO晶须增强合金的强度，而对比文件1中没有Mg，对比文件2中Mg没有生成晶须，不具有技术启示。
新修改的权利要求书如下：
“1. 权利要求1所述耐磨辊环的制备方法，其特征在于，过程如下：
步骤一：制作辊环的模具；
步骤二，制作芯材，并将其放入模具内；所述芯材的材质为钢材；
步骤三，浇铸，将硬质合金材料加温至1800℃成液态浇铸在模具内；
步骤四：将浇铸好的模具存放10小时，然后将产品拿出来，将表面进行精加工；
耐磨辊环由中空的圆柱状芯材和芯材外周的耐磨层组成，所述的耐磨层为硬质合金，所述耐磨层的外表面设置有两段弧形槽；所述的耐磨层通过浇铸工艺浇铸在芯材上面，所述耐磨层包括下述质量百分比的成分：Mo：32-40％，Ta：1.2-3.6％，Mg：0.5-3％，Cr：5-12％，C：2.5-8％，Mn：2-6％，W：3-7，余量为Fe；Mg元素，在运行之中形成氧化镁，氧化镁用于晶须增强，成分中加入碳化钨，碳化钨颗粒增强材料的硬度；
成分中的W、Cr、Mo固溶在基体里面，其中，Mo在摩擦时生成Mo的氧化物，所述Mo的氧化物的产物对接触面起润滑作用。
2. 一种耐磨辊环，其特征在于，采用权利要求1所述的耐磨辊环的制备方法制备的。”
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
审查文本的认定
复审请求人于2019年06月24日提交针对复审通知书的答复时修改了权利要求书，经核实，该修改符合专利法实施细则第61条第1款以及专利法第33条的规定，因此本复审请求审查决定所针对的文本是：申请日2016年10月17日提交的说明书第1-24段（第1-3页）、说明书附图图1、说明书摘要、摘要附图；以及2019年06月24日提交的权利要求第1-2项。
2、关于创造性
专利法第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，该实用新型具有实质性特点和进步。
具体到本案：
权利要求1要求保护耐磨辊环的制备方法。对比文件1公开了一种耐磨复合辊环（参见说明书第0007-0013段，附图1），耐磨辊环10包括内环14（即芯材）和外环16，内环14为中空圆柱状，外环16由耐磨损的硬质合金制成（即耐磨层），外环16的外表面设置两段U字形凹槽16b(即两段弧形槽)；所述内环14的材质为一般合金结构钢；所述内环14和外环16通过热套装法结合。
权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于：（1）耐磨层通过浇注工艺浇铸在芯材上面，耐磨层包括以下质量百分比的成分：Mo:32-40%，Ta:1.2-3.6%，Mg:0.5-3%，Cr:5-12%，C:2.5-8%，Mn:2-6%，W:3-7%，余量为Fe；Mg元素在运行之中形成氧化镁，用于晶须增强，成分中加入碳化钨，碳化钨颗粒增强材料的硬度，成分中的W、Cr和Mo固溶在基体里面，其中Mo在摩擦时生成Mo的氧化物，该氧化物产物对接触面起到润滑作用；（2）制备方法为：制作辊环的模具，制作芯材并将其放入模具内，将硬质合金材料加温至1800℃成液态浇铸在模具内，将浇铸好的模具存放10小时后将产品拿出来，将表面进行精加工；基于上述区别技术特征，确定该权利要求实际解决的技术问题是：如何增加辊环的耐磨性、延长其使用周期。
对于区别技术特征（1），对比文件2公开了一种用于生产板带的大型镶套轧辊及其制备方法，并具体公开了如下内容（参见说明书第0006-0016段，附图1-2）：复合辊套包括外层铸造耐磨合金（即耐磨层）和内层低合金钢套，外层铸造耐磨合金的化学组成及其质量分数%为：1.8-2.5 C（与本申请权利要求1中C含量有共同的端点），18-25 Cr，1.5-2.0 V，1.0-1.5 Mo，1.0-1.5 Ni，3.0-3.5 Mn（落入本申请权利要求1中Mn含量范围内），0.03-0.06 Ca，0.08-0.12 Mg，0.008-0.015 Ce，0.08-0.15 Ti，0.12-0.16 N，0.03-0.06 Zn，0.5-1.0 Si，<0.04><0.04>
对于区别技术特征（2），对比文件2还公开了所述制备方法包括以下步骤（参见说明书第0011-0016段）：将处理好的低合金钢套装入铸型（即模具），随后浇注铸造耐磨合金溶液，浇注温度1530-1560℃，2-4小时后开箱取出铸件，获得复合辊套毛坯，并对毛坯进行机械加工获得复合辊套，然后将复合辊套与辊体热装，最后精加工至规定的尺寸和精度；通过浇铸结合使耐磨合金和内层低合金钢套之间实现牢固的冶金结合，提高了结合效果，可见其给出了通过浇铸形成辊耐磨层以提高界面结合效果、延长辊的使用周期的技术启示，基于此，本领域技术人员容易想到将上述内容结合于对比文件1中，相应制作辊环模具用作浇铸，是本领域的常规步骤，进而根据实际生产中所选择的耐磨层合金的具体组分及熔点，本领域技术人员可相应调整耐磨层合金的浇铸温度，对于模具存放的时间，即冷却时间，本领域技术人员可根据辊环尺寸并结合实际生产要求进行合理选择，并不需要付出创造性的劳动；
因此，在对比文件1的基础上结合对比文件2、3以及本领域普通技术知识得到该权利要求请求保护的技术方案，对本领域技术人员而言是显而易见的，因此，该权利要求的技术方案也不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2要求一种采用权利要求1所述的方法制备的耐磨辊环。对此，对比文件1已公开了一种耐磨复合辊环，其他特征参见前述对权利要求1的技术方案不具备创造性的评述，权利要求2的技术方案也不具备突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
关于复审请求人的意见陈述
合议组认为：
（1）对比文件3已公开了堆焊合金耐磨层中含有大量Mo元素（40% Mo）可提高铁基堆焊层的耐磨性，可见其给出了在耐磨层组分中添加大量Mo的技术启示，对于Mo元素在Fe基体中固溶，是由Mo原子与C原子的固溶特性带来的，Mo所形成的固溶析出物能够提高基体的耐磨性为本领域所公知，进而当该耐磨层用于辊环时，其含有的大量Mo元素还会因摩擦氧化成MoO3，能够对接触面起到润滑作用，从而降低材料磨损，提高使用寿命，该效果是本领域技术人员基于所掌握的普通技术知识可预期的；至于请求人陈述“Mo元素在全部基体中均匀弥散”、“Mo元素能够使WC在液体中的溶解度下降，Mo元素阻碍了WC晶粒的重结晶长大，达到了细化WC晶粒的目的，提升了耐磨层强度和韧度”的技术特征及相应效果并未在原说明书和权利要求书中记载，也无法直接、毫无疑义地得出，对此不予支持；
（2）对比文件2公开了辊外层铸造耐磨合金中具有Mo、Mg、Cr、Mn、C成分，其中Cr与C在合适的比例下会形成M7C3型碳化物，其作为硬质相镶嵌于Fe基体中，提高了外层材料的耐磨性和抗疲劳剥落能力，而本申请中也是利用Cr与C形成的M7C3型碳化物，增加了外层耐磨层的耐磨性（参见本申请说明书第0009、0022段），由此可见对比文件2给出了在辊环耐磨层组分中加入C、Cr的技术启示；对于耐磨层中的Mg元素在运行之中形成MgO，其分布在基体中具有增强基体的作用，该效果也是本领域技术人员基于所掌握的普通技术知识可预期的；另外，尽管对比文件1中未记载含有Mg，但对比文件2公开的耐磨合金中同样含有Mg元素以及Mo、Cr、Mn、C、Fe组分，也是采用浇铸制备，与本申请耐磨层的制备工艺相同，Mg在Fe基体中的存在状态无明显差别，而本领域公知 MgO晶须具有增强作用，但其熔点高达2800℃，合成温度高、工艺控制复杂；而MoO3固体膜对接触面具有一定润滑作用是本领域的公知效果，在本申请耐磨层的Mo含量已被对比文件3公开的情况下，并没有证据表明对比文件3的耐磨合金用于辊环耐磨层时Mo元素所起的作用与本申请不同；
因此综上所述，复审请求人的意见陈述不具有说服力，不予支持。
根据以上事实和理由，本案合议组依法作出以下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2017年12月05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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