[發明專利]金屬墊圈

有效

• 申請號: 200880015369.2
• 申請日: 2008-03-10
• 公開（公告）號: CN101680064A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發明（設計）人: 巴瓦妮·特利帕斯;托馬斯·O·祖弗呂
• 申請（專利權）人: 費德羅-莫格爾公司
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;F02F11/00;F16J15/08
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 鄧 琪

相關申請的交叉引用

本專利申請要求申請日為2007年03月09日的第60/894,078號美國臨時 專利申請的優先權，該臨時專利申請的全部內容通過引用結合在本文中。

技術領域

本發明一般涉及金屬墊圈。特別是，涉及由高溫合金制成的壓紋金屬墊 圈。更特別的是，涉及可在高達約1000°F溫度下有效應用的由高溫鐵-鎳-鉻 合金制成的壓紋金屬墊圈。

背景技術

在包括汽油和柴油燃料發動機在內的內燃機的適度高溫墊圈中應用壓紋 金屬是眾所周知的。例如，通過冷軋充分硬化的301不銹鋼墊圈(301FH?SS) 可接受在高達約800°F的溫度下工作，但在高于約1000°F的溫度下會喪失其 強度，且在高于約1000°F的溫度下，壓紋產生受熱凝結，無法完全恢復至其 于使用過程中的有效的密封狀態，從而喪失其有效密封接合處的能力。然而， 即使在低于1000°F的溫度下，隨著溫度從室溫升至約1000°F，301?FH?SS和 例如309FH?CR和316Ti等其他不銹鋼的性能相應成比例地降低，而且通常 在800°F溫度之上其性能下降的速率加快，如圖1所示，該圖1舉例描繪了溫 度對恢復壓紋高度的影響。由于給定墊圈設計的性能的逐漸下降，即使在約 230-550°F適當溫度下其性能的逐漸下降，會導致墊圈承載降低至會損害密封 的點，故而應力松弛顯得很重要。通常，通過在該墊圈設計中結合附加墊圈 層以實現所需墊圈高度和密封性能，來解決這種性能下降的問題。墊圈所受 的溫度影響和限制令其在欲密封的接合處會經歷大量的熱能或動態機械運動 的密封應用中，例如在需承受振動的接合處，特別是那些同時經歷較大的溫 度變化的接合處，產生惡化。這種狀況頻繁發生于帶凸緣的元件與相配合的 接合件，特別是另一帶凸緣的接合件，相接合的各種接合處。在與內燃機相 關的密封應用中，這樣的實例包括確定汽缸蓋墊圈結構、排氣管夾、進氣歧 管和渦輪增壓器中冷器中的接合處。

發明內容

本發明提供一種性價比較高的解決方案，以為運行溫度高達約1000°F的 適度高溫壓紋金屬墊圈應用提供低成本的解決方案。

在本發明的一方面，提供一種包含壓紋的金屬墊圈，該壓紋在高達約 1000°F的運行溫度下呈現出基本上全功能的恢復和殘留應力，且該壓紋由經 過冷軋的金屬片材制成，該金屬片材的壓紋經加工硬化具有充分的運行強度， 而無需采用任何后壓紋熱處理來硬化該材料。

根據本發明的另一方面，所述墊圈由沉淀硬化型鐵-鎳-鉻合金制成，該合 金先經冷軋硬化，再經沉淀硬化熱處理沉淀硬化，接著壓制形成并加工硬化 所述壓紋，在此之后無需采用壓紋后熱處理來硬化該材料。

根據本發明的又一方面，對應所述冷軋/加工硬化壓紋處理且無需采用后 壓紋熱處理來進一步硬化的任何鐵-鎳-鉻合金均可被預期應用于制造該類型 的墊圈。

根據本發明的又一方面，對應先經冷軋加工硬化、再經線圈形式的沉淀 硬化、接著進行壓紋處理而無需采用壓紋后熱處理來硬化的任何合金均可被 預期應用于制造該類型的墊圈。

根據本發明的又一方面，可將具有至少一個由合金制成的壓紋密封珠緣 的墊圈片預期用作本發明的墊圈，所述合金包含，按重量計：大于18％的鎳， 大于14％的鉻，0.1-10％的從由鉬、鈦、釩、鋁、鈷、鈮、鉭及銅構成的組中 選出至少一個元素以及大體上余量的鐵，所述墊圈片具有變形的加工硬化的 微觀結構。

根據本發明的又一方面，可將具有至少一個由鐵-鎳-鉻合金合金制成的壓 紋密封珠緣的墊圈片預期用作本發明的墊圈，所述合金包含，按重量計： 18-28％的鎳，18-23％的鉻，0-8％的鉬，0-1.5％的銅，0-1％的硅，0-3％的錳， 0-0.6％的鈦，0-0.6％的鋁，0-0.8％的碳，0-0.015％的硫，0-0.03％的磷，0-0.4％ 的氮以及大體上余量的鐵。