[發明專利]用于產生具有預定粗糙度的表面的方法和刀具

有效

• 申請號: 200980114030.2
• 申請日: 2009-07-27
• 公開（公告）號: CN102015166A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: H·阿斯特;L·博茲庫爾特;P·佐默費爾特;B·甘德;H·賴曼;F·奧爾拉明德
• 申請（專利權）人: 漢塞爾股份公司;居林無限責任公司
• 主分類號: B23B27/06
• 分類號: B23B27/06;B23B27/14;B23B29/034;B23B41/12;C23C4/02;F16J10/04;B24B33/08
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 董華林

技術領域

本發明涉及一種按權利要求1的前序部分所述的、用于產生具有預定粗糙度的表面、尤其是例如圓柱形的表面的方法，該表面具有適合于通過熱噴射涂覆材料的、帶有預定幾何形狀的表面結構。

本發明還涉及一種用于實施這種方法的刀具以及一種用于實施該制造方法的裝置。此外，適當的組合刀具包括珩磨機、設計成用于操縱該刀具的操縱裝置以及用于有針對性且可再現地制造預定表面質量和表面幾何形狀的機械加工方法都是本發明的組成部分。

背景技術

為解決規定的技術問題，尤其是摩擦學的問題，常常希望用具有完全確定的、與相應使用條件最佳匹配的特性的材料來涂覆載體材料的表面。與要么機械地、要么通過粘結連接或者釬焊連接將多個組分連接到一起的解決方案相比，這種涂層具有極其緊湊的結構方式的優點，與相鄰材料的較大接觸面相結合，由此這種連接技術尤其適合于熱學要求高的部件。通過涂覆獲得了非常好的材料接合，因此能夠特別良好地排出熱能。

在金屬材料領域中，這種涂層通常通過所謂的“熱噴涂”施加，其中，在此除了較早時期的所謂火焰噴涂外，常常使用所謂的等離子噴涂或電弧噴涂。在此，將具有高熱能和動能的粉末顆粒和/或金屬絲顆粒拋到或噴涂到待涂覆的基材的表面上，并在溫度降低后在那里形成希望的涂覆層。

除了精確地保持工藝參數以避免所謂的形成孔隙，亦即避免嵌入不再能填充的空腔或者所謂的“噴涂過量”，在該噴涂過量中一部分未熔化的微粒不是粘附在基材上而是彈回，對于可靠地利用該制造方法決定性地取決于涂層和基材之間的機械夾緊，以便實現層粘附足夠高的水平。在這種情況下存在這樣的需求，即，構造具有預定幾何形狀的表面結構的基材表面，使得涂層在整個待涂覆的表面上均勻地機械接合(Verzahnung)。在此已經證明，例如通過噴砂或噴水來打毛和/或激活基材表面是不夠的。

例如當圓柱曲軸箱配設適當的、通過熱噴射施加的涂層時，產生耐磨并且摩擦小的工作面。

被施加的基體材、例如鋼基體材在使用中經受并非不顯著的機械應力，從而對于提供足夠的壽命重要的是，涂層與例如形式為鋁鑄件的基材固定連接。尤其重要的是，這樣加工待涂覆的材料的表面，使得形成具有精確限定的幾何參數的、特別好地適于熱噴射的表面，其中必須注意，制造過程設計成使得能夠以最小的偏差可再現地制造希望的表面結構，以便保證足夠的連接。

在這方面已經考慮，借助于一連續刀具以切削方式這樣加工基材表面、例如是鋁鑄件的表面，即，將溝槽橫截面逐次地用依次嵌接的切削齒加工到最終尺寸。盡管通過迄今為止設計的這種類型的刀具追求在例如鋁鑄件的、預加工的圓柱形表面中加工出結構。然而實踐表明有這樣的問題，即，這些結構不能以保持相同的質量和形狀精度加工到基材中。接著通過熱噴射施加的涂層的粘附在過寬的區域中發生變化。迄今為止，這種方法不能應用于大批量生產。

發明內容

因此，本發明的目的是，以這樣的方式進一步擴展按權利要求1的前序部分所述的、用于產生具有預定表面結構的、例如圓柱形的表面的方法，即，該方法能用于大批量生產對于熱噴射優化準備的基材表面。另一目的在于，提供一種用于實施該方法的刀具，利用該刀具能夠特別經濟地、高精度地并且以小的形狀波動制造基材表面，該基材表面以優化的方式為通過熱噴射涂覆材料而準備。

最后，本發明的目的還在于，提供一種用于在使用按本發明的刀具的情況下實施所述方法的裝置。

所述目的就方法而言通過權利要求1所述的方法步驟實現，就刀具而言通過權利要求12所述的特征實現，以及就裝置而言通過權利要求25的特征實現。

按照本發明，以這樣的方式制造基材表面中的溝槽結構，即，首先在例如圓柱形的基材表面中加工或切出或成型槽底寬度比制成的溝槽的槽底寬度小的基本溝槽。接著將該基本溝槽以切削或非切削的方式按這種方式繼續加工，即，至少在加工到基材中的溝槽的一側或一個側面上獲得這樣的輪廓，該輪廓對于熱噴射的后續方法步驟優化地準備。優選以這樣的方式加工溝槽的至少一個側面，即，使得獲得加工到表面中的溝槽的底切或底切狀的變窄部。由于溝槽的該變窄部實現，在基材和涂層之間提供特別牢固的夾緊。通過該分步地加工溝槽結構能保證，在后續嵌接的齒或刀刃上出現保持不變的力。

按照一種有利的構造，刀具可以構成為連續刀具。其它有利的構造是各從屬權利要求的內容。