[發(fā)明專利]用于制造復(fù)合構(gòu)件的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080042512.4
• 申請(qǐng)日: 2010-09-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102770222A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·施密特;F·薩布洛特尼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: GKN金屬燒結(jié)控股有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B22F3/03
• 分類號(hào): B22F3/03;B30B11/02
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 汲長(zhǎng)志;楊國(guó)治

本發(fā)明涉及復(fù)合構(gòu)件的制造。

由日本專利文獻(xiàn)2000-144212提出了一種由生坯成形并且燒結(jié)凸輪盤的方法。在燒結(jié)之前將耦合元件埋入到生坯中并且一起燒結(jié)，以便使所述耦合元件與燒結(jié)件連接。

本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種借助其快速而成本低廉地制造復(fù)合構(gòu)件的方法。

根據(jù)本發(fā)明的任務(wù)借助按權(quán)利要求1所述的方法、按權(quán)利要求9所述的壓力機(jī)、按權(quán)利要求14所述的壓力機(jī)的應(yīng)用、按權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以及按權(quán)利要求21所述的復(fù)合生坯來(lái)解決。

提供一種用于制造復(fù)合構(gòu)件的方法，其中所述復(fù)合構(gòu)件具有至少一個(gè)由粉末狀材料壓制而成的粉末冶金件以及至少一個(gè)實(shí)心件，其中在壓力機(jī)的工作腔內(nèi)、尤其是在壓力機(jī)的模具內(nèi)將粉末狀材料壓制成粉末冶金件，并且在相同的工序中、尤其在壓力機(jī)的相同工序中將實(shí)心件至少部分地輸送給工作腔，從而在一個(gè)工序內(nèi)制成復(fù)合構(gòu)件。所謂粉末狀材料尤其是指一種粉末金屬。此外，實(shí)心件能夠給具有一種金屬材料或者陶瓷材料。例如實(shí)心件可以具有一種經(jīng)過(guò)澆鑄、拉伸、軋制、鍛造和/或擠壓成形(extrudiert)、尤其是拉擠成形的(stranggezogen)材料。壓力機(jī)的工序包括做功行程和回程，其中壓力機(jī)在做功行程期間合攏(zusammenfahren)，并且在回程期間重新打開(kāi)。必要時(shí)該工序也可以包括一段停止時(shí)間，其中壓力機(jī)或者說(shuō)壓力機(jī)的模具在做功行程與回程之間的某個(gè)位置中停留一段限定的時(shí)間。

在第一設(shè)計(jì)方案中規(guī)定，在工序的第一步驟中將實(shí)心件輸送給工作腔中的粉末狀材料，然后在第二步驟中將粉末狀材料壓制成粉末冶金件或者說(shuō)生坯。在另一種設(shè)計(jì)方案中規(guī)定，在工序的第一步驟中將工作腔中的粉末狀材料壓制成生坯，并且在第二步驟中將實(shí)心件輸送給工作腔中的生坯。一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案規(guī)定，其中在粉末狀材料被壓制成生坯的過(guò)程中將實(shí)心件輸送給工作腔。

以下將生坯的概念用于未燒結(jié)的、由粉末狀材料壓制成的粉末冶金件。所謂粉末冶金件通常是指生坯、燒結(jié)坯和/或燒結(jié)件。

實(shí)心件和粉末狀材料例如可以具有相同的合金。在其它設(shè)計(jì)方案中規(guī)定，粉末狀材料和實(shí)心件具有不同的合金。尤其規(guī)定，粉末狀材料包括一種金屬粉末，并且實(shí)心件包括一種非金屬材料、例如包括陶瓷。在另一種設(shè)計(jì)方案中，粉末狀材料包括一種陶瓷粉末，并且實(shí)心件包括一種陶瓷的或者非陶瓷的材料。因此所謂粉末冶金件可以指一種具有非金屬材料、尤其是不包括金屬材料的構(gòu)件。在一種設(shè)計(jì)方案中也規(guī)定，實(shí)心件和粉末狀材料具有不同的金屬合金或者陶瓷合金。所謂合金這里可以是指金屬合金或者陶瓷混合物以及純粹的金屬或者陶瓷。

在一種設(shè)計(jì)方案中還規(guī)定，將實(shí)心件如此傳送到工作腔中，從而使得實(shí)心件在工序之后從生坯或者說(shuō)粉末冶金件的表面凸出來(lái)。在另一種設(shè)計(jì)方案中，實(shí)心件利用粉末冶金件的至少一個(gè)表面封閉。尤其在一種設(shè)計(jì)方案中規(guī)定，尺寸過(guò)盈的實(shí)心件從粉末冶金件的表面凸出來(lái)。在另一種設(shè)計(jì)方案中規(guī)定，尺寸不足的實(shí)心件在粉末冶金件的表面下方封閉。尺寸過(guò)盈或尺寸不足的范圍大約為0.001毫米至15毫米，在另一種設(shè)計(jì)方案中則規(guī)定不超過(guò)大約20厘米。

在另一種變形方案中，優(yōu)選在將實(shí)心件引入到壓力機(jī)之前對(duì)其進(jìn)行表面處理。尤其是提高表面的至少一個(gè)限定的部分的粗糙度。實(shí)心件優(yōu)選在其表面的至少一部分上具有Rz＝1μm至Rz＝63μm的平均粗糙度。所謂粗糙度是指在表面中根據(jù)DIN4760所述的第三級(jí)至第五級(jí)的形狀偏差(Gestaltabweichung)。特別優(yōu)選將實(shí)心件的表面的至少一部分進(jìn)行氧化處理，或者鍍上一層轉(zhuǎn)化涂層，例如進(jìn)行發(fā)藍(lán)或者磷化處理。

在另一種設(shè)計(jì)方案中規(guī)定，在尤其是金屬的實(shí)心件上借助水蒸氣處理法產(chǎn)生金屬氧化層。尤其可在大約500℃至570℃溫度下進(jìn)行處理。優(yōu)選對(duì)實(shí)心件進(jìn)行至少10分鐘蒸汽處理，優(yōu)選進(jìn)行至少30分鐘蒸汽處理。此外，優(yōu)選產(chǎn)生至少2μm的氧化層厚度。這樣有助于粉末狀材料的粉末微粒能夠更好地附著(verkrallen)在實(shí)心件的表面上。此外，氧化層還有助于在燒結(jié)過(guò)程中將其重新還原，并且尤其能夠改善粉末微粒和實(shí)心件之間的燒結(jié)效果。在另一種設(shè)計(jì)方案中，對(duì)表面進(jìn)行機(jī)械處理，例如通過(guò)研磨和拔荒(Schruppen)進(jìn)行打毛。也有一種變形方案規(guī)定，將表面整平、例如將表面拋光。

例如可在從壓力機(jī)中出模之后對(duì)復(fù)合構(gòu)件進(jìn)行燒結(jié)和/或預(yù)燒結(jié)，以便必要時(shí)將其輸送給其它加工步驟。在另一種設(shè)計(jì)方案中規(guī)定，對(duì)復(fù)合構(gòu)件進(jìn)行燒結(jié)鍛造。