[發明專利]通過燒結粉狀金屬材料制造機械部件的方法和裝置

在審

• 申請號: 202110423053.4
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN113118442A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: P·卡爾夫
• 申請（專利權）人: ETA瑞士鐘表制造股份有限公司
• 主分類號: B22F3/03
• 分類號: B22F3/03;B22F3/00;B22F3/14;B22F3/16;B22F1/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 李穎;林柏楠

本發明涉及通過燒結粉狀材料(20)制造機械部件的方法，所述方法包括下列步驟：提供包含顆粒的粉狀金屬材料(20)，所述粉狀金屬材料具有預定熔融溫度；使給定量的所述粉狀金屬材料在模具(10)的空腔(16)內在壓力下附聚；向所述給定量的粉狀金屬材料(20)提供熱能以使所述材料達到比所述熔融溫度低的給定溫度；沖擊所述給定量的達到所述給定溫度的附聚的粉狀金屬材料以將所述粉狀金屬材料的顆粒互相結合或焊接以獲得一個實心體(23)；其特征在于：使所述一個實心體(23)保持在壓力下，以及使積聚在所述實心體(23)中的熱能消散以獲得所述機械部件，所述熱能消散步驟借助包括如說明書和權利要求1中所述的熱交換器(24)進行。

本申請是申請號為201480043899.3的發明專利申請的分案申請，原申請的申請日為2014年6月12日，發明名稱為“通過燒結粉狀金屬材料制造機械部件的方法和裝置”。

技術領域

本發明涉及通過燒結粉狀金屬材料制造機械部件的方法和用于實施這種方法的制造裝置。

預期的一個應用領域是通常用于制造例如齒輪、襯墊或環的機械學。另一預期應用領域是生物醫學用途，例如用于制造假體元件。

背景技術

“燒結”在此是指將在金屬模具中的壓實粉末顆粒加熱到比它們的熔點低的溫度以在保持由模具提供的形狀的同時將它們結合在一起形成一個實心體塊的處理。

已知的粉末冶金法能夠通過附聚和隨后燒結金屬或陶瓷粉末來制造機械部件。為實現這一點，在第一壓實步驟中，使用具有縱向通孔的模具，經所述通孔的一側銜接下沖壓件，其由此劃定開放腔的邊界，并經所述通孔的另一側銜接適合封閉該空腔的上沖壓件。該模具定向為使該縱向孔豎直延伸。因此，隨后可以用粉末填充該空腔，其被下沖壓件托住。然后經該縱向孔使上沖壓件就位以封閉該空腔并施加力。然后使粉末附聚并在這兩個沖壓件之間用力壓實。一種特定壓實方法在于上沖壓件以給定能量沖擊以產生形成生壓坯所需的力。第二獨立燒結步驟包括該部件的溫度處理以提供其機械性質。

但是，由此形成的部件通常在從模具中推出后顯著變形，也可能出現收縮缺陷以致該部件不可用。此外，對于精密機械部件，由此獲得的部件必須機械加工以實現所需尺寸。

發明內容

因此，所出現的并且本發明意圖克服的一個問題是提供能使通過燒結粉狀材料獲得的機械部件在從模具中推出后保持它們的尺寸的方法。

為此，和根據第一目的，本發明提出通過燒結粉狀材料制造機械部件的方法，所述方法為包括下列步驟的類型：提供包含顆粒的粉狀金屬材料，所述粉狀金屬材料具有確定的熔融溫度；然后使給定量的所述粉狀金屬材料在空腔內在壓力下附聚；然后向所述給定量的粉狀金屬材料提供熱能以使其達到低于所述熔融溫度的給定溫度；和沖擊所述給定量的附聚的粉狀金屬材料并使其達到所述給定溫度以將所述粉狀金屬材料的顆粒互相結合或焊接以獲得一個實心體。根據本發明，使所述一個實心體保持在壓力下并使積聚在所述實心體中的熱能消散以獲得所述機械部件。

因此，本發明的一個特征在于在使實心體保持在壓力下的同時使該實心體冷卻。因此，實心體的幾何形狀和尺寸由于在整個冷卻步驟過程中向其提供的壓力而得以保持。此外，本發明的方法防止了與冷卻有關的缺陷出現，這使得能夠考慮制造實心體部件。

優選，所提供的粉狀金屬材料由具有低熔點(例如低于800℃)的粉狀金屬材料顆粒形成。因此通過本發明的方法可以實施銅基合金。

在本發明的一個特別有利的實施方案中，在圓柱對稱的空腔內在壓力下使所述給定量的所述粉狀金屬材料附聚。圓柱形空腔使得容易推動沖壓件平移，以使粉狀金屬材料壓實和附聚。

此外，和根據一個特別有利的方案，將所述一個實心體轉到另一空腔內以消散所述積聚的熱能。將該實心體從相對較熱的空腔轉移到相對較冷的空腔能更急劇降低該實心體的溫度并由此固定該實心體的尺寸。根據另一實施方案變體，在所述一個空腔中消散積聚在該實心體中的熱能。