用於製造聯鎖部件的方法
2023-04-28 14:25:36 2
專利名稱：用於製造聯鎖部件的方法
技術領域：
本發明涉及一種製造聯鎖部件的方法，該方法為根據權利要求1和4的前述部分，利用粉末注塑成型法和擠壓法。
利用粉末注塑成型法和擠壓法來製造部件的方法是眾所周知的。但是，後一種方法僅於成型的金屬零件的擠壓與粉末金屬相結合才應用。粉末注塑成型則用於金屬和陶瓷零件的製造。製造方法的步驟大致相同。例如，金屬粉末與亦是粉末狀的所選的合金添加劑相混合。這種粉末混合物在加熱的捏合機中利用有機聚合粘結劑(石臘、塑料)加以增塑;然後通過在普通的注塑成型機中加工加以粒狀化。一種在結構上類似於塑料的注塑成型工具的注塑成型工具用來做這種模具。
注塑成型的型坯(未加工的零件)被放入去除粘合劑的加熱爐中，以去掉並消除粘合劑。在去除粘合劑的過程中，由於加熱或化學分解使粘合劑的分子鏈斷裂。與此同時發生金屬型坯的預燒結，從而賦予型坯足夠的穩定性。
在燒結的過程中，該過程可在真空或保護性氣體中進行，含金屬的注塑成型零件最終獲得其材料特性。其密度明顯增加，其尺寸收縮達20%。由於這種顯著的收縮，既不能利用粉末注塑成型來製造聯鎖部件，也不能通過進一步的擠壓加工來製造雙層成形金屬部件。
基於這一問題，本發明將提供一種方法，它能夠用粉末注塑成型來製造聯鎖部件並能用連續的粉末金屬擠壓加工來製造雙層成形金屬部件。
這一問題是通過權利要求1和4的特徵部分的方法加以解決的。利用注塑成型的方法將一由塑料材料組成的間隔層，做為塑料材料部件注射在通常位於內部的部件上，從而起到型芯的作用。塑料材料部件的外部形狀大致做成利用粉末注塑成型的附加部件的內部形狀。間隔層的厚度，以及進而塑料材料部件的壁厚，至少與利用粉末注塑成型構成的附加部件在去除粘合劑和燒結過程之後的收縮相對應。當間隔層的厚度與收縮精確相對應時，該方法完成後的配合是一種緊配合。當間隔層的厚度大於該收縮時，在聯鎖部件間存在一間隙。在粘合劑去除工序期間，起間隔層作用的塑料材料被熔掉，或與包含在粉末混合物中的粘合劑一起被化學作用消除。
該方法適用於陶瓷(陶瓷注射成型＝CIM)和金屬(金屬注射成型＝MIM)。在這兩種情況下，一種用作粘合劑的。加速塑料材料解聚的催化劑可被用於去除粘合劑。因此，按照本發明的方法，允許兩個聯鎖和相互嚙合的接合，而其中至少一個部件是由粉末注塑成型法製造的。因此，有可能例如將其可擴張的金屬套管使用粉末注塑成型的方法施加到一帶有階梯的鋼製螺栓，靠近螺栓端部有一個擴張器的錐頭;可擴張的金屬套管能夠在階梯形部分上軸向移動。在這一例子中，可擴張螺栓能夠由一般的車削或冷成型的方法加以製造並能做為一種鑲嵌件引入注塑成型工具中。
但是，也可以選擇由粉末注塑成型的方法來製造兩個聯鎖部件。在這種情況下，注塑成型第一部件之後，注射間隔層並且從兩個部件中一起去除粘合劑，並以一步或兩步加以燒結。如果兩個部件具有不同材料成分和/或不同的粘合劑，則在兩個步驟實現去除粘合劑和燒結工序是特別可取的。
為減少在聯鎖部件製造和間隔層的塗覆過程的周期，使用帶有相應注塑成型工具的兩組份或三組份注塑成型機是很方便的。
在其中至少一層是由粉末金屬擠壓方法製造的多層成形金屬零件的製造中，一塑料材料的間隔層也於連續擠壓工序中同樣地塗覆於內成形部件上。外部金屬的塗覆則由粉末金屬擠壓法來實現。在這種繼續製作工序中，間隔層的厚度至少也相應於外部金屬層的收縮。注射操作之後，在穿越型加熱爐中通過熔化去除間隔層或通過化學方法消除該間隔層。利用這種方法，由普通方法製造的成形金屬部件其後可被附加金屬層所塗覆。如果由粉末金屬擠壓方法製造內部成形金屬部件，則在共擠壓中利用附加注射機筒連續地進行間隔層和外部金屬層的塗覆。
以下將參照附圖中所說明的實施例更加詳細的描述本發明。
其中
圖1為用於將間隔層注射到做為插入件的金屬螺栓之上的模型的圖示式說明。
圖2表示用於將第二個金屬部件注射到間隔層上的模具。
圖3表示粘合物去除和燒結工序之後帶有可擴張套管的金屬螺栓。
圖4為利用共擠壓方法製造雙層金屬管的圖示說明。
圖1，2和3以圖示的形式示意說明用於兩個聯鎖部件製造的方法步驟，利用一擴張鉸釘做為一種示例。金屬螺栓2以普通方法或以金屬注塑成型方法加以製造並嵌入模具1中，它有一收縮部分3，靠近該收縮部分有擴張器的錐頭4。為將由塑料材料組成的間隔層5塗覆於收縮部分3，該模具有圍繞收縮部分的模腔6。通過注射通道7以第一注射操作工序填充該模腔。帶有間隔層5的螺栓2放入注入模8之後(見圖2)，摻有粘合劑的粉末混合物經由注射通道10注射到模腔9之中。這樣產生了在螺栓2的收縮部分3上形成可擴張的套管11形式的附加部件的聯鎖結構。接著進行粘合劑去除和燒結工序，在這些工序期間粘合劑和間隔層兩者皆被消除。在粘合劑去除和燒結期間發生由於間隔層5的厚度產生的自由間隙，使可擴張的套管11能夠收縮。間隔層5的厚度在圖示實施例中是這樣的尺寸在可擴張的套管11和螺栓2的收縮部分3之間留下一個允許軸向移動的間隙。套管11可帶有一個或多個縱向槽縫12，以便由於擴張器錐頭4被拉入而實現可擴張的套管11的擴張。
螺栓2也可由粉末金屬注塑成型方法(MIM)加以製造。在此情況下，像對可擴張套管11所描述的那樣，螺栓2以前述的注塑成型方法在第三個模具中加以製造。在圖1和圖2中所說明的進一步方法接續進行。在那種情況下，間隔層5的厚度能夠保持很小，因為利用MIM方法所製造的螺栓2，在粘合劑去除和燒結工序期間該螺栓2也收縮。為獲得便宜的造價，利用帶有相應的多組份注塑成型的注塑成型工具的兩組份或叄組份注塑成型機做為製造手段是很合適的。
圖4圖示說明了在共擠壓機器上雙層成形金屬部件的製造。內管13藉助粉末金屬擠壓方法由注射噴嘴14製造。通過注射機筒15實現具有粉末金屬和粘合劑的塗層。在下一步驟中，塑料間隔層18通過噴嘴16和注射機筒17應用於內管13。成形部件的外金屬層19經由噴嘴20和注射機筒21利用粉末金屬注塑成型方法注射而成。然後，讓由共擠壓方法製造的成形部件通過粘合劑去除和燒結高溫爐，在這一過程中粘合劑和間隔層被消除。間隔層使以連續製造操作的方式製造雙層成形部件成為可能。在其間每一層可具有不同材料組份和收縮程度。
權利要求
1.用於製造聯鎖零件的方法，其中至少一個零件是由粉末注射成型法製造的，其特徵在於一塑料材料的間隔層(5)通過注塑成型塗覆到一零件(2)上，接著通過粉末注射成型法將附加零件(11)注射到間隔層(5)上，間隔層的厚度至少相應於附加零件(11)的收縮，並且在注射操作之後，在粘合劑去除和燒結工序期間，間隔層和粘合劑被消除。
2.按照權利要求1的方法，其特徵在於通過粉末注射成型法來製造兩個零件(2，11)，第一個零件(2)注射成型之後，注射間隔層(5)於其上，並且讓兩個聯鎖零件(2，11)共同經受粘合劑去除和燒結工序。
3.按照權利要求1或2的方法，其特徵在於利用帶有相應注射成型工具的兩組份或叄組份注射成型機來製造聯鎖零件(2，11)以及塗覆間隔層(5)。
4.一種用於製造雙層成形金屬零件的方法，其中至少兩個金屬層中的一層是由粉末金屬擠壓方法製造的，其特徵在於通過擠壓法將塑料材料的間隔層(18)塗覆到內部成形的零件(13)上，並且在粉末金屬擠壓過程中將成型零件的外部金屬層(19)塗覆到間隔層(18)上，間隔層(18)的厚度至少相應於外部金屬層(19)的收縮，並且在擠壓過程之後，在接續的粘合劑去除和燒結過程中消除間隔層(18)和粘合劑。
5.按照權利要求4的方法，其特徵在於利用粉末金屬擠壓法來製造內部成形部件(13)，並且利用兩個附加的注射機筒(17，21)在共同擠壓過程中連續地塗覆上間隔層(18)和外部金屬層(19)。
全文摘要
提供了一種用於製造聯鎖部件的方法，其中至少一個部件是由粉末注塑成型法製造的。為了抵償由於粉末注塑成型製造的零件收縮，以及如果希望的話產生附加間隙，在聯鎖部件之間塗覆加一塑料材料的間隔層。在注射過程之後，於粘合劑去除和燒結過程期間將間隔層和粘合劑消除。該方法也能用於利用粉末金屬擠壓法來製造雙成型的金屬部件。
文檔編號B22F3/22GK1104729SQ9411376
公開日1995年7月5日 申請日期1994年9月28日 優先權日1993年9月28日
發明者W·韋伯 申請人:阿圖爾-費希爾股份公司費希爾廠