專利名稱：制造互鎖金屬零件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造在壓力下彼此滑動的互鎖金屬零件的方法，特別是制造含有膨脹套和膨脹體并可通過由膨脹體在膨脹套中軸向移動而錨固的固體件的方法，其中，至少一個金屬件由粉末注射模法制成。
在壓力下彼此滑動的金屬零件特別是可在采用膨脹金屬固定塞的固定技術(shù)中找到，該金屬固定塞通常包括一個膨脹套一個可推或拉入膨脹套中使后者錨固的膨脹體。假如出于防腐的原因，在錨固期間彼此滑動的可膨脹金屬固定塞的這兩個零件是由有奧氏體晶體結(jié)構(gòu)的相同的不銹鋼制成，則在錨固過程中在高的膨脹壓力下彼此滑動的這二個表面開始結(jié)合，該膨脹固定塞的作用由于該結(jié)合作用而大大削弱了，特別是，這種固定塞不適用于受張力的部位，因?yàn)橛捎诹鸭y形成的結(jié)果造成的鉆孔的擴(kuò)大不能得以補(bǔ)償，因?yàn)樵摲N固定塞缺乏隨后膨脹的能力。
由于如上的原因，通常在采用奧氏體鋼的膨脹金屬固定塞的情況下，用不同晶體結(jié)構(gòu)的鋼來制造這些零件。然而，由于這些零件只能大量制造和供應(yīng)，因此，這種可能性在大多數(shù)情況下是不實(shí)用的。另外，能非?？煽康販p少結(jié)合趨勢的鋼的足夠均布的晶體結(jié)構(gòu)也得不到。
為避免奧氏體鋼加工的困難，特別是用粉末金屬注射模法(MM法)來制造套形零件是眾所周知的。為此目的，粉末金屬與同樣呈粉末狀的所希望的合金填加劑混合并借助有機(jī)聚合粘結(jié)劑(蠟，塑料)在加熱的攪拌機(jī)中予以增塑然后顆粒化。因此可用慣常的注射模機(jī)來處理。與塑材注射模具相似結(jié)構(gòu)的注射模具可用作模具。
將注射模形體(予型件)放入粘結(jié)劑消除爐中以消除粘結(jié)劑。在粘結(jié)劑去除過程中，粘結(jié)劑的分子鏈因熱分解或化學(xué)分解而斷裂，同時進(jìn)行金屬形體的予燒結(jié)，其可付予形體足夠的穩(wěn)定性。在以真空或在保護(hù)氣體下進(jìn)行的燒結(jié)過程中，金屬注射模制零件獲得其最后的材料特性和形狀。因此，采用此方法，可以用小量的不同的鋼及制造出成品。
本發(fā)明的目的是要使相互嚙合的金屬零件由于其作用的結(jié)果而在壓力下彼此滑動時產(chǎn)生的結(jié)合趨勢減少。
本目的是通過下述的方法步驟達(dá)到的，該方法是一種制造在壓力下彼此貼著滑動的互鎖金屬零件的方法，特別是制造含有膨脹套和膨脹體并可通過膨脹體在膨脹套中的軸向移動而錨固的固定件的方法，其中，至少一個金屬件由粉末注射模法制成，其特征在于，具有分子晶格結(jié)構(gòu)的非金屬材料以粉末狀或顆粒狀與將由粉末注射模法制造的金屬零件的粉末金屬混合，該非金屬材料對金屬呈惰性且有至少在900℃下的熱穩(wěn)定性。
由于該非金屬材料與粉末金屬混合且對其呈惰性，所以該材料的各個分子或分子團(tuán)聚集在由MIM方法制造的金屬零件的晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)幾個品格點(diǎn)上或在其各晶界處，其結(jié)果，二種晶體結(jié)構(gòu)稍有不同的材料并列，這會使二個零件彼此滑動時結(jié)合的趨勢減小，這當(dāng)然是所希望的。已證明，堅(jiān)硬的陶瓷材料，例如硫酸鋇(BaSO4)或二氧化鈦(TiO2)是特別適合作為與粉末金屬混合的這類材料。
將作為這種非金屬材料的填充劑，最好是C60填充劑與粉末金屬混合可得到相似的效果。C60的球狀碳分子可產(chǎn)生潤滑層，其在金屬零件表面上有特有利的滑動特性。
滑動特性會因混合材料的重量比不同而不同。0.01～1‰的重量比對于填充劑的填加是合適的。對于堅(jiān)硬的陶瓷材料，較高的重量比是有利的。
通過在彼此獨(dú)立的制造工藝中制造二個零件，然后在一組裝過程中再將它們組合起來的方式，使得二個互鎖的金屬零件的制造成為可能。然而，為省掉該組裝過程，也可以這樣制造該些互鎖零件，即在注模方法中先將一塑材隔離層注射在一個零件上，隨后利用粉末注模法將另一零件注射在該隔離層上，隔離層的厚度至少相當(dāng)于該另一零件的收縮量，在注射后，于粘結(jié)劑去除及燒結(jié)過程中將該隔離層和粘結(jié)劑消除。
現(xiàn)參照實(shí)施例更詳細(xì)地介紹本發(fā)明方法。


圖1示出用于將隔離層注射于用作插入件的金屬螺栓上的模體的基本外形；圖2示出用于將第二金屬件注射在該隔離層上的模體；圖3示出在粘結(jié)劑去除及燒結(jié)過程后帶有合用的膨脹套的金屬螺栓。
圖1，2，3以示意圖的形式示意地展示了制造采用例如膨脹固定器的二個互鎖金屬件的方法步驟。由慣常方法或由粉末金屬注射模法制造的并置于模體1中的金屬螺栓2有一縮小部分3，一膨脹錐體4與該縮小部份3相連。
為將塑性材料的隔離層5施加在該縮小部份3上，模體有一圍繞該縮小部份的空腔6。該空腔6在第一模注作業(yè)期間通過注射道7來填充。在將帶有隔離層5的螺栓2插入注射模8(見圖2)以后，將混有粘結(jié)劑的粉末金屬混合物通過注射道10注入空腔9中。例如可在所要制造的固定件的示于圖3的成品狀態(tài)下產(chǎn)生所需滑動特性的堅(jiān)硬的陶瓷材料或填料之類的非金屬材料在一單獨(dú)的作業(yè)中已混有粉未金屬材料。在將該粉末混合物注射后，便可得到以膨脹套11的形式在螺栓2的縮小部份3上的又一零件的互鎖結(jié)構(gòu)。隨后進(jìn)行粘結(jié)劑去除及燒結(jié)工藝，在此過程中，粘結(jié)劑和隔離層都去除掉。由隔離層5的厚度所產(chǎn)生的自由空間允許在粘結(jié)劑去除及燒結(jié)作業(yè)中出現(xiàn)的膨脹套11的收縮。在所示實(shí)施例中的隔離層5的厚度的尺寸設(shè)定得在膨脹套11和螺栓2的縮小部份3之間可有允許軸向位移的自由度?？稍谔?1上設(shè)有一個或多個縱向縫隙12，使得當(dāng)將膨脹錐體4打入膨脹套11時可實(shí)現(xiàn)膨脹。
當(dāng)將固定件錨固于結(jié)構(gòu)件時，則會由繞著膨脹套的結(jié)構(gòu)件的材料在膨脹過程中施以壓力，特別是在兩種相同的鋼結(jié)合的情況下，該壓力會導(dǎo)致兩表面彼此相貼的滑動受到約束。由于在用粉末金屬模注法制造的零件中所加入的非金屬物質(zhì)，則該金屬零件有晶狀結(jié)構(gòu)，該晶狀結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致有利的滑動特性。因此，本發(fā)明方法特別適合于以舉例方式示于圖3的固定件2，其中，由于在膨脹體3和膨脹套11之間的軸向位移的結(jié)果則可實(shí)現(xiàn)膨脹作用。
權(quán)利要求
1.一種制造在壓力下彼此貼著滑動的互鎖金屬零件的方法，特別是制造含有膨脹套和膨脹體并可通過膨脹體在膨脹套中的軸向移動而錨固的固定件的方法，其中，至少一個金屬件由粉末注射模法制成，其特征在于，具有分子晶格結(jié)構(gòu)的非金屬材料以粉末狀或顆粒狀與將由粉末注射模法制造的金屬零件的粉末金屬混合，該非金屬材料對金屬呈惰性且有至少在900℃下的熱穩(wěn)定性。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，堅(jiān)硬的陶瓷材料，例如硫酸鋇(BaSO4)或二氧化鈦(TiO2)是與粉末金屬相混的材料。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，填充劑最好是C60填充劑是與粉末金屬相混的材料。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在粉末金屬中非金屬材料的重量比是0.01～100‰。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在粉末金屬中填充劑的重量比是0.01～1‰。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，用注射模法將塑料的隔離層(5)加在零件(2)上，隨后用粉末注射模法將另一零件(11)注射在該隔離層(5)上，該隔離層的厚度至少相當(dāng)于該另一零件(11)收縮量，在注射模法作業(yè)之后，在粘結(jié)劑去除及燒結(jié)過程中將該隔離層和粘結(jié)劑消除。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制造在壓力下彼此貼著滑動的互鎖金屬零件的方法，其中，至少一個金屬零件是由粉末金屬注射模法制成的，為改進(jìn)滑動性及使約束趨勢最小，將有分子晶格結(jié)構(gòu)的非金屬材料以粉末狀或顆粒狀與由粉末注射模法制造的金屬零件的粉末金屬相混，該非金屬材料對金屬呈惰性且有至少900℃的熱穩(wěn)定性。特別是堅(jiān)硬的陶瓷材料或填充劑是合用的材料。
文檔編號B22F5/10GK1126643SQ9510939
公開日1996年7月17日 申請日期1995年8月25日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月25日
發(fā)明者N·阿諾爾德, B·海因, G·賽波爾德, M·哈格, B·普洛赫 申請人:阿圖爾-費(fèi)希爾股份公司費(fèi)希爾廠