形成包含由金屬基復(fù)合材料形成的套管構(gòu)件的部件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及套管構(gòu)件及鑄造方法。本發(fā)明的方面涉及鑄件并且涉及鑄造部件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已知的是，通過將熔融的鋁鑄入到模具中來提供鑄鋁部件。為了減輕部件的重量，可以使用鋁以及其它相對(duì)輕的金屬比如鋁合金、鎂或者鎂合金而不使用較重的金屬比如鋼。這有助于諸如機(jī)動(dòng)車輛之類的多部件產(chǎn)品的制造者對(duì)產(chǎn)品的重量進(jìn)行控制。然而，鋁的楊氏模量(大約70GPa)相對(duì)較低。相比于由諸如鋼(具有約為207GPa的楊氏模量)之類的剛度較大的材料制成的部件所需的材料，如果要求由鋁形成輕而剛硬的部件則通常需要使用更多的材料。額外的材料通常分布成便于增大部件的截面慣性矩。因而，部件的幾何形狀被調(diào)整成增大部件的剛度，例如彎曲和/或扭轉(zhuǎn)剛度或剛性。在一些應(yīng)用中，部件所需要裝配進(jìn)的可用空間可能是有限的，為了符合部件所需的剛度規(guī)格，需要使用諸如鋼的剛度較大的材料。然而，鋼的使用導(dǎo)致部件的重量增大，并且在一些應(yīng)用中鋼的使用是極不理想的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]參照所附權(quán)利要求可以理解本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0004]本發(fā)明的方面提供方法、部件、系統(tǒng)、車輛、飛行器以及船舶。
[0005]在本發(fā)明所要求保護(hù)的一個(gè)方面中，提供形成部件的方法，該方法包括:
[0006]提供由金屬基復(fù)合材料形成的套管構(gòu)件；以及
[0007]對(duì)部件的鑄造部分進(jìn)行鑄造，其中，鑄造部分的至少一部分被鑄造在套管構(gòu)件內(nèi)。
[0008]應(yīng)當(dāng)理解的是，所提到的將鑄造部分設(shè)置在套管構(gòu)件內(nèi)意味著將鑄造部分設(shè)置在套管構(gòu)件的孔內(nèi)。
[0009]本發(fā)明的實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)在于，與不包括套管構(gòu)件的鑄造部件相比，可以制造具有增大的剛度的部件。與由諸如鋼之類的材料形成的具有可比較的強(qiáng)度和剛度的部件相比，部件可以形成為具有更大的剛度和減輕的重量。
[0010]在一些實(shí)施方式中，套管構(gòu)件可以放置在模具中以進(jìn)行鑄造而在位于模具中時(shí)不需要支承。
[0011]本發(fā)明的一些實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)在于，相對(duì)于不具有套管構(gòu)件的部件，可以增大彎曲和/或扭轉(zhuǎn)剛度或剛性。一些實(shí)施方式允許將與已知部件相比具有可比較的剛度的部件制造得更緊湊和/或更輕。
[0012]該部件在形狀上可以是大致長(zhǎng)形。該部件在使用中會(huì)經(jīng)受一個(gè)或更多個(gè)彎曲應(yīng)力。
[0013]該方法可以包括將部件的鑄造部分鑄造成使得套管構(gòu)件限定該部件的外表面的至少一部分。
[0014]該方法可以包括形成部件，其中，套管構(gòu)件限定管道，熔融金屬可以流動(dòng)穿過該管道以填充套管構(gòu)件，該方法包括用熔融金屬至少部分地填充套管構(gòu)件。
[0015]有利地，該方法可以包括用熔融金屬充分地填充套管構(gòu)件。
[0016]該方法可以包括提供大致盲套管構(gòu)件，該盲套管構(gòu)件具有供熔融金屬流入該套管構(gòu)件中的單個(gè)開口。
[0017]該方法可以包括提供如下套管構(gòu)件:該套管構(gòu)件中形成有供熔融金屬流動(dòng)穿過該套管構(gòu)件的多個(gè)開口。
[0018]有利地，該方法可以包括使熔融金屬流動(dòng)穿過套管構(gòu)件以填充套管構(gòu)件以及允許熔融金屬冷卻，其中，該部件的鑄造部分的相應(yīng)部分穿過由套管構(gòu)件限定的相應(yīng)開口從套官構(gòu)件中伸出。
[0019]提供由金屬基復(fù)合材料形成的套管構(gòu)件的步驟可以包括提供由鋁基復(fù)合(AMC)材料形成的套管構(gòu)件。
[0020]有利地，鑄造部分可以由包含鋁的熔融材料形成。
[0021 ] 熔融材料可以是選自鋁和鋁合金中的一者。
[0022]該方法可以包括將部件形成為汽車部件或航空航天部件。
[0023]該方法可以包括形成部件，其中，該部件是懸架系統(tǒng)的部件。
[0024]該部件可以是懸架系統(tǒng)的任意適合的部件，比如懸架臂、聯(lián)動(dòng)裝置或者任意其它適合的部件。
[0025]有利地，金屬基復(fù)合材料可以包括氧化鋁以及至少一種提供了供氧化鋁嵌入其中的基體的金屬。
[0026]有利地，該方法可以包括將套管構(gòu)件放置在模具中以及將熔融金屬引入到所述模具中。
[0027]在本發(fā)明所要求保護(hù)的另一方面中，提供一種部件，該部件包括套管構(gòu)件，該套管構(gòu)件包括金屬基復(fù)合材料，該部件包括鑄造部分，其中，鑄造部件的至少一部分設(shè)置在套管構(gòu)件內(nèi)。
[0028]有利地，該鑄造部分形成為與套管構(gòu)件接觸，可選地，套管構(gòu)件的基本上整個(gè)內(nèi)表面與套管構(gòu)件接觸。
[0029]有利地，套管構(gòu)件的金屬基復(fù)合材料可以包括鋁基復(fù)合材料。
[0030]金屬基復(fù)合材料可以包括氧化鋁以及至少一種提供了供氧化鋁嵌入其中的基體的金屬，可選地，該至少一種金屬包括鋁，可選地，該至少一種金屬基本上由鋁構(gòu)成。
[0031 ] 該部件的鑄造部分可以包括選自鋁和鋁合金中的一者。
[0032]該部件可以是車輛懸架部件。
[0033]在本發(fā)明所要求保護(hù)的另一方面中，提供了包括根據(jù)前述方面所述的部件的車輛懸架系統(tǒng)。
[0034]在本發(fā)明所要求保護(hù)的又一方面中，提供了包括根據(jù)前述方面所述的部件的機(jī)動(dòng)車輛、飛行器或者船舶。
[0035]在本發(fā)明所要求保護(hù)的另一方面中，提供了一種部件，該部件包括套管構(gòu)件，該套管構(gòu)件包括金屬基復(fù)合材料，該部件包括鑄造部分，其中，該鑄造部分的至少一部分設(shè)置在該套管構(gòu)件內(nèi)。
[0036]在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)，特別期望的是，可以獨(dú)立地或者以任意組合的形式采用在前述段落中、在權(quán)利要求中和/或在以下描述內(nèi)容和附圖中闡述的各個(gè)方面、實(shí)施方式、示例和替代方案，以及特別是它們的獨(dú)特特征。參照一個(gè)實(shí)施方式描述的特征適用于所有的實(shí)施方式，除非這些特征是不相容的。
[0037]為了避免產(chǎn)生疑惑，應(yīng)當(dāng)理解的是，針對(duì)本發(fā)明的一個(gè)方面描述的特征可以單獨(dú)地或者以與一個(gè)或更多個(gè)其它特征適當(dāng)結(jié)合的方式包含在本發(fā)明的任意其它方面內(nèi)。
[0038]在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)，特別期望的是，可以獨(dú)立地或者以任何任意組合的形式采用在前述段落中、在權(quán)利要求中和/或在以下描述內(nèi)容和附圖中闡述的各個(gè)方面、實(shí)施方式、示例和替代方案，以及特別是它們的獨(dú)特特征。參照一個(gè)實(shí)施方式描述的特征適用于所有的實(shí)施方式，除非這些特征是不相容的。
【附圖說明】
[0039]現(xiàn)在將參照附圖、僅通過示例來描述本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式，在附圖中:
[0040]圖1示出了機(jī)動(dòng)車輛懸架系統(tǒng)的由鑄造鋁合金形成的已知部件；
[0041]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的機(jī)動(dòng)車輛懸架系統(tǒng)的部件；以及
[0042]圖3示出了經(jīng)過圖2的部件的A-A平面的橫截面。
【具體實(shí)施方式】
[0043]本發(fā)明的實(shí)施方式旨在提供通過鑄造操作形成的改進(jìn)的部件。
[0044]圖1示出了機(jī)動(dòng)車輛懸架系統(tǒng)的通過將鋁合金鑄入到模具中而形成的已知部件100。該部件形成懸架系統(tǒng)的懸架臂并且大致呈鉤形形狀。部件100具有在其第一端處形成的第一安裝部分110和在其與第一端相反的第二端處形成的第二安裝部分130。應(yīng)當(dāng)理解的是，如果需要增大部件100的強(qiáng)度和/或剛度，常規(guī)方法將是增大該部件在其一個(gè)或更多個(gè)位置處的厚度，或者是由諸如鋼之類的不同的材料來形成該部件。這些選項(xiàng)中的每一個(gè)選項(xiàng)可能都不是所期望的。例如，可能沒有足夠的可用包裝空間來允許該部件由相同材料制成但具有較厚厚度。類似地，由于所產(chǎn)生的部件的增大的重量以及在使用中存在的與腐蝕相關(guān)聯(lián)的問題，可能不期望采用諸如鋼之類的不同材料。
[0045]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的部件200，部件200具有與圖1的已知部件相似的尺寸但具有大幅提高的剛度。圖2的部件的與圖1的部件相同的特征用相同的附圖標(biāo)記加上100來示出。
[0046]部件200包括由鋁基復(fù)合材料(AMC)形成的套管構(gòu)件220。在該實(shí)施方式中，AMC包括被彎曲至形成套管形狀的氧化鋁纖維。該纖維被鋁金屬浸漬過，從而形成由氧化鋁纖維和鋁組成的復(fù)合材料。在一些實(shí)施方式中，