專利名稱：制造用在汽車氣囊的氣體發(fā)生裝置中的過濾器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于汽車氣囊的氣體發(fā)生裝置中的過濾器。汽車氣囊裝備有用于產(chǎn)生高溫和高壓的氣體發(fā)生裝置，其中，火藥由于點火器的點火而爆炸，由此，氣體發(fā)生劑燃燒。通過氣體發(fā)生劑的燃燒，產(chǎn)生了高溫(1670℃)和高壓(60MPa)的氣體。為了適用于氣囊的膨脹，所述氣體應(yīng)當進行冷卻，同時去除氣體中包含的雜質(zhì)。本發(fā)明涉及通過燒結(jié)穿孔板與金屬粉末而制備的過濾器，其中所述金屬粉末通過處理加工碎屑而制備以滿足上述的要求。
背景技術(shù)：
為了獲得適當?shù)哪蜔嵝院蜔崛萘浚瑐鹘y(tǒng)使用的過濾器材料包括鐵網(wǎng)、金屬織物和金屬纖維——其層壓為筒形或通過壓力成形。然而，這些材料不能單獨使用，因為它們的抗壓強度低，從而使用各種厚的線性金屬材料的金屬網(wǎng)筒(延展金屬)被設(shè)置在筒的內(nèi)側(cè)，或者與過濾器一起燒結(jié)以改善強度。
也就是說，形成鐵網(wǎng)或金屬織物和金屬纖維的纏結(jié)的金屬細絲的聚集體用于過濾掉殘渣，而金屬網(wǎng)用于增強以改善過濾器的耐壓性能。
用于過濾殘渣的傳統(tǒng)金屬細絲由單位長度熱容量較小的金屬細絲形成。另外，由于其熱傳導(dǎo)通過接觸實現(xiàn)，當高溫氣體局部地流動時，金屬細絲可能迅速熔化，并且，如果過量的話，過濾器可能熔化而形成開口。
因此，在制備過濾器時，一個重要因素是調(diào)整微金屬細絲聚集體的細度。
然而，在長筒形氣體發(fā)生裝置中，需要與所述裝置的長度相對應(yīng)的長過濾器。當使用金屬細絲聚集體制備過濾器時，所述聚集體因為細度原因而受到壓縮。
在此，由于所述壓縮可能在上部、中部和下部之間產(chǎn)生密度差，所以難于以均勻的密度制備過濾器。另外，由于過濾器通過簡單地壓緊金屬絲、不通過粘結(jié)地制備，其局部尺寸可能因為外部壓力而改變。
另外，存在不使用金屬細絲而僅僅用穿孔板制備的過濾器。然而，當穿孔板被卷起以形成筒形結(jié)構(gòu)時，孔可能重疊或被阻塞住。結(jié)果，不容易對孔實現(xiàn)控制，導(dǎo)致不均勻的流動性。進一步地，所述板應(yīng)該被過度地卷起以防止火焰從內(nèi)部逸出，從而增加了過濾器的總重量。
同時，由于近來汽車中安裝的氣囊數(shù)量增加，所以，安裝在氣囊內(nèi)的元件的總重量是相當重要的。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題因此，作出本發(fā)明來解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，并且本發(fā)明的目的在于提供一種過濾器，所述過濾器在內(nèi)側(cè)包括具有良好強度的穿孔板，在外側(cè)包括在預(yù)先確定的溫度下燒結(jié)并具有適當尺寸的金屬粉末，使得所述過濾器具有適當?shù)膹姸取?dǎo)熱性與耐熱性。根據(jù)本發(fā)明，在形成所述過濾器時，所述粉末通過振動來填塞并在低壓下燒結(jié)，以減輕所述過濾器的重量。另外，還可以在過濾器具有長的長度時使得在整個過濾器上都具有均勻的金屬粉末密度。
技術(shù)方案為了實現(xiàn)本發(fā)明的所述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種過濾器，其強度和導(dǎo)熱性對于氣體發(fā)生裝置而言是適當?shù)?，所述過濾器以下述方法制備形成具有作為內(nèi)構(gòu)件的穿孔板或?qū)捑W(wǎng)、以及作為外構(gòu)件的金屬粉末的筒形結(jié)構(gòu)，所述穿孔板或?qū)捑W(wǎng)為20目或更多目，具有良好的強度，所述金屬粉末具有大的表面面積；以及燒結(jié)所述結(jié)構(gòu)。
內(nèi)穿孔板或?qū)捑W(wǎng)用于去除大尺寸的殘渣，以及承受由氣體產(chǎn)生劑燃燒而導(dǎo)致的沖擊。外金屬粉末層具有與微細金屬細絲不同的適當尺寸，并且由于其大的表面面積而利于熱傳導(dǎo)，不會由于燃燒熱而形成大的孔。所述金屬粉末層結(jié)構(gòu)使得燃燒氣體的排出通道復(fù)雜化，以增加熱傳導(dǎo)效率并利于去除微細的渣。
有益效果根據(jù)本發(fā)明，可以通過用加工碎屑制備過濾器中所使用的金屬粉末來降低生產(chǎn)成本。另外，由于粉末在低壓下填塞與燒結(jié)，所以可以降低金屬粉末的密度，以改善過濾器的空氣通透性并減輕過濾器的重量。特別地，通過使用鑄鐵加工碎屑，燒結(jié)可以使用網(wǎng)帶型常規(guī)爐在1170℃或更低的溫度下進行，從而可以大批量生產(chǎn)所述過濾器。


圖1是使用根據(jù)本發(fā)明的過濾器的氣體發(fā)生裝置的立體圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的過濾器的剖視圖；圖3是用在根據(jù)本發(fā)明的過濾器中的網(wǎng)的立體圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的過濾器的立體圖；圖5是裝備有根據(jù)本發(fā)明的過濾器的氣體發(fā)生裝置的剖視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的氣體發(fā)生裝置的剖視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參考附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明的過濾器的構(gòu)造和操作。
如圖2至圖4所示，過濾器2包括內(nèi)金屬穿孔板3和外燒結(jié)金屬粉末4。
穿孔板3可以根據(jù)需要而位于金屬粉末4的外側(cè)或中部，并且其長度通常與金屬粉末4的長度相同，但是可以不同。
在圖5中，氣體發(fā)生裝置1示出為具有主體部5和次體部6，主體部5上帶有圓周地形成的孔5’，主體部5插入穿過次體部6而形成單個體部。密封圈10、11和包括穿孔板3與金屬粉末4的過濾器2安裝在體部5、6之內(nèi)。
氣體發(fā)生劑9和火藥8、以及點火器7安裝在過濾器2之內(nèi)。
通過點火器7的點火，火藥8爆炸，并且火焰通過孔5”點燃氣體產(chǎn)生劑9。
通過氣體產(chǎn)生劑9的燃燒，產(chǎn)生了高溫和高壓的氣體。然后所述氣體通過過濾器2被傳送到空間12中并且通過孔5’沖出氣體發(fā)生裝置1以對氣囊進行充氣。
通過氣體發(fā)生劑9的燃燒而產(chǎn)生的高溫和高壓氣體應(yīng)該冷卻到適于使氣囊膨脹的溫度，并且去除了諸如殘渣之類的雜質(zhì)。
過濾器2用于滿足前述的要求，從而由具有適當?shù)膹姸群涂商峁┚鶆驅(qū)嵝缘牟牧现瞥伞?br> 本發(fā)明將制造一種滿足上述需要的適當過濾器。根據(jù)本發(fā)明的過濾器2采用穿孔板3來維持適當?shù)膹姸龋⑶乙跃鶆虻拿芏忍畛溆薪饘俜勰?以提供均勻的導(dǎo)熱性并去除渣。
現(xiàn)在，將描述根據(jù)本發(fā)明的過濾器。
1.穿孔板的制備金屬穿孔板3通過以框架模具對金屬板穿孔而制備，以形成具有1至8mm直徑的孔的穿孔板，使得其具有適當?shù)膹姸炔⑶姨峁┝司鶆虻膶?dǎo)熱性。所述穿孔板被卷起1到2次并且焊接以形成筒形的穿孔板3。
金屬穿孔板3可以通過卷起穿孔板3次或更多次而制備，但是重量增加，并且孔彼此重疊，導(dǎo)致阻礙氣流以及非均勻的導(dǎo)熱性。
2.金屬粉末的制備能夠用在本發(fā)明中的金屬粉末4包括通過處理金屬而制備的金屬粉末、或通過處理加工碎屑而制備的再利用粉末。另外，金屬粉末和再利用粉末能夠以適當?shù)幕旌媳壤M合。
加工碎屑指在對鋼、不銹鋼、鑄鐵以及粉末冶金制品進行處理時產(chǎn)生的碎屑。加工碎屑在諸如分離雜質(zhì)并去除表面上的切削液成分的處理之后可以使用。
用于去除包含在加工碎屑中的雜質(zhì)和切削液成分的常用方法包括加熱和溶劑浸泡。
已經(jīng)去除了雜質(zhì)的加工碎屑被粉碎到預(yù)定的尺寸以形成具有所需直徑的金屬粉末4。
當金屬粉末4太細小時，其在氣體產(chǎn)生劑燃燒時可通過燃燒熱而熔化——類似于金屬細絲。另外，由于粉末是細小的，粉末的流動性較差，并且在燒結(jié)時所述粉末彼此凝結(jié)，導(dǎo)致橋接現(xiàn)象，由此，一部分沒有被所述粉末填塞。
因此，金屬粉末4的適當尺寸為大約10至100目，更優(yōu)選地大約20至50目。
由于它們的韌性，普通鋼或不銹鋼材料的加工碎屑大多數(shù)是螺旋形而不是粉末形式的，并且，由于其具有高的延展性，所以這些加工碎屑被仔細地壓碎。由于它們的脆性，在處理鑄鐵或粉末冶金制品的過程中產(chǎn)生的加工碎屑是粉末形式的，從而，它們以相對簡單的方式粉碎。
但是，在鑄鐵粉末的情況下，碳含量高，從而控制碳含量以獲得需要的機械性能是非常重要的。由上述加工碎屑制備的金屬粉末4的表面面積小于霧化粉末或還原粉末——其用于粉末冶金中的新型粉末——的表面面積，但是具有良好的流動性。因此，其有利地填塞在模具內(nèi)，并且可以受到適當?shù)臒崽幚硪愿纳票砻嫘阅芗霸黾颖砻婷娣e，使得能夠用在需要特定表面面積的情況之下。
3.燒結(jié)根據(jù)本發(fā)明，采用填塞-成形方法代替使用壓力來加壓-成形的方法。
通常，與加壓-成形方法相比較，填塞-成形方法能夠減少50％以下的密度。
由金屬或陶瓷材料制成的模具放置在工作模(振動模)上，對工作模施加振動，并且將穿孔板3放入所述模具內(nèi)。所述模具被金屬粉末4填塞。
當金屬粉末4被載入所述模具時，可以加入基于金屬粉末4的重量0至20重量百分比的造孔劑以降低密度。如果加入造孔劑導(dǎo)致金屬粉末微粒4之間的結(jié)合強度降低，那么燒結(jié)溫度升高或增加燒結(jié)促進劑。
燒結(jié)促進劑包含低熔點金屬，例如磷(P)、硼(B)化合物、錫(Sn)和銅(Cu)，并基于金屬粉末4的總重量以0.5至20％重量百分比添加。
當模具填塞以金屬粉末4時，工作模被振動，使得填塞均勻，并且如果需要的話，可以施加50至1500kg/cm2的壓力。
當壓力低于50/cm2時，擠壓達不到目的。當壓力超出1500kg/cm2時，將在上部和下部之間出現(xiàn)密度差。
在此，擠壓是為了減少填塞時間以及調(diào)平頂表面。
填塞以金屬粉末4的模具在1000至1350℃下燒結(jié)15至120分鐘。
在燒結(jié)后，過濾器2從所述模具移除并處理到適當?shù)某叽纭?br> 用于本發(fā)明的實施方式通過上述方法，可以制備具有均勻密度且重量輕的過濾器，并且使用下面的例子說明所述方法。
作為金屬粉末4，通過施加振動、同時調(diào)平頂表面，20到40目的不銹鋼粉末以及不銹鋼加工碎屑混合在一起，并且均勻地填塞到由陶瓷材料形成且插有不銹鋼穿孔板3的模具內(nèi)。
具有穿孔板3并填塞有金屬粉末4的模具以1350℃在裂化氨氣環(huán)境下在推壓型高溫爐中燒結(jié)60分鐘。
下面的表格示出使用以表中列出的重量比例混合的不銹鋼粉末和不銹鋼加工碎屑組成的金屬粉末4而制備的過濾器2的性能。
作為金屬粉末4，20到40目的粉末冶金切削粉末(加工碎屑)以及鑄鐵切削粉末(加工碎屑)以下表列出的比例混合在一起，并且通過在調(diào)平頂表面時施加振動而均勻地填塞到由耐熱鋼形成的模具內(nèi)，所述模具插有碳鋼穿孔板3以及施加有模具潤滑劑。
具有穿孔板3并填塞有金屬粉末4的模具以1140至1170℃在裂化氨氣環(huán)境下在推壓型高溫爐中燒結(jié)60分鐘。
下面的表格示出使用以表中列出的重量比例混合的粉末冶金切削粉末(加工碎屑)和鑄鐵切削粉末(加工碎屑)組成的金屬粉末4而制備的過濾器2的性能。
作為金屬粉末4，20到40目的粉末冶金切削粉末(加工碎屑)以及用于粉末冶金的鐵粉以下表列出的重量比例混合在一起，并且通過在施加50至1500kg/cm2的壓力而調(diào)平頂表面時施加振動，從而均勻地填塞到由耐熱鋼形成的模具內(nèi)，所述模具插有不銹鋼穿孔板3以及施加有釋放劑。
具有穿孔板3并填塞有金屬粉末4的模具以1200℃在裂化氨氣環(huán)境下在推壓型高溫爐中燒結(jié)60分鐘。
下面的表格示出使用以表中列出的重量比例混合的粉末冶金切削粉末(加工碎屑)和用于粉末冶金的鐵粉組成的金屬粉末4而制備的過濾器2的性能。
作為金屬粉末4，鑄鐵切削粉末(加工碎屑)以及用于粉末冶金的鐵粉以下表列出的比例混合在一起，并且通過在調(diào)平頂表面時施加振動而均勻地填塞到由耐熱鋼形成的模具內(nèi)，所述模具插有碳鋼穿孔板3以及施加有模具潤滑劑。
具有穿孔板3并填塞有金屬粉末4的模具以1140℃在裂化氨氣環(huán)境下在網(wǎng)帶型爐中燒結(jié)60分鐘。
下面的表格示出使用以表中列出的重量比例混合的鑄鐵切削粉末(加工碎屑)以及用于粉末冶金的鐵粉組成的金屬粉末4而制備的過濾器2的性能。
作為金屬粉末4，20至40目的鋼切削粉末(加工碎屑)以及用于粉末冶金的鐵粉以下表列出的比例混合在一起，并且通過在調(diào)平頂表面時施加振動而均勻地填塞到由耐熱鋼形成的模具內(nèi)，所述模具插有碳鋼穿孔板3以及施加有模具潤滑劑。

具有穿孔板3并填塞有金屬粉末4的模具以1140℃在裂化氨氣環(huán)境下在網(wǎng)帶型爐中燒結(jié)60分鐘。
下面的表格示出使用以表中列出的重量比例混合的鋼切削粉末(加工碎屑)以及用于粉末冶金的鐵粉組成的金屬粉末4而制備的過濾器2的性能。
作為金屬粉末4，鑄鐵切削粉末(加工碎屑)以及造孔劑以下表列出的比例混合在一起，并且通過在用50至1500kg/cm2的壓力調(diào)平頂表面時施加振動而均勻地填塞到由耐熱鋼形成的模具內(nèi)，所述模具插有不銹鋼穿孔板3以及施加有模具潤滑劑。
常態(tài)蠟用作造孔劑。
具有穿孔板3并填塞有金屬粉末4的模具以1140℃在裂化氨氣環(huán)境下在網(wǎng)帶型爐中燒結(jié)60分鐘。
下面的表格示出使用以表中列出的重量比例混合的鑄鐵切削粉末(加工碎屑)以及造孔劑組成的金屬粉末4而制備的過濾器2的性能。
作為金屬粉末4，20至40目的不銹鋼粉末以及燒結(jié)促進劑以下表列出的比例混合在一起，并且通過在50至1500kg/cm2的壓力下調(diào)平頂表面時施加振動而均勻地填塞到由陶瓷材料形成的模具內(nèi)，所述模具插有不銹鋼穿孔板3。
Cu3P用作燒結(jié)促進劑。
具有穿孔板3并填塞有金屬粉末4的模具以1230℃在裂化氨氣環(huán)境下在推壓型高溫爐中燒結(jié)60分鐘。
下面的表格示出使用以表中列出的重量比例混合的不銹鋼粉末以及燒結(jié)促進劑組成的金屬粉末4而制備的過濾器2的性能。
作為金屬粉末4，20至40目的不銹鋼粉末和其經(jīng)處理后的粉末以5050的重量比例混合在一起而得到的混合粉末、以及燒結(jié)促進劑以下表所示的比例混合，并且通過在調(diào)平頂表面時施加振動而均勻地填塞到由陶瓷材料形成的模具內(nèi)，所述模具插有不銹鋼穿孔板3。
Cu3P用作燒結(jié)促進劑。
具有穿孔板3并填塞有金屬粉末4的模具以1230℃在裂化氨氣環(huán)境下在推壓型高溫爐中燒結(jié)60分鐘。
下面的表格示出使用20至40目的不銹鋼粉末和其經(jīng)處理后的粉末以50∶50的重量比例混合在一起而得到的混合粉末、與燒結(jié)促進劑以下表所示的重量比例混合而組成的金屬粉末4來制備的過濾器2的性能。
作為金屬粉末4，將20至40目的不銹鋼粉末和其經(jīng)處理后的粉末以50∶50的重量比例混合在一起而得到的混合粉末以92％的重量比與重量比為8％的燒結(jié)促進劑混合后得到的混合物再進一步與有機造孔劑(固態(tài)臘)以下表所示的比例混合，并且通過在以50至1500kg/cm2的壓力調(diào)平頂表面時施加振動而均勻地填塞到由陶瓷材料形成的模具內(nèi)，所述模具插有不銹鋼穿孔板3。
具有穿孔板3并填塞有粉末混合物的模具以1230℃在裂化氨氣環(huán)境下在推壓型高溫爐中燒結(jié)60分鐘。
下面的表格示出使用將20至40目的不銹鋼粉末和其經(jīng)處理后的粉末以50∶50的重量比例混合在一起而得到的混合粉末以92％的重量比與重量比為8％的燒結(jié)促進劑混合后得到的混合物再進一步與有機造孔劑以下表所示的重量比例混而組成的金屬粉末4來制備的過濾器2的性能。

工業(yè)實用性根據(jù)本發(fā)明，通過用加工碎屑制備用于過濾器中的所使用金屬粉末可以降低生產(chǎn)成本。另外，由于粉末在低壓下填塞并燒結(jié)，所以可以降低金屬粉末的密度，以改善過濾器的氣體通透性并減輕所述過濾器。
特別地，通過使用鑄鐵加工碎屑，燒結(jié)可以使用網(wǎng)帶型常規(guī)爐在1170℃或更低的溫度下進行，從而可以大批量生產(chǎn)所述過濾器。
權(quán)利要求
1.一種制造用在汽車氣囊的氣體發(fā)生裝置中的過濾器的方法，所述過濾器包括燒結(jié)在穿孔板上的金屬粉末，所述方法包括以下步驟通過使用框架模具在金屬板上均勻地形成1mm至8mm的孔并將所述板卷起1至2次而制備筒形的穿孔板；通過處理加工碎屑來制備20目至50目的金屬粉末；將所述穿孔板放入模具中，并振動填塞所述金屬粉末使之均勻地分布；以及在1000℃至1350℃下燒結(jié)所述金屬粉末15分鐘至120分鐘。
2.一種制造用在汽車氣囊的氣體發(fā)生裝置中的過濾器的方法，所述過濾器包括燒結(jié)在穿孔板上的金屬粉末，所述方法包括以下步驟通過使用框架模具在金屬板上均勻地形成1mm至8mm的孔并將所述板卷起1至2次而制備筒形的穿孔板；通過處理加工碎屑來制備20目到50目的金屬粉末；將所述穿孔板放入模具中，并振動填塞所述金屬粉末使之均勻地分布；在所述金屬粉末上施加50至1500kg/cm2的壓力；以及在1000℃至1350℃下燒結(jié)所述金屬粉末15分鐘至120分鐘。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述金屬粉末包括重量百分比為50至70％的20目至50目的不銹鋼粉末以及重量百分比為30至50％的再利用粉末，所述再利用粉末通過處理不銹鋼加工碎屑而制備。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述金屬粉末包括重量百分比為10至90％的20目至50目的用于粉末冶金的鐵粉以及重量百分比為10至90％的再利用粉末，所述再利用粉末通過處理鋼切削粉末(加工碎屑)而制備。
5.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述金屬粉末包括重量百分比為0至99％的20目至50目的用于粉末冶金的鐵粉以及重量百分比為1至100％的再利用粉末，所述再利用粉末通過處理鑄鐵切削粉末(加工碎屑)而制備。
6.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述金屬粉末包括通過處理在加工粉末冶金制品時所產(chǎn)生的加工碎屑從而使之尺寸為20目至50目而制備的粉末。
7.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述金屬粉末與造孔劑一起燒結(jié)，基于總重量，所述造孔劑的重量百分比為1至20％。
8.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述金屬粉末與作為燒結(jié)促進劑的Cu3P一起燒結(jié)，基于金屬粉末的重量，所述Cu3P的重量百分比為1至30％。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于汽車氣囊的氣體發(fā)生裝置中的過濾器。汽車氣囊裝備有用于產(chǎn)生高溫和高壓的氣體發(fā)生裝置，其中，火藥由于點火器的點火而爆炸，由此氣體產(chǎn)生劑點燃。通過氣體產(chǎn)生劑的燃燒，產(chǎn)生了高溫和高壓氣體，為了適用于氣囊的膨脹，氣體應(yīng)當冷卻，同時氣體中包含的雜質(zhì)應(yīng)當被去除。本發(fā)明涉及通過將穿孔板與金屬粉末一起燒結(jié)以符合前述要求而制備的過濾器，其中所述金屬粉末通過處理加工碎屑而制備。根據(jù)本發(fā)明的過濾器以下述方法制備使用框架模具在金屬板上均勻地形成1mm至8mm的孔、并將所述板卷起1次至2次而制備筒形的穿孔板；通過處理加工碎屑來制備20目至50目的金屬粉末；將所述穿孔板放入模具中，并振動填塞所述金屬粉末使之均勻地分布；以及在1000℃至1350℃下燒結(jié)所述金屬粉末15分鐘至120分鐘。
文檔編號B60R21/26GK1972826SQ200580020834
公開日2007年5月30日 申請日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月29日
發(fā)明者樸東圭, 鄭光喆, 李龍熙, 昔世勛, 徐珍錫 申請人:伽倻尖端素材技術(shù)株式會社, 茅人工程株式會社