排氣管球形接頭的制作方法
【專利摘要】在排氣管球形接頭(X)中，球形環(huán)密封件(36)被配裝并固定到管端部(42)。球形環(huán)密封件(36)抵靠抵接凸緣(43)而座置。由鐵—鉻基不銹鋼形成并包含質(zhì)量百分比為17.00％至19.00％的鉻的徑向張開部分(47)被固定到下游側(cè)排氣管(44)，并且凹狀球形表面部(45)的內(nèi)表面(48)與復(fù)合表面(40)滑動接觸，其中，由加固件(5)構(gòu)成的表面(38)和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面(39)以混合形式呈現(xiàn)在球形環(huán)密封件(36)的外層(35)的外表面(37)中。
【專利說明】排氣管球形接頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于汽車排氣管的排氣管球形接頭。
【背景技術(shù)】
[0002]關(guān)于汽車發(fā)動機的排氣，在圖17中示出了汽車發(fā)動機排氣通道的一個實例，在發(fā)動機的各汽缸(未示出)中產(chǎn)生的廢氣在排放歧管轉(zhuǎn)化器600中收集，并通過排氣管601和排氣管602送到輔助消聲器603中。穿過該輔助消聲器603的廢氣被進一步通過排氣管604和排氣管605送到消聲器606中，并且通過該消聲器606釋放到大氣中。
[0003]由于諸如發(fā)動機的搖擺和振動,諸如排氣管601和排氣管602以及排氣管604和排氣管605、輔助消聲器603和消聲器606等排放系統(tǒng)構(gòu)件受到重復(fù)的應(yīng)力作用。特別地，在使用高速旋轉(zhuǎn)和高功率發(fā)動機的情況下，施加在排放系統(tǒng)構(gòu)件上的應(yīng)力非常大。由此，排放系統(tǒng)構(gòu)件可能產(chǎn)生疲勞失效，發(fā)動機振動可能引起排放系統(tǒng)構(gòu)件共振，因而在一些情況下破壞車廂的安靜。為了克服這些問題，位于排氣歧管轉(zhuǎn)化器600和排氣管601之間的連接部分607和位于排氣管604和排氣管605之間的連接部分608由諸如排氣管球形接頭或風(fēng)箱型接頭等吸振機構(gòu)可移動地連接，由此，提供了這樣的優(yōu)勢，即由于諸如汽車發(fā)動機的搖擺和振動等因素導(dǎo)致的排氣系統(tǒng)構(gòu)件重復(fù)受到的應(yīng)力被吸收，因此，避免了排氣系統(tǒng)構(gòu)件的疲勞失效等，并克服了發(fā)動機引起排氣系統(tǒng)構(gòu)件共振和破壞汽車車廂內(nèi)部安靜的問題。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文件I JP-A-1979-76759
[0007]專利文件2 JP-A-1983-34230
[0008]專利文件3 JP-A-1994-123362
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]作為上述吸振機構(gòu)的一個實例，可以使用專利文獻I中所述的排氣管接頭和用于該接頭的密封件。專利文獻I所述的球形管接頭具有如下優(yōu)勢，與風(fēng)箱型接頭相比，其可以使得生產(chǎn)成本減少并獲得更優(yōu)的耐用性。然而，內(nèi)裝到該球形管接頭的該密封件形成為使得由膨脹石墨制成的耐熱材料和由金屬絲網(wǎng)制成的加固件被壓縮以由耐熱材料充滿加固件的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)目，并且由此耐熱材料和加固件以混合形式一體形成。同樣地，除了由于諸如加固件與耐熱材料的比例以及耐熱材料與加固件的壓縮程度的因素導(dǎo)致廢氣通過球面環(huán)形密封件本身而泄露的問題外，該密封件還有由于在局部凸出球面處存在與匹配件滑動接觸的耐熱材料而產(chǎn)生異常摩擦噪音的問題。例如，如果加固件相對耐熱材料的比例很大，并且耐熱材料的壓縮程度很小，那么可能的是，由于耐熱材料相對于無窮小的通道(縫隙)繞加固件的密封程度降低而發(fā)生初始泄露，并且由于諸如在高壓下耐熱材料被氧化磨損而使得廢氣可能在早期階段泄露。另外，如果在局部凸出球面處耐熱材料相對于加固件的暴露率很大，那么可能發(fā)生黏-滑效應(yīng)，可能由于該黏-滑效應(yīng)而產(chǎn)生異常摩擦噪音。[0010]可以使用專利文獻2和專利文獻3所描述的密封件來作為克服上述排氣密封件缺點的密封件。各所述密封件被形成為使得由金屬絲網(wǎng)制成的加固件與具有耐熱性并以疊層方式設(shè)置在其上的固體潤滑劑纏繞在一起，并且由金屬絲網(wǎng)制成的變形且纏繞的加固件和填充并保持在該加固件的金屬絲網(wǎng)的、細金屬絲之間的網(wǎng)目中的固體潤滑劑在通過壓制形成該疊層組件而獲得的預(yù)成型件的光滑表面上混合。
[0011]與專利文件I所述的密封件對比，由于由金屬絲網(wǎng)制成的加固件和固體潤滑劑以混合形式暴露在與匹配件滑動接觸的滑動表面上，這些密封件在滑動期間于匹配件的表面上形成固體潤滑劑薄膜的能力優(yōu)異，并且在固體潤滑劑薄膜過多地形成在匹配件上的情形下，由金屬絲網(wǎng)制成的加固件能夠起到將多余薄膜刮除的作用。因此，由于避免了在上述專利文件I的密封件中發(fā)生的與石墨薄膜的直接接觸，所以這些密封件在盡可能避免產(chǎn)生異常摩擦噪音方面尤其在通過內(nèi)裝入球形管接頭而使用的情形下都具有優(yōu)異效果。
[0012]然而，即使對于內(nèi)裝具有上述有益效果的密封件的球形管接頭，形成在匹配件表面上的固體潤滑劑薄膜會以磨損灰塵的形式置于摩擦表面上，增加了密封件和匹配件之間摩擦。特別地，在高于300°C的高溫區(qū)域中，該磨損灰塵以氧化物形式置于摩擦表面之間并將匹配件表面上的固體潤滑劑刮除，由此可能導(dǎo)致磨損轉(zhuǎn)移到由匹配件和在密封件中由金屬絲網(wǎng)制的加固件構(gòu)成的金屬之間的表面。
[0013]一般地，使用用以形成密封件的、具有耐熱性的不銹鋼絲作為由金屬絲網(wǎng)制成的加固件，并且匹配件也由具有耐熱性的不銹鋼形成；因此，在剛提到的金屬之間的摩擦中，摩擦是在不銹鋼之間的形式，即在稱為“相似組分的金屬”之間，這經(jīng)常表現(xiàn)為具有產(chǎn)生異常摩擦噪音的缺點的形式。另外，在密封件和匹配件之間的摩擦中，密封件的表面變成不連續(xù)表面(不規(guī)則表面)，由金屬絲制成的加固件暴露于該表面，并且與該不連續(xù)的表面形成摩擦的匹配件的表面的承壓強度變高，可能導(dǎo)致匹配件表面中產(chǎn)生凹坑等損傷，并因此加速匹配件表面的磨損和與該表面摩擦的固體潤滑劑的損失。
[0014]考慮上述方面，并進行艱苦的努力，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)由特殊不銹鋼形成的密封件和匹配件的組合，可以在即使不銹鋼之間的摩擦中也能抑制異常摩擦噪音產(chǎn)生，并可以盡可能避免在匹配件的表面和暴露有由金屬絲網(wǎng)制的加固件的密封件的不連續(xù)表面之間的摩擦所引起的諸如凹坑等損傷，由此，能盡可能避免匹配件的表面和與該匹配件表面形成摩擦的密封件的表面的磨損。
[0015]根據(jù)上述發(fā)現(xiàn)，設(shè)計了本發(fā)明，其目的是提供一種排氣管球形接頭，該排氣管球形接頭能夠盡量避免產(chǎn)生異常摩擦噪音，避免損害匹配件的表面和密封件的磨損，并允許順利實現(xiàn)排氣管中的相對角位移。
[0016]克服這些問題的方法
[0017]根據(jù)本發(fā)明，提供一種排氣管球形接頭，其中，球形環(huán)密封件被配裝并固定到連接至發(fā)動機側(cè)的上游側(cè)排氣管的外周表面，該球形環(huán)密封件包括球形環(huán)基底件和外層，該球形環(huán)基底件由圓柱形內(nèi)表面、局部凸出球形表面和在該局部凸出球形表面的大直徑側(cè)和小直徑側(cè)上的環(huán)形端面限定，該外層一體地形成在球形環(huán)基底件的局部凸出球形表面上，并且其中，包含膨脹石墨的耐熱材料、固體潤滑劑和由金屬絲網(wǎng)制成的加固件被壓縮使得固體潤滑劑和耐熱材料填充到加固件的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)目中，而且固體潤滑劑、耐熱材料和加固件以混合形式一體形成，在球形環(huán)密封件的外層中的外表面以面向上游側(cè)排氣管的方式設(shè)置并與連接到消聲器側(cè)的下游側(cè)排氣管的張開部分的凹狀球形表面部的內(nèi)表面滑動接觸，在該外表面中，由加固件構(gòu)成的表面和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合形式暴露，通過外層的外表面和凹狀球形表面部的內(nèi)表面之間的滑動接觸允許在上游側(cè)排氣管和下游側(cè)排氣管之間發(fā)生相對的角位移，其中，暴露在球形環(huán)密封件的外層的外表面上的、由金屬絲網(wǎng)制成的加固件由包含質(zhì)量百分比至少在16.00%至18.00%之間的鉻和質(zhì)量百分比至少在12.00%至15.00%之間的鎳的鐵一鉻一鎳基不銹鋼絲形成，并且與外表面滑動接觸的凹狀球形表面由包含質(zhì)量百分比至少在17.00%至19.00%之間的鉻的鐵一鉻基不銹鋼絲形成。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的排氣管球形接頭，暴露在球形環(huán)密封件的外層的外表面上的、由金屬絲網(wǎng)制成的加固件是由包含質(zhì)量百分比至少在16.00%至18.00%之間的鉻和質(zhì)量百分比在至少在12.00%至15.00%之間的鎳的鐵一鉻一鎳基不銹鋼絲形成，并且與球形環(huán)密封件滑動接觸的匹配件由包含質(zhì)量百分比至少在17.00%至19.00%之間的鉻的鐵一鉻基不銹鋼絲形成，由此即使在不銹鋼之間的滑動摩擦過程中也可以抑制異常摩擦噪音的產(chǎn)生，即使在匹配件和暴露于球形環(huán)密封件外層的外表面上、由金屬絲網(wǎng)制成的加固件的不連續(xù)表面之間的滑動摩擦過程中，也能盡量避免對匹配件的表面產(chǎn)生諸如凹坑等損傷，并且順利地允許排氣管中產(chǎn)生相對的角位移。
[0019]通過采用用于匹配件和暴露于該球形環(huán)密封件外層的外表面上的、由金屬絲網(wǎng)制成的加固件的不銹鋼的特別組合而獲得上述效果的原因尚未確定；然而，由于匹配件的磨損和損傷程度大體按照用于分別形成外層的加固件和匹配件中不銹鋼所包含鉻的相對含量的組合而進行波動，可以推測的是，所獲得的效果可以歸因于鉻含量在大體相同區(qū)間內(nèi)的鐵一鉻一鎳基不銹鋼絲和鐵一鉻基不銹鋼絲之間的組合。
[0020]在根據(jù)本發(fā)明的排氣管球形接頭中，暴露在球形環(huán)密封件的外層的外表面上的、由金屬絲網(wǎng)制成的加固件還包含質(zhì)量百分比為0.030%以下的碳、質(zhì)量百分比為1.00%以下的硅、質(zhì)量百分比為2.00%以下的錳、質(zhì)量百分比為0.045%以下的磷、質(zhì)量百分比為
0.030%以下的硫以及質(zhì)量百分比為2.00%至3.00%的鑰。在根據(jù)本發(fā)明的排氣管球形接頭中，優(yōu)選地，下游側(cè)排氣管的張開部分的凹狀球形表面部還包含質(zhì)量百分比為0.030%以下的碳、質(zhì)量百分比為1.00%以下的硅、質(zhì)量百分比為1.00%以下的錳、質(zhì)量百分比為
0.040%以下的磷、質(zhì)量百分比為0.030%以下的硫、質(zhì)量百分比為0.40%至0.80%的鈦和鈮(鈦和鈮的總量)，并且優(yōu)選地，還包含質(zhì)量百分比為0.75%至1.50%的鑰以及質(zhì)量百分比為0.020%以下的氮。
[0021 ] 在根據(jù)本發(fā)明的排氣管球形接頭中，用于形成內(nèi)裝入該排氣管球形接頭的球形環(huán)密封件的球形環(huán)基底件包括由金屬絲網(wǎng)制成的加固件和包含膨脹石墨并被壓縮以填充到該加固件的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)目中并與加固件以混合形式一體形成的耐熱材料。
[0022]在球形環(huán)密封件中形成球形環(huán)基底件和外層的各耐熱材料還可以進一步包含質(zhì)量百分比為1.0%至16.0 %的磷酸鹽，并且仍可以進一步包含質(zhì)量百分比為0.05%至5.0%的磷酸。
[0023]通過使用除膨脹石墨外還包含磷酸鹽或磷酸鹽及磷酸的耐熱材料，可以提高排氣管球形接頭的工作溫度。
[0024]在根據(jù)本發(fā)明的排氣管球形接頭中，暴露于球形環(huán)密封件外層的外表面上的固體潤滑劑可以包含質(zhì)量百分比為23%至57%的聚四氟乙烯樹脂或六方氮化硼、質(zhì)量百分比為5%至15%的水合氧化鋁以及質(zhì)量百分比為33%至67%的聚四氟乙烯樹脂。
[0025]暴露于球形環(huán)密封件外層的外表面上的固體潤滑劑能夠降低對匹配件的抗滑動摩擦性,并順利地允許排氣管的相對角位移。
[0026]本發(fā)明的有益效果
[0027]根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種排氣管球形接頭，該排氣管球形接頭可以抑制異常摩擦噪音的產(chǎn)生，即使在匹配件和由暴露于球形環(huán)密封件外層的外表面上、由金屬絲網(wǎng)制成的加固件的不連續(xù)表面之間的滑動摩擦過程中，也能盡量避免對匹配件的表面產(chǎn)生諸如凹坑及凹痕等損傷，并且順利地允許排氣管中產(chǎn)生相對的角位移。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的排氣管球形接頭的優(yōu)選實施例，其中，(a)部分是示意性剖視圖，(b)部分是示意性右側(cè)正視圖。
[0029]圖2是圖1所示球形環(huán)密封件的示意性剖視圖；
[0030]圖3是圖1所示球形環(huán)密封件的局部放大示例圖；
[0031]圖4是說明在生產(chǎn)球形環(huán)密封件的過程中形成加固件的方法的立體圖；
[0032]圖5是在生產(chǎn)球形環(huán)密封件的過程中耐熱材料的示意性立體圖；
[0033]圖6是加固件的金屬絲網(wǎng)網(wǎng)目的示意性平面圖；
[0034]圖7是在生產(chǎn)球形環(huán)密封件的過程中疊置組件的示意性立體圖；
[0035]圖8是在生產(chǎn)球形環(huán)密封件的過程中管狀基底構(gòu)件的示意性平面圖；
[0036]圖9是圖8所示管狀基底構(gòu)件的示意性豎向剖視圖；
[0037]圖10是在生產(chǎn)球形環(huán)密封件的過程中耐熱材料的示意性立體圖；
[0038]圖11是在生產(chǎn)球形環(huán)密封件的過程中具有涂層的多層板的示意性剖視圖；
[0039]圖12是說明在生產(chǎn)球形環(huán)密封件的過程中制備外層形成構(gòu)件的方法的示意圖；
[0040]圖13是說明在生產(chǎn)球形環(huán)密封件的過程中制備外層形成構(gòu)件的方法的另一示意圖；
[0041]圖14是在生產(chǎn)球形環(huán)密封件的過程中通過圖12所示制備方法獲取的外層形成構(gòu)件的示意性垂直剖視圖；
[0042]圖15是在生產(chǎn)球形環(huán)密封件的過程中圓筒形預(yù)成型件的示意性平面圖；
[0043]圖16是示出了在生產(chǎn)球形環(huán)密封件的過程中圓筒形預(yù)成型件插入模具的狀態(tài)下的剖視圖；
[0044]圖17是發(fā)動機的排氣系統(tǒng)的說明性示意圖。
【具體實施方式】
[0045]下面，將基于附圖中示出的優(yōu)選實施例來對本發(fā)明和用于實施本發(fā)明的實施方式進行更詳細說明。應(yīng)注意的是，本發(fā)明不限于這些實施例。
[0046]將對內(nèi)裝入排氣管球形接頭的球形環(huán)密封件的組成材料以及生產(chǎn)該球形環(huán)密封件的方法進行說明。
[0047]<膨脹石墨板I及其生產(chǎn)方法>[0048]在攪動濃度為98%的濃硫酸時，將濃度為60%的過氧化氫水溶液作為氧化劑加入，然后將該混合溶液用作反應(yīng)溶液。將該反應(yīng)溶液冷卻并保持在10°C的溫度下,然后將顆粒尺寸為30到80目的天然片狀石墨粉加入該反應(yīng)溶液，以進行預(yù)定時間的反應(yīng)。在該反應(yīng)后，將酸化處理的石墨粉通過抽吸過濾進行分離，然后重復(fù)兩次在水中攪拌該酸化處理的石墨粉并進行抽吸過濾的操作，由此，充分去除該酸化處理的石墨粉中的硫酸成分。然后，將已充分去除硫酸成分的、酸化處理的石墨粉置于干燥爐中干燥預(yù)定的時間，并將該材料用作酸化處理石墨粉。
[0049]將上述酸化處理石墨粉在960°C至1200°C的溫度中加熱(膨脹)處理I秒至10秒，以產(chǎn)生裂解氣。石墨層之間的間隙通過其氣體壓力而膨脹形成膨脹石墨顆粒(膨脹率:240倍至300倍)。將這些膨脹石墨顆粒進給到已調(diào)節(jié)至所需輥隙的雙輥設(shè)備，并輥壓成形，由此，制成具有所需厚度的膨脹石墨板I。
[0050]<膨脹石墨板II及其生產(chǎn)方法>
[0051]當(dāng)攪拌通過與上述酸化處理石墨粉類似的方法獲取的酸化處理石墨粉時，例如用由甲醇稀釋的、作為磷酸鹽的、濃度為50%的磷酸二氫鋁(Al(H2PO4)3)水溶液通過噴射的方式而與該酸化處理的石墨粉混合，并被均勻攪拌以制成濕性混合物。將該濕性混合物置于干燥爐中干燥一段預(yù)定的時間。然后，將該干燥的混合物在950°C至1200°C的溫度中加熱(膨脹)處理I秒至10秒，以產(chǎn)生裂解氣。石墨層之間的間隙通過其氣體壓力而膨脹形成膨脹石墨顆粒(膨脹率:240倍至300倍)。在該膨脹處理過程中，磷酸二氫鋁結(jié)構(gòu)式中的水被去除。將這些膨脹石墨顆粒進給到已調(diào)節(jié)至所需輥隙的雙輥設(shè)備，并輥壓成形，由此，制成具有所需厚度的膨脹石墨板II。
[0052]<膨脹石墨板III及其生產(chǎn)方法>
[0053]在攪拌通過與上述酸化處理石墨粉類似的方法獲取的酸化處理石墨粉的同時，例如用由甲醇稀釋的、作為磷酸鹽的、濃度為50 %的磷酸二氫鋁水溶液和作為磷酸的、濃度為84%的正磷酸(H3PO4)水溶液通過噴射的方式而與該酸化處理石墨粉混合，并均勻攪拌以制成濕性混合物。將該濕性混合物置于干燥爐中干燥一段預(yù)定的時間。然后，將該干燥的混合物在950°C至1200°C的溫度中加熱(膨脹)處理I秒至10秒，以產(chǎn)生裂解氣。石墨層之間的間隙通過其氣體壓力而膨脹形成膨脹石墨顆粒(膨脹率:240倍至300倍)。在該膨脹處理過程中，磷酸二氫鋁結(jié)構(gòu)式中的水被去除，并且正磷酸進行脫水反應(yīng)以生成五氧化二磷。將這些膨脹石墨顆粒進給到已調(diào)節(jié)至所需輥隙的雙輥設(shè)備，并輥壓成形，由此，制成具有所需厚度的膨脹石墨板III。
[0054]在以此方式制成的膨脹石墨板II中，優(yōu)選地，所包含的磷酸二氫鋁的質(zhì)量百分比為1.0%至16.0%。在膨脹石墨板III中，優(yōu)選地，所包含的磷酸二氫鋁和五氧化二磷的質(zhì)量百分比分別為1.0 %至16.0%和0.05%至5.0%。由于包含磷酸鹽或包含磷酸鹽和五氧化二磷的膨脹石墨的耐熱性提高了并且被賦予了抗氧化作用的能力，所以該膨脹石墨允許在例如600 °C或高于600 V的高溫范圍內(nèi)進行使用。在此，除了可以使用上述的磷酸二氫鋁作為磷酸鹽外，還可以使用磷酸二氫鋰(LiH2PO4)、磷酸氫二鋰(Li2HPO4)、磷酸二氫鈣([Ca(H2PO4)2])、磷酸氫鈣(CaHPO4)、磷酸氫二鋁([Al2(HPO4)3])等作為磷酸鹽。除了可以使用上述正磷酸作為磷酸外，還可以使用偏磷酸(HPO3)、多磷酸等作為磷酸。
[0055]在上述膨脹石墨板1、II和III中，它們的密度為1.0Mg/m3至1.5Mg/m3，優(yōu)選地為1.0Mg/m3至1.2Mg/m3,而它們的厚度合適地為0.3mm至0.6mm。
[0056]〈關(guān)于編織金屬絲網(wǎng)>
[0057]合適地，在球形環(huán)密封件中用于球形環(huán)基底件的編織金屬絲網(wǎng)通過使用一種或多種細金屬絲編織而成，所述金屬絲包括奧氏體或鐵素體不銹鋼絲、低碳鋼絲(JISG3532)或鍍鋅低碳鋼絲(JISG3547)等鐵基金屬絲，或銅一鎳合金(銅鎳合金)絲、銅一鎳一鋅合金(鎳銀合金)絲、黃銅絲或鈹銅絲等銅基金屬絲。
[0058]在球形環(huán)密封件中用于外層的編織金屬絲網(wǎng)通過使用一種或多種鐵一鉻一鎳基不銹鋼絲編織而成，所述不銹鋼絲包含質(zhì)量百分比0.030%以下的碳、質(zhì)量百分比
1.00%以下的硅、質(zhì)量百分比2.00%以下的錳、質(zhì)量百分比0.045%以下的磷、質(zhì)量百分比
0.030%以下的硫、質(zhì)量百分比在16.00%至18.00%之間的鉻、質(zhì)量百分比在12.00%至15.00%之間的鎳以及質(zhì)量百分比在2.00%至3.00%之間的鑰。
[0059]直徑在0.28mm至0.32mm之間的細金屬絲和不銹鋼絲都可以合適地用作球形環(huán)基底件和外層的編織金屬絲網(wǎng)。圖6所示的、由該直徑的細金屬絲和不銹鋼絲形成的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)目尺寸中優(yōu)選地長度為3mm至6mm左右，寬度為2mm至5mm左右。
[0060]<關(guān)于固體潤滑劑>
[0061]優(yōu)選地，固體潤滑劑包括質(zhì)量百分比為23%至57%的聚四氟乙烯樹脂(下文簡稱“PTFE”)或六方氮化硼(下文簡稱“h-BN”)、質(zhì)量百分比為5%至15%的水合氧化鋁以及質(zhì)量百分比為33%至67%的PTFE。
[0062]在該生產(chǎn)過程中，使用形式為水性分散體的上述剛提到的固體潤滑劑，其中，h-BN和PTFE分散地包含在氧化鋁溶膠中，氧化鋁溶膠中水合氧化鋁顆粒分散地包含在作為分散介質(zhì)的、含有酸的水中，并且該氧化鋁溶膠的氫離子濃度(PH)顯示為2至3，其中，水性分散體分散地包含作為固體成分的、質(zhì)量百分比為30%至50%的潤滑組分，該潤滑組分包含質(zhì)量百分比為23 %至57%的h-BN、質(zhì)量百分比為33 %至67 %的PTFE以及質(zhì)量百分比為5%至15%的水合氧化鋁。優(yōu)選地，用以形成水性分散體的h-BN粉末和PTFE粉末是盡可能細的粉末，并且合適地，使用平均顆粒尺寸小于10 μ m、更優(yōu)選地小于0.5 μ m的細粉末作為這些粉末。
[0063]在水性分散體中，用作氧化鋁溶膠的分散介質(zhì)的水中所包含的酸作為穩(wěn)定氧化鋁溶膠的抗絮凝劑起作用?？梢允褂弥T如鹽酸、硝酸、硫酸和酰胺硫酸等無機酸，但是特別地，硝酸是優(yōu)選的。
[0064]在水性分散體中用以形成氧化鋁溶膠的水合氧化鋁是一種由合成式Α1203.ηΗ20(在此合成式中，0〈n〈3)表示的化合物。在該化合物中，η通常是大于O (零)并小于3的數(shù)字，優(yōu)選地為0.5至2，更優(yōu)選地為0.7至1.5左右。作為水合氧化鋁，可以使用諸如勃姆石(Al2O3.ηΗ20)和水鋁石(Al2O3.H2O)等一水氧化鋁(氫氧化鋁)、如三水鋁礦(Al2O3.3Η20)和三羥鋁石(Al2O3.3Η20)等三水氧化鋁、擬薄水鋁石等。
[0065]接下來，參照附圖，將說明由上述組成材料構(gòu)成的球形環(huán)密封件的生產(chǎn)方法。
[0066](第一步)如圖4所示，中空圓筒形編織網(wǎng)I是通過將上述直徑為0.28mm至
0.32mm并由奧氏體或鐵素體鋼絲、低碳鋼絲或鍍鋅低碳鋼絲、或銅一鎳合金絲、銅一鎳一鋅合金絲、黃銅絲或鈹銅絲組成的細金屬絲編織成圓筒形而形成的，并且該編織網(wǎng)I的網(wǎng)目尺寸為長3mm至6mm左右，寬2mm至5mm左右(見圖6),將該中空圓筒形編織網(wǎng)I在軋棍2和3之間穿過，以進行壓制，由此形成具有預(yù)定寬度D的帶狀金屬絲網(wǎng)4。然后，通過將帶狀金屬絲網(wǎng)4切割成預(yù)定長度而制備用于球形環(huán)基底件的加固件5。
[0067](第二步)如圖5所示，制備用于球形環(huán)基底件的耐熱材料6(由膨脹石墨板1、膨脹石墨板II和膨脹石墨板III中的一個構(gòu)成)，耐熱材料6的寬度d相對于加固件5的寬度為從1.1OXD至2.1 XD，其長度I相對于加固件5的長度為從1.30XL至2.7XL，密度為 1.0Mg/m3 至 1.5Mg/m3,優(yōu)選地,密度為 1.0Mg/m3 至 1.2Mg/m3,厚度為 0.30mm 至 0.60mm。
[0068](第三步)按如下方式制備疊置組件12，其中，耐熱材料6和加固件5中的一個疊置在另一個的頂部上:為確保耐熱材料6的膨脹石墨全部暴露在下述球形環(huán)密封件36 (見圖1和圖2)的局部凸出球形表面31的大直徑側(cè)上的環(huán)狀端面32上以及其小直徑側(cè)上的環(huán)狀端面33上，如圖7所示，耐熱材料6被制成為沿寬度方向從加固件5的一個寬向端7伸出0.1 XD至0.3XD，該部分用作局部凸出球形表面31的大直徑側(cè)上的環(huán)狀端面32。此夕卜，耐熱材料6從端部7沿寬度方向的伸出量δ I大于其從加固件5的另一寬向端部8沿寬度方向的伸出量δ 2,另一寬度方向端部8用作局部凸出球形表面31的小直徑側(cè)上的環(huán)狀端面33。另外，耐熱材料6被制成為從加固件5的一縱向端部9沿縱向伸出1.3XL至
2.7XL，而加固件5的另一縱向端部10與耐熱材料6的對應(yīng)于該端部10的縱向端部11相配。
[0069](第四步)如圖8所示，疊置組件12圍繞中空圓筒形芯部(未示出)卷繞，其中耐熱材料6置于其內(nèi)側(cè)，并使得耐熱材料6多卷繞一圈，由此，形成管狀基底構(gòu)件13，其中，耐熱材料6暴露在內(nèi)周側(cè)和外周側(cè)上。就耐熱材料6來說,預(yù)先制備相對于加固件5的長度L為1.3XL至2.7XL的長度I的一個耐熱材料6，以使管狀基底構(gòu)件13內(nèi)的耐熱材料6的纏繞圈數(shù)大于加固件5的纏繞圈數(shù)。在管狀基底構(gòu)件13中，如圖9所示，在其一個寬向端側(cè)上的耐熱材料6從加固件5的一個端部7沿寬度方向伸出δ 1，并且在其另一寬向端側(cè)上的耐熱材料6從加固件5的另一個端部8沿寬度方向伸出δ 2。
[0070](第五步)獨立制備例如圖10所示的、用于外層的耐熱材料6，該耐熱材料6與用于球形環(huán)基底件的耐熱材料6相似，并且該耐熱材料6的直徑d也小于加固件5的寬度D，該耐熱材料6的長度I為可以使其纏繞管狀基底構(gòu)件13 —圈。
[0071](第六步)制備這樣的水性分散體，其中，h-BN和PTFE分散地包含在氧化鋁溶膠中，氧化鋁溶膠中的水合氧化鋁顆粒分散地包含在作為分散介質(zhì)的水中，該水含有作為抗絮凝劑的硝酸，并且氧化鋁溶膠的氫離子濃度(PH)顯示為2至3，其中，水性分散體分散地包含作為固體成分的、質(zhì)量百分比為30%至50%的潤滑組分，該潤滑組分包含質(zhì)量百分比為23 %至57 %的h-BN、質(zhì)量百分比為33 %至67 %的PTFE以及質(zhì)量百分比為5 %至15 %的水合氧化鋁。
[0072]水性分散體分散地包含有作為固體成分的、質(zhì)量百分比為30%至50%的潤滑組分，該潤滑組分包括質(zhì)量百分比為23%至57%的h-BN、質(zhì)量百分比為33%至67%的PTFE以及質(zhì)量百分比為5%至15%的水合氧化鋁，將這種水性分散體通過刷涂、輥涂、噴射等方式涂敷到耐熱材料6的一個表面，并且使該水性分散體被干燥以制成多層板15 (見圖11)，在該多層板15上，形成由潤滑組分組成的固體潤滑劑的涂層14。
[0073](第七步)如圖12至圖14所示，具有固體潤滑劑涂層14的多層板15被連續(xù)地插入用于外層的加固件5的內(nèi)部，加固件5由通過連續(xù)編織鐵一鉻一鎳基不銹鋼絲而獲得的中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)制成，這是通過編織機(未示出)進行編織而實現(xiàn)的，所述鐵一鉻一鎳基不銹鋼絲直徑為0.28mm至0.32mm,并包含質(zhì)量百分比至少為16.00%至18.00%以下的鉻以及質(zhì)量百分比為12.00%至15.00%以下的鎳。將插入有多層板15的加固件5從其插入開始端開始進給到都具有光滑圓筒形外周表面的一對圓筒形軋輥16和17之間的縫隙Λ1(0.4至0.6臟左右)，以沿多層板15(見圖13)的厚度方向擠壓并形成一體。以此方式，制成扁平的外層形成構(gòu)件20，其中，多層板15的耐熱材料6和多層板15的固體潤滑齊IJ的涂層14被填充到用于外層的加固件5的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)目中，并且由用于外層的加固件5構(gòu)成的表面18和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面19以混合的形式在該表面上暴露。
[0074](第八步)如圖15所示，以此方式獲得的形成構(gòu)件20的外層繞管狀基底構(gòu)件13的外周表面纏繞成使得涂層14置于外側(cè)的狀態(tài)，由此制成圓筒形預(yù)成型件21。
[0075](第九步)制備如圖16所示的模具28，其中，模具28在其內(nèi)表面上具有圓柱形壁表面22、從圓柱形壁表面22延續(xù)的局部凹狀球形壁表面23、以及從局部凹狀球形壁表面23延續(xù)的通孔24，并且其中，當(dāng)臺階形芯部25適配地插入到通孔24內(nèi)時，在模具28內(nèi)形成中空圓筒形部分26和從中空圓筒形部分26延續(xù)的球形環(huán)中空部分27。然后，將圓筒形預(yù)成型件21配裝到模具28的臺階狀芯部25上。
[0076]設(shè)置在模具28中的中空圓筒形部分26和球形環(huán)中空部分27內(nèi)的圓筒形預(yù)成型件21在98N/mm2至294N/mm2 (I噸/厘米2至3噸/厘米2)的壓力下沿著芯部軸線方向被壓縮成形。通過以上壓縮成形，制成球形環(huán)密封件36，其包括:球形環(huán)基底件34，其具有位于中部并由圓柱形內(nèi)表面30限定的通孔29、局部凸出球形表面31和在該局部凸出球形表面31的大直徑側(cè)和小直徑側(cè)上的環(huán)狀端面32和33 ；以及一體化形成在該球形環(huán)基底件34的局部凸出球形表面31上的外層35,如圖1和圖2所不。
[0077]在所制成的球形環(huán)密封件36中，由于用于該球形環(huán)基底件的耐熱材料6和用于該球形環(huán)基底件的加固件5被彼此壓縮并彼此纏卷，所以球形環(huán)基底件34被建構(gòu)成具有結(jié)構(gòu)整體性。在外層35中，用于外層的耐熱材料6、由潤滑成分組成的固體潤滑劑以及由金屬絲網(wǎng)制成的用于外層的加固件5被壓縮，使得該固體潤滑劑和用于外層的耐熱材料6填充到該用于外層的加固件5的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)目中，并且該固體潤滑劑、耐熱材料6以及加固件5以混合形式一體化形成，由此外層35的外表面37形成為復(fù)合表面40,在此復(fù)合表面40中，由用于外層的加固件5構(gòu)成的表面38和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面39以混合形式呈現(xiàn)。
[0078]通過內(nèi)裝入圖1所示的排氣管球形接頭X內(nèi)，來使用以此方式制成的球形環(huán)密封件36。在如圖1所示的排氣管球形接頭X內(nèi)，留出管端部42，將凸緣43豎直設(shè)置在上游側(cè)排氣管41的外周表面上，并且上游側(cè)排氣管41連接到發(fā)動機側(cè)。球形環(huán)密封件36在限定通孔29的圓柱形內(nèi)表面30處配裝到該管端部42上，并座置成使其大直徑側(cè)環(huán)形端面32抵接凸緣43。一體地具有凹狀球形表面部分45和從該凹狀球形表面部分45延續(xù)的凸緣部分46、并由鐵一鉻基不銹鋼形成的張開部分47被固定到設(shè)置成與上游側(cè)排氣管41相對的下游側(cè)排氣管44，并連接到消聲器側(cè)。凹狀球形表面部分45的內(nèi)表面可滑動地接觸球形環(huán)密封件36的外層35的外表面37中的復(fù)合表面40，在復(fù)合表面40中，由用于外層的加固件5構(gòu)成的表面38和由固體潤滑劑組成的表面39以混合的形式呈現(xiàn)。
[0079]在如圖1所示的排氣管球形接頭X內(nèi)，下游側(cè)的排氣管44借助于一對螺栓49和一對盤簧50被保持彈性地朝向上游側(cè)排氣管41推壓，各螺栓49的一端固定到凸緣43，另一端通過插入到張開部分47的凸緣部分46內(nèi)而布置，各盤簧50都布置在螺栓49的大頭和凸緣部分46之間。另外，該排氣管球形接頭X被布置成使得上游側(cè)排氣管41和下游側(cè)排氣管44之間發(fā)生的相對環(huán)形的位移適于通過復(fù)合表面40和張開部分47的凹狀球形表面部45的內(nèi)表面48之間的滑動接觸實現(xiàn)，一方面，在復(fù)合表面40中，由用于外層的加固件5構(gòu)成的表面38和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面39以混合形式呈現(xiàn)，并且該復(fù)合表面40用作球形環(huán)密封件36的外層35的滑動表面，另一方面，張開部分47的凹狀球形表面部45的內(nèi)表面48在下游側(cè)排氣管44的端部形成。
[0080]使用包含以下成分的鐵一鉻基不銹鋼作為用于形成具有凹狀球形表面部45的張開部分47的鐵一鉻基不銹鋼，其包含質(zhì)量百分比為0.030%以下的碳、質(zhì)量百分比為
1.00%以下的硅、質(zhì)量百分比為1.00%以下的錳、質(zhì)量百分比為0.040%以下的磷、質(zhì)量百分比為0.030%以下的硫、質(zhì)量百分比在17.00%至19.00%之間的鉻、質(zhì)量百分比在
0.40%至0.80%之間的鈦和鈮，或者除上述成分組合外，另外包含質(zhì)量百分比在0.75%至
1.50%之間的鑰和質(zhì)量百分比小于0.20%的氮的鐵一鉻基不銹鋼。
[0081]實例
[0082]<實例中使用的球形環(huán)密封件(Al)和球形環(huán)密封件(A2) >
[0083]通過使用直徑為0.28mm的一種奧氏體不銹鋼絲作為細金屬絲，制成網(wǎng)目尺寸為長4mm、寬5mm左右的中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)，并且使該圓筒形編織金屬絲網(wǎng)穿過一對棍子之間，由此制備成作為球形環(huán)基底件的加固件的帶狀金屬絲網(wǎng)。使用密度為1.12Mg/m3、厚度為0.38mm的膨脹石墨板(膨脹石墨板I)作為用于球形環(huán)基底件的耐熱材料。在將耐熱材料首先卷繞一個圓周部之后，將用于球形環(huán)基底件的加固件疊置在耐熱材料的內(nèi)側(cè)上，然后卷繞該疊置組件，由此制備管狀基底構(gòu)件，在該管狀基底構(gòu)件中，耐熱材料位于最外周上。在此管狀基底構(gòu)件中，耐熱材料的寬度方向上相對的兩端部分別沿其寬向從用于球形環(huán)基底件的加固件伸出。
[0084]獨立制備與上述膨脹石墨板I類似的、密度為1.12Mg/m3、厚度為0.38mm的膨脹石墨板作為用于外層的耐熱材料，并制備一種氧化鋁溶膠，在該氧化鋁溶膠中，勃姆石(一水氧化鋁:A1203.H2O)作為水合氧化鋁分散包含在用作分散介質(zhì)的水中，該水中包含用作抗絮凝劑的硝酸，該氧化鋁溶膠的氫離子濃度(PH)呈現(xiàn)為2。水性分散體中h-BN和PTFE分散地包含在該氧化鋁溶膠內(nèi)，且該水性分散體分散地包含作為固體成分的、質(zhì)量百分比為50 %的潤滑成分，該潤滑成分包含質(zhì)量百分比為45.0 %的h-BN、質(zhì)量百分比為50.0的PTFE以及質(zhì)量百分比為5.0的勃姆石，將該水性分散體(質(zhì)量百分比為22.5%的h-BN、質(zhì)量百分比為25.0%的PTFE以及質(zhì)量百分比為2.5%的勃姆石)輥涂到該耐熱材料的一個表面上，并干燥以在該耐熱材料的一表面上形成由潤滑成分組成的固體潤滑劑(質(zhì)量百分比為45.0%的h-BN、質(zhì)量百分比為50.0%的PTFE以及質(zhì)量百分比為5.0%的勃姆石)的涂層，由此制成由耐熱材料和涂敷該膨脹石墨板的一個表面的固體潤滑劑涂層所組成的多層板。
[0085]通過使用(I)直徑為0.28mm并且包含質(zhì)量百分比為0.030%以下的碳、質(zhì)量百分比為1.00%以下的硅、質(zhì)量百分比為2.00%以下的錳、質(zhì)量百分比為0.045%以下的磷、質(zhì)量百分比為0.030%以下的硫、質(zhì)量百分比為16.00%的鉻、質(zhì)量百分比為12.00%的鎳、質(zhì)量百分比為2.00%的鑰的鐵一鉻一鎳基不銹鋼絲和(2)直徑相同并且包含質(zhì)量百分比為0.030%以下的碳、質(zhì)量百分比為1.00%以下的硅、質(zhì)量百分比為2.00%以下的錳、質(zhì)量百分比為0.045%以下的磷、質(zhì)量百分比為0.030%以下的硫、質(zhì)量百分比為18.00%的鉻、質(zhì)量百分比為15.00%的鎳、質(zhì)量百分比為3.00%的鑰的鐵一鉻一鎳基不銹鋼絲中的任一個，連續(xù)編織網(wǎng)目尺寸為長3.5_、寬為2.5mm左右的、用作外層加固件的中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)，然后將多層板連續(xù)地插入該中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)的內(nèi)部。將內(nèi)部插有多層板的該中空圓筒形金屬絲網(wǎng)從該多層板的插入開始端開始進給到一對圓筒形輥子之間的輥隙內(nèi)，使得在多層板的厚度方向上進行壓制，由此將該中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)變形成扁平編織金屬絲網(wǎng)，并由此將多層板和該扁平編織金屬絲網(wǎng)形成一體。由此，制成扁平的外層形成構(gòu)件，其中，多層板的耐熱材料和在該耐熱材料的表面上形成的固體潤滑劑的涂層被填充到用于外層的加固件的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)目中，并且由用于該外層的加固件構(gòu)成的表面和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合的形式在該表面上暴露。
[0086]將該外層形成構(gòu)件在使其固體潤滑劑被暴露的表面位于外側(cè)上的狀態(tài)下纏繞上述管狀基底構(gòu)件的外周表面，由此制成圓筒形預(yù)成型件。
[0087]將該圓筒形預(yù)成型件配裝到圖16所示模具的臺階形芯部上，并設(shè)置在該模具內(nèi)的中空部分中。
[0088]使設(shè)置在該模具的中空圓筒形部內(nèi)的圓筒形預(yù)成型件沿芯部軸線的方向在294N/mm2(3噸/cm2)的壓力下被壓縮成形。由此，制成球形環(huán)密封件，該球形環(huán)密封件包括:具有位于中部并由圓筒形內(nèi)表面限定的通孔以及局部凸出球形表面的大直徑側(cè)和小直徑側(cè)上的環(huán)狀端面的球形環(huán)基底件；和在球形環(huán)基底件的局部凸出球形表面上一體形成的外層。
[0089]在以此方式獲得的球形環(huán)密封件(Al)和(A2)中的一個中，球形環(huán)基底件包括用于球形環(huán)基底件的、由壓縮編織金屬絲網(wǎng)制成的加固件和由膨脹石墨板I構(gòu)成的耐熱材料，該壓縮編織金屬絲網(wǎng)通過使用直徑為0.28mm的奧氏體不銹鋼編織而成且網(wǎng)目尺寸為長5_和寬4_左右，該耐熱材料被壓縮成填充該加固件的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)目并與加固件以混合形式一體化形成。球形環(huán)密封件(Al)包括外層，其中，加固件、由潤滑成分組成的固體潤滑劑和包含膨脹石墨的耐熱材料被壓縮使得該固體潤滑劑和耐熱材料填充到該加固件的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)目中，并使得其外表面形成為復(fù)合表面，在該復(fù)合表面中，由加固件構(gòu)成的表面和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合形式暴露，在外層中，該加固件由編織金屬絲網(wǎng)制成，該編織金屬絲網(wǎng)通過使用直徑為0.28mm并包含質(zhì)量百分比為0.030%以下的碳、質(zhì)量百分比為1.00%以下的硅、質(zhì)量百分比為2.00%以下的錳、質(zhì)量百分比為0.045%以下的磷、質(zhì)量百分比為0.030%以下的硫、質(zhì)量百分比為16.00%的鉻、質(zhì)量百分比為12.00%的鎳、質(zhì)量百分比為2.00%的鑰的鐵一鉻一鎳基不銹鋼絲編織而成，并且其網(wǎng)目尺寸為長3.5mm、寬2.5mm左右。球形環(huán)密封件(A2)包括外層，其中，加固件、由潤滑成分組成的固體潤滑劑和包含膨脹石墨的耐熱材料被壓縮使得固體潤滑劑和耐熱材料填充到該加固件的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)目中，并使得其外表面形成為復(fù)合表面，在該復(fù)合表面中，由加固件構(gòu)成的表面和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合形式暴露，其中，該加固件由編織金屬絲網(wǎng)制成，該編織金屬絲網(wǎng)通過使用包含質(zhì)量百分比為0.030%以下的碳、質(zhì)量百分比為1.00%以下的硅、質(zhì)量百分比為2.00%以下的錳、質(zhì)量百分比為0.045%以下的磷、質(zhì)量百分比為0.030%以下的硫、質(zhì)量百分比為18.00%的鉻、質(zhì)量百分比為15.00%的鎳、質(zhì)量百分比為
3.00%的鑰的鐵一鉻一鎳基不銹鋼絲編織而成，并且其網(wǎng)目尺寸為長3.5mm、寬2.5mm左右。[0090]<對比實例中使用的球形環(huán)密封件(BI)和球形環(huán)密封件(B2) >
[0091]管狀基底構(gòu)件以與上述實例相同的方式制成。在此管狀基底構(gòu)件中，耐熱材料的寬向上相對的兩端部分別沿其寬向從用于球形環(huán)基底件的加固件伸出。
[0092]以與上述實例相同的方式，制成多層板，在該多層板中，固體潤滑劑(質(zhì)量百分比45.0 %的h-BN、質(zhì)量百分比為50.0 %的PTFE以及質(zhì)量百分比為5.0 %的勃姆石)的涂層形成在該耐熱材料的一表面上。
[0093]通過使用(I)直徑為0.28mm并且包含質(zhì)量百分比為0.080%以下的碳、質(zhì)量百分比為1.50%以下的硅、質(zhì)量百分比為2.00%以下的錳、質(zhì)量百分比為0.045%以下的磷、質(zhì)量百分比為0.030%以下的硫、質(zhì)量百分比為24.00%的鉻、質(zhì)量百分比為19.00%的鎳的鐵一鉻一鎳基不銹鋼絲和(2)直徑相同并且包含質(zhì)量百分比為0.080%以下的碳、質(zhì)量百分比為1.50%以下的硅、質(zhì)量百分比為2.00%以下的錳、質(zhì)量百分比為0.045%以下的磷、質(zhì)量百分比為0.030%以下的硫、質(zhì)量百分比為26.00%的鉻、質(zhì)量百分比為22.00%的鎳的鐵一鉻一鎳基不銹鋼絲中的任一個，連續(xù)編織網(wǎng)目尺寸為3.5mm、寬為2.5mm左右的、用作外層加固件的中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)，然后將該多層板連續(xù)插入該中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)的內(nèi)部。將內(nèi)部插有多層板的該中空圓筒形金屬絲網(wǎng)從該多層板的插入開始端開始進給到一對圓筒形輥子之間的輥隙內(nèi)，使得在多層板的厚度方向上進行壓制，由此將該中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)變形成扁平編織金屬絲網(wǎng)，并由此將多層板和該扁平編織金屬絲網(wǎng)形成一體。由此，制成扁平的外層形成構(gòu)件，其中，多層板的耐熱材料和在該耐熱材料的表面上形成的固體潤滑劑的涂層被填充到用于外層的加固件的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)目中，并且由用于該外層的加固件構(gòu)成的表面和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合的形式在該表面上暴露。
[0094]將該外層形成構(gòu)件在其固體潤滑劑被暴露的表面位于外側(cè)上的狀態(tài)下纏繞上述管狀基底構(gòu)件的外周表面，由此制成圓筒形預(yù)成型件。然后，以與實例相同的方法制造球形環(huán)密封件，其包括:由圓柱形內(nèi)表面和局部凸出球形表面的大直徑側(cè)和小直徑側(cè)上的環(huán)狀端面限定的球形環(huán)基底件；和在該球形環(huán)基底件的局部凸出球形表面上一體形成的外層。
[0095]在由此獲得的球形環(huán)密封件(BI)和(B2)中的一個中，球形環(huán)基底件包括用于由壓縮編織金屬絲網(wǎng)制成的球形環(huán)基底件的加固件和由膨脹石墨板I構(gòu)成的耐熱材料，該壓縮編織金屬絲網(wǎng)通過使用直徑為0.28mm的奧氏體不銹鋼編織而成且網(wǎng)目尺寸為長5mm和寬4_左右，該耐熱材料被壓縮成填充該加固件的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)目并與加固件以混合形式一體化形成。球形環(huán)密封件(BI)包括外層，其中，加固件、由潤滑成分組成的固體潤滑劑和包含膨脹石墨的耐熱材料被壓縮使得該固體潤滑劑和耐熱材料填充到該加固件的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)目中，并使得其外表面形成為復(fù)合表面，在該復(fù)合表面中，由加固件構(gòu)成的表面和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合形式暴露，該加固件由編織金屬絲網(wǎng)制成，該編織金屬絲網(wǎng)通過使用直徑為0.28mm并包含質(zhì)量百分比為0.080%以下的碳、質(zhì)量百分比為1.50%以下的硅、質(zhì)量百分比為2.00%以下的錳、質(zhì)量百分比為0.045%以下的磷、質(zhì)量百分比為
0.030 %以下的硫、質(zhì)量百分比為24.00 %的鉻、質(zhì)量百分比為19.00 %的鎳的鐵一鉻一鎳基不銹鋼絲編織而成，并且其網(wǎng)目尺寸為長3.5mm、寬2.5mm左右。
[0096]球形環(huán)密封件(B2)包括外層，其中，加固件、由潤滑成分組成的固體潤滑劑和包含膨脹石墨的耐熱材料被壓縮使得該固體潤滑劑和耐熱材料填充到該加固件的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)目中，并使得其外表面形成為復(fù)合表面，在該復(fù)合表面中，由加固件構(gòu)成的表面和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合形式曝露，該加固件由編織金屬絲網(wǎng)制成，該編織金屬絲網(wǎng)通過使用包含質(zhì)量百分比為0.080%以下的碳、質(zhì)量百分比為1.50%以下的硅、質(zhì)量百分比為2.00%以下的錳、質(zhì)量百分比為0.045%以下的磷、質(zhì)量百分比為0.030%以下的硫、質(zhì)量百分比為26.00%的鉻、質(zhì)量百分比為22.00%的鎳的鐵一鉻一鎳基不銹鋼絲編織而成，并且其網(wǎng)目尺寸為長3.5mm、寬2.5mm左右。
[0097]
[0098]下面，將說明通過將上述球形環(huán)密封件(Al)和(A2)以及球形環(huán)密封件(BI)和(B2)中的一個內(nèi)裝入圖1所示的排氣管球形接頭而對匹配件的表面粗糙度、氣體泄漏量和是否產(chǎn)生異常摩擦噪音所做的試驗結(jié)果。
[0099]〈表面粗糙度的試驗條件〉
[0100]使用盤簧的擠壓力(彈簧設(shè)定力):590N
[0101]激勵幅值:±2°
[0102]激勵頻率:25Hz
[0103]溫度(圖1所示的凹狀球形表面部45的外表面溫度):300°C
[0104]激勵時間:42小時
[0105]激勵次數(shù):3，740，000次
[0106]匹配件(圖1所示的凹狀球形表面部45的材料):
[0107]α:包含質(zhì)量百分比為0.030%以下的碳、質(zhì)量百分比為1.00%以下的硅、質(zhì)量百分比為1.00 %以下的錳、質(zhì)量百分比為0.040 %以下的磷、質(zhì)量百分比為0.030 %以下的硫、質(zhì)量百分比為18.00%的鉻以及質(zhì)量百分比為0.40%的鈦和鈮的鐵一鉻基不銹鋼
[0108]β:包含質(zhì)量百分比為0.025%以下的碳、質(zhì)量百分比為0.60%以下的硅、質(zhì)量百分比為0.50%以下的錳、質(zhì)量百分比為0.040%以下的磷、質(zhì)量百分比為0.020%以下的硫、質(zhì)量百分比為18.00%的鉻、質(zhì)量百分比為0.40%的鈦和鈮、質(zhì)量百分比為0.75%的鑰以及質(zhì)量百分比為0.020%以下的氮的鐵一鉻基不銹鋼
[0109]Y:包含質(zhì)量百分比為0.020%以下的碳、質(zhì)量百分比為0.80%以下的硅、質(zhì)量百分比為0.50%以下的錳、質(zhì)量百分比為0.040%以下的磷、質(zhì)量百分比為0.010%以下的硫、質(zhì)量百分比為14.00%的鉻以及質(zhì)量百分比為0.50%的鈮的鐵一鉻基不銹鋼
[0110]〈試驗方法〉
[0111]固定圖1所示排氣管球形接頭中的上游側(cè)排氣管，在上述試驗條件下激勵下游側(cè)排氣管，并測量試驗后(在完成3，740，000次激勵之后)的匹配件的表面的表面粗糙度(μ m) ο
[0112]<氣體泄漏量的測量方法>
[0113]在完成上述表面粗糙度試驗后，關(guān)閉圖1所示排氣管球形接頭的一根排氣管的開口，并允許干燥空氣在0.049MPa(0.5kgf/cm2)的壓力下從另一排氣管側(cè)流出。通過流量計測量從球形接頭(在球形環(huán)密封件的外表面和張開部分的凹狀球形表面部的內(nèi)表面之間的滑動接觸部分、在球形環(huán)密封件的圓筒形內(nèi)表面和排氣管的管端部之間的配裝部分以及在環(huán)狀端面和垂直設(shè)置在排氣管上的凸緣之間的抵接部分)泄漏的氣體泄漏量(升/分(1/min))
[0114]表I示出了上述試驗的結(jié)果。[0115][表1]
[0116]
【權(quán)利要求】
1.一種排氣管球形接頭，其中，球形環(huán)密封件被配裝并固定到連接至發(fā)動機側(cè)的上游側(cè)排氣管的外周表面，所述球形環(huán)密封件包括球形環(huán)基底件和外層，所述球形環(huán)基底件由圓柱形內(nèi)表面、局部凸出球形表面和在所述局部凸出球形表面的大直徑側(cè)和小直徑側(cè)上的環(huán)形端面限定，所述外層一體地形成在所述球形環(huán)基底件的所述局部凸出球形表面上，并且其中，包含膨脹石墨的耐熱材料、固體潤滑劑和由金屬絲網(wǎng)制成的加固件被壓縮，使得所述固體潤滑劑和所述耐熱材料填充到所述加固件的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)目中，而且所述固體潤滑劑、所述耐熱材料和所述加固件以混合形式一體形成，在所述球形環(huán)密封件的所述外層中的外表面以面向所述上游側(cè)排氣管的方式設(shè)置并與連接到消聲器側(cè)的下游側(cè)排氣管的張開部分的凹狀球形表面部的內(nèi)表面滑動接觸，在所述外表面中，由所述加固件構(gòu)成的表面和由所述固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合形式暴露，通過所述外層的所述外表面和所述凹狀球形表面部的所述內(nèi)表面之間的滑動接觸允許在所述上游側(cè)排氣管和所述下游側(cè)排氣管之間發(fā)生相對的角位移，其中， 暴露在所述球形環(huán)密封件的所述外層的所述外表面上的、由金屬絲網(wǎng)制成的所述加固件由包含質(zhì)量百分比至少在16.00%至18.00%之間的鉻和質(zhì)量百分比至少在12.00%至15.00%之間的鎳的鐵一鉻一鎳基不銹鋼絲形成，并且與所述外表面滑動接觸的所述凹狀球形表面由包含質(zhì)量百分比至少在17.00%至19.00%之間的鉻的鐵一鉻基不銹鋼絲形成。
2.如權(quán)利要求1所述的排氣管球形接頭，其特征在于，暴露在所述球形環(huán)密封件的所述外層的所述外表面上的、由金屬絲網(wǎng)制成的所述加固件還包含質(zhì)量百分比為0.030%以下的碳、質(zhì)量百分比為1.00%以下的硅、質(zhì)量百分比為2.00%以下的錳、質(zhì)量百分比為0.045%以下的磷、質(zhì)量百分比為0.030%以下的硫以及質(zhì)量百分比為2.00%至3.00%的鑰。
3.如權(quán)利要求1所述的排氣管球形接頭，其特征在于，所述下游側(cè)排氣管的所述張開部分的所述凹狀球形表面部還包含質(zhì)量百分比為0.030%以下的碳、質(zhì)量百分比為1.00%以下的硅、質(zhì)量百分比為1.00%以下的錳、質(zhì)量百分比為0.040%以下的磷、質(zhì)量百分比為0.030%以下的硫以及質(zhì)量百分比為0.40%至0.80%的鈦和鈮。
4.如權(quán)利要求3所述的排氣管球形接頭，其特征在于，所述下游側(cè)排氣管的所述張開部分的所述凹狀球形表面部還包含質(zhì)量百分比為0.75%至1.50%的鑰和質(zhì)量百分比為0.020%以下的氮。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的排氣管球形接頭，其特征在于，暴露于所述球形環(huán)密封件的所述外層的所述外表面上的所述固體潤滑劑包含質(zhì)量百分比為23%至57%的六方氮化硼、質(zhì)量百分比為5%至15%的水合氧化鋁以及質(zhì)量百分比為33%至67%的聚四氟乙烯樹脂。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的排氣管球形接頭，所述球形環(huán)基底件包括由金屬絲網(wǎng)制成的加固件和包含膨脹石墨并被壓縮成與所述加固件以混合形式一體形成的耐熱材料。
7.如權(quán)利要求6所述的排氣管球形接頭，其特征在于，所述球形環(huán)基底件和所述外層的各所述耐熱材料都進一步包含質(zhì)量百分比為1.0%至16.0%的磷酸鹽。
8.如權(quán)利要求7所述的排氣管球形接頭，其特征在于，所述球形環(huán)基底件和所述外層的各所述耐 熱材料都進一步包含質(zhì)量百分比為0.05%至5.0%的磷酸。
【文檔編號】F01N13/08GK104040227SQ201280066853
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月12日
【發(fā)明者】黑瀨講平, 佐藤榮治, 淺野嘉文, 鯉渕良太 申請人:奧依列斯工業(yè)株式會社