球形環(huán)密封件及其制造方法
【專利摘要】一種球形環(huán)密封件(40)包括：球形環(huán)基底件(38)，其由在中部限定通孔(33)的圓柱形內(nèi)表面(34)、部分凸球形表面(35)、以及在部分凸球形表面(35)的大直徑側(cè)和小直徑側(cè)上的環(huán)狀端面(36)和(37)限定；以及外層(39)，其一體地形成于球形環(huán)基底件(38)的部分凸球形表面(35)上。
【專利說明】球形環(huán)密封件及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在用于汽車排氣管的球形接頭中使用的球形環(huán)密封件和制造球形環(huán)密封件的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]對于汽車發(fā)動機的廢氣來說，在示出汽車發(fā)動機的排氣通道的一個示例的圖21中，在發(fā)動機的相應(yīng)的汽缸(未示出)中生成的廢氣被收集在排氣歧管催化劑轉(zhuǎn)化器600中并且通過排氣管601和排氣管602被送到輔助消音器603。穿過該輔助消音器603的廢氣通過排氣管604和排氣管605被進(jìn)一步送到消音器606，并且通過該消音器606釋放到大氣。
[0003]諸如這些排氣管601和602以及604和605、輔助消音器603、消音器606之類的排氣系統(tǒng)構(gòu)件會由于例如發(fā)動機的顛簸特性和振動而反復(fù)地經(jīng)受應(yīng)力。特別是在高速旋轉(zhuǎn)和高輸出發(fā)動機的情況中，施加到排氣系統(tǒng)構(gòu)件的應(yīng)力變得相當(dāng)大。因而，這種大應(yīng)力可能會在排氣系統(tǒng)構(gòu)件中造成疲勞失效，并且發(fā)動機振動會使排氣系統(tǒng)構(gòu)件發(fā)生共振，從而在一些情況下增大車廂內(nèi)的噪音。為了克服這些問題，排氣歧管催化劑轉(zhuǎn)化器600與排氣管601之間的連接部分607和排氣管604與排氣管605之間的連接部分608通過諸如排氣管球形接頭或波紋管型接頭之類的振動吸收機構(gòu)可動地連接，由此提供的優(yōu)點在于，吸收了由于諸如汽車發(fā)動機的顛簸特性和振動而使排氣系統(tǒng)構(gòu)件反復(fù)經(jīng)受的應(yīng)力，由此防止這些排氣系統(tǒng)構(gòu)件的疲勞失效等，并克服了發(fā)動機振動使排氣系統(tǒng)構(gòu)件共振并增大車廂內(nèi)部噪音的問題。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)I JP-A-54-76759
[0007]專利文獻(xiàn)2:W0 2009/078165


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的問題
[0009]作為上述振動吸收機構(gòu)的一個示例，可以引用專利文獻(xiàn)I中描述的排氣管接頭和在該接頭中使用的排氣密封件。在該專利文獻(xiàn)I中描述的排氣密封件的優(yōu)點在于:它是耐熱的，與匹配構(gòu)件的親和力優(yōu)異，并且具有明顯改善的沖擊強度；然而，該排氣密封件的缺點在于，當(dāng)其在干摩擦條件下經(jīng)受摩擦?xí)r常常生成異常的噪音。該排氣密封件的缺點可想象地主要歸因于在用于形成該排氣密封件的耐熱材料(例如，膨脹石墨)的靜摩擦系數(shù)和動摩擦系數(shù)之間存在巨大差異的事實，以及由這種耐熱材料構(gòu)成的排氣密封件的摩擦阻力相對于其滑動速度呈現(xiàn)出負(fù)阻力的事實。
[0010]作為用于克服上述排氣密封件的缺點的球形環(huán)密封件，專利文獻(xiàn)2中公開的一種是已知的。在該專利文獻(xiàn)2中描述且在圖22和23中示出的球形環(huán)密封件700由下列部分構(gòu)成:球形環(huán)基底件705，其由圓柱形內(nèi)表面701、部分凸球形表面702、以及在部分凸球形表面702的大直徑側(cè)和小直徑側(cè)上的環(huán)狀端面703和704限定；以及外層706，其一體地形成于球形環(huán)基底件705上。球形環(huán)基底件705包括由金屬絲網(wǎng)制成的加固件707和包含膨脹石墨的耐熱材料708，耐熱材料708被壓縮以便填充加固件707的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼并與加固件707以混合形式一體化，并且外層706由底層714和滑動層715構(gòu)成，底層714包括由金屬絲網(wǎng)制成且被壓縮的加固件709和包含膨脹石墨的耐熱材料713，耐熱材料713被壓縮以便填充加固件709的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼并且被緊密地壓力結(jié)合到加固件709并且具有表面712，表面712與加固件709的表面710齊平且與該表面710 —起形成外層中間表面711，底層714與部分凸球形表面702 —體地形成，滑動層715具有潤滑組合物，該潤滑組合物一體地粘附到且形成于在外層中間表面711處的底層714上。由外層706中的加固件709和耐熱材料713形成的底層714的外層中間表面711以5至35%的面積比散布有加固件709的表面710，外層中間表面711的表面粗糙度以算術(shù)平均粗糙度Ra計為5至30 μ m，并且暴露于外部的外層706的表面716由滑動層715的平滑表面717構(gòu)成。
[0011]在球形環(huán)密封件700中，底層714的外層中間表面711以5至35%的面積比散布有加固件709的表面710，潤滑組合物的滑動層715通過涂布在該外層中間表面711上而一體地形成，并且暴露于外部的外層706的表面716由滑動層715的平滑表面717形成。因此，在與匹配構(gòu)件的滑動摩擦中，可以避免加固件709在外層706處與匹配構(gòu)件的表面的局部摩擦，結(jié)果導(dǎo)致可以盡可能可行地防止由于滑動摩擦導(dǎo)致的匹配構(gòu)件表面的損壞和粗糙化，從而可以防止密封性能的降低。此外，由于借助于形成在匹配構(gòu)件的表面上的過量潤滑膜的刮除作用，匹配構(gòu)件通過形成于匹配構(gòu)件的表面上的合適的潤滑膜發(fā)生滑動摩擦，所以能盡可能可行地防止生成異常的摩擦噪音。
[0012]專利文獻(xiàn)2中描述的球形環(huán)密封件700具有上述優(yōu)點。然而，在例如空轉(zhuǎn)或等待交通燈期間所發(fā)生的非常小的擺動或過大的軸向載荷被長時間地連續(xù)施加到球形環(huán)密封件700的情況中，外層706的滑動層715會通過與匹配構(gòu)件的滑動摩擦而喪失，并且滑動摩擦可以接著轉(zhuǎn)變?yōu)榕c由加固件709的表面710和與該加固件709的表面710齊平的耐熱材料713的表面712構(gòu)成的外層中間表面711的摩擦，結(jié)果導(dǎo)致外層中間表面711的加固件709可能會變得被磨損。如果外層中間表面711的加固件709變得被磨損，則滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)榕c外層中間表面711的耐熱材料713的摩擦，在這種情況下，以與上述專利文獻(xiàn)I中描述的排氣密封件相同的方式，與匹配構(gòu)件的滑動摩擦的表面僅由耐熱材料713的暴露表面構(gòu)成，因此存在生成異常摩擦噪音的可能，這是類似于上述專利文獻(xiàn)I中描述的排氣密封件的缺陷。
[0013]作為對上述情況進(jìn)行大量研究的結(jié)果，通過專注于包括構(gòu)成與匹配構(gòu)件的滑動摩擦表面的外層的球形環(huán)密封件的部分凸球形表面，本發(fā)明獲得以下發(fā)現(xiàn):球形環(huán)密封件具有外層，該外層包括由金屬絲網(wǎng)制成的加固件、由潤滑組合物組成的固體潤滑劑、以及包含膨脹石墨的耐熱材料，并且其中耐熱材料和固體潤滑劑被壓縮以便填充加固件的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼，使得由加固件構(gòu)成的表面在形成為平滑復(fù)合表面的外表面上的占用面積比為30至60%，在復(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，并且使得加固件在徑向方向上被致密地覆蓋在球形環(huán)基底件的部分凸球形表面上，所述球形環(huán)密封件在其與匹配構(gòu)件的滑動摩擦中通過平滑的復(fù)合表面(其中耐熱材料的表面和加固件的表面以混合形式恒定地暴露)經(jīng)受滑動摩擦，使得施加到耐熱材料和加固件中的每一個的載荷減小，結(jié)果導(dǎo)致即使非常小的擺動或過量的軸向載荷被連續(xù)地施加較長時間，也可以盡可能可行地防止異常摩擦噪音的生成，而不對匹配構(gòu)件造成損壞。
[0014]本發(fā)明已鑒于上述發(fā)現(xiàn)而設(shè)想出，并且其目的是提供一種球形環(huán)密封件以及制造該密封件的方法，其能夠在其與匹配構(gòu)件的滑動摩擦中盡可能可行地防止異常摩擦噪音的生成。
[0015]用于克服問題的措施
[0016]一種根據(jù)本發(fā)明的用于在排氣管接頭中使用的球形環(huán)密封件包括:球形環(huán)基底件，其由圓柱形內(nèi)表面、部分凸球形表面、以及在部分凸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；以及外層，其一體地形成于球形環(huán)基底件的部分凸球形表面上，其中，球形環(huán)基底件包括:用于球形環(huán)基底件的加固件和用于球形環(huán)基底件的耐熱材料，所述加固件由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成，所述金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.28至0.32mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為4至6mm長和3至5mm寬，所述耐熱材料包含膨脹石墨并且被壓縮以便填充加固件的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼并且與加固件以混合形式一體地形成，并且其中，外層包括:用于外層的加固件，其由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成，編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.10至0.20mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為1.0至3.0mm長和0.5至2.5mm寬；固體潤滑劑，其由潤滑組合物組成；以及包含膨脹石墨的用于外層的耐熱材料，用于外層的該耐熱材料和固體潤滑劑被壓縮以便填充用于外層的加固件的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼，加固件在徑向方向上致密地覆蓋在球形環(huán)基底件的部分凸球形表面上，外層的外表面形成為平滑的復(fù)合表面，在平滑的復(fù)合表面中，由用于外層的加固件構(gòu)成的表面和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合形式暴露，由外層的加固件構(gòu)成的表面在外層的外表面上的占用面積比為30%至60%。
[0017]按照根據(jù)本發(fā)明的球形環(huán)密封件，充當(dāng)與匹配構(gòu)件的滑動摩擦的表面的外層包括:用于外層的加固件，其由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成，編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.10至0.20mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為1.0至3.0mm長和0.5至2.5mm寬；固體潤滑劑，其由潤滑組合物組成；以及包含膨脹石墨的用于外層的耐熱材料，用于外層的耐熱材料和固體潤滑劑被壓縮以便填充外層的加固件的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼，用于外層的加固件在徑向方向上致密地覆蓋在球形環(huán)基底件的部分凸球形表面上，外層的外表面形成為平滑的復(fù)合表面，在平滑的復(fù)合表面中，由用于外層的加固件構(gòu)成的表面和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合形式暴露，由用于外層的加固件構(gòu)成的表面在外層的外表面上的占用面積比為30%至60%。因此，在與匹配構(gòu)件的滑動摩擦中，施加到用于外層的耐熱材料和加固件中的每一個的載荷減小，結(jié)果導(dǎo)致即使有非常小的擺動或過量的軸向載荷被連續(xù)地施加較長時間，也可以盡可能可行地防止異常摩擦噪音的生成，而不對匹配構(gòu)件造成損壞。
[0018]此外，即使外層的最外層中的加固件由于與匹配構(gòu)件的滑動摩擦而被磨穿和喪失，與匹配構(gòu)件的滑動摩擦也會轉(zhuǎn)變?yōu)榕c復(fù)合表面的滑動摩擦，并且施加到外層的耐熱材料和加固件中的每一個的載荷減小，在復(fù)合表面中，由位于其下層的加固件構(gòu)成的表面和填充在該加固件的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼中的耐熱材料的表面以混合形式存在。結(jié)果，即使有非常小的擺動(振蕩)運動或過量的軸向載荷被連續(xù)地施加較長時間，在匹配構(gòu)件的表面上造成諸如滑動摩擦痕跡的損壞的可能性也極小，并且可以盡可能可行地防止配合材料表面由于損壞而粗糙化。因此，能盡可能可行地防止外層的部分凸球形表面和匹配構(gòu)件之間的密封性能的降低，并且盡可能可行地防止異常摩擦噪音的生成。
[0019]在根據(jù)本發(fā)明的球形環(huán)密封件中，其圓柱形內(nèi)表面可以是由用于球形環(huán)基底件的耐熱材料的膨脹石墨構(gòu)成的暴露表面、由用于球形環(huán)基底件的加固件的編織金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的暴露表面、或它們在其中以混合形式存在的暴露表面。
[0020]在具有其中加固件的編織金屬絲網(wǎng)暴露在圓柱形內(nèi)表面上的暴露表面的球形環(huán)密封件中，其圓柱形內(nèi)周表面可包括:圓柱形表面，其具有在從球形環(huán)基底件的小直徑側(cè)環(huán)狀端部朝大直徑側(cè)環(huán)狀端部的方向上的預(yù)定寬度，并且在端部之間具有相同的直徑；截頭圓錐形表面，其直徑從圓柱形表面的端部朝球形環(huán)基底件的大直徑側(cè)環(huán)狀端部逐漸增大并且具有在從圓柱形表面的端部朝球形環(huán)基底件的大直徑側(cè)環(huán)狀端部的方向上的預(yù)定寬度；以及直徑增大的圓柱形表面，其具有在從截頭圓錐形表面的大直徑側(cè)環(huán)狀端部朝球形環(huán)基底件的大直徑側(cè)環(huán)狀端部的方向上的預(yù)定寬度，并且具有等于排氣管的管端部分的外徑的直徑。在這種情況下，圓柱形表面可以在其一個端部處連續(xù)地連接到球形環(huán)基底件的小直徑側(cè)環(huán)狀端部，截頭圓錐形表面可以在其小直徑側(cè)環(huán)狀端部處連續(xù)地連接到圓柱形表面的另一端部并且可以在其大直徑側(cè)環(huán)狀端部處連續(xù)地連接到直徑增大的圓柱形內(nèi)表面的一個端部，并且直徑增大的圓柱形內(nèi)表面可以在其另一個端部處連續(xù)地連接到球形環(huán)基底件的大直徑側(cè)環(huán)狀端部并可形成有在其兩個端部之間相同的直徑。
[0021]根據(jù)這樣的球形環(huán)密封件，圓柱形內(nèi)周表面包含具有預(yù)定寬度的圓柱形表面、具有預(yù)定寬度的截頭圓錐形表面、以及具有預(yù)定寬度的直徑增大的圓柱形表面，并且如果直徑增大的圓柱形表面的直徑等于排氣管的外徑，則球形環(huán)基底件被插入球形環(huán)密封件內(nèi)的排氣管緊緊地擠壓和壓縮在其具有預(yù)定寬度的截頭圓錐形表面和其具有預(yù)定寬度的圓柱形表面處，從而在該圓柱形內(nèi)周表面和排氣管的外表面之間發(fā)生牢固的固定，結(jié)果導(dǎo)致球形環(huán)密封件被排氣管的外表面牢固地固定。因此，球形環(huán)密封件圍繞排氣管的旋轉(zhuǎn)被可靠地防止，并且不會發(fā)生可歸因于在球形環(huán)密封件的球形環(huán)基底件的大直徑側(cè)環(huán)狀端面與該環(huán)狀端面所抵靠的形成于排氣管的外周表面上的凸緣之間的滑動的異常摩擦噪音。
[0022]在根據(jù)本發(fā)明的球形環(huán)密封件中，球形環(huán)基底件的耐熱材料和外層的耐熱材料中的每一個還可包含充當(dāng)氧化抑制劑的1.0至16.0質(zhì)量％的磷酸鹽，并且還可進(jìn)一步包含
0.05至5.0質(zhì)量％的硝酸。
[0023]包含均充當(dāng)氧化抑制劑的磷酸鹽或磷酸鹽和硝酸的耐熱材料能夠改善球形環(huán)密封件自身的耐熱性和氧化磨損特性，并且允許在高溫區(qū)域中使用球形環(huán)密封件。
[0024]在根據(jù)本發(fā)明的球形環(huán)密封件中，潤滑組合物優(yōu)選地包含23至57質(zhì)量％的六方氮化硼、5至15質(zhì)量％的水合氧化鋁、以及33至67質(zhì)量％的聚四氟乙烯樹脂。
[0025]根據(jù)這樣的球形環(huán)密封件，由于外層的外表面形成為平滑的復(fù)合表面，在該復(fù)合表面中由用于外層的編織金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的表面和由包含23至57質(zhì)量％的六方氮化硼、5至15質(zhì)量％的水合氧化鋁和33至67質(zhì)量％的聚四氟乙烯樹脂的固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合形式暴露，可以防止固體潤滑劑脫離外層的外表面，結(jié)果導(dǎo)致與匹配構(gòu)件之間的滑動可通過其中用于外層的固體潤滑劑和加固件以混合形式存在的平滑表面在延長的時間內(nèi)發(fā)生，從而能盡可能可行地防止異常摩擦噪音的生成。
[0026]一種根據(jù)本發(fā)明的制造用于在排氣管接頭中使用的球形環(huán)密封件的方法，所述球形環(huán)密封件包括:球形環(huán)基底件，其由圓柱形內(nèi)表面、部分凸球形表面、以及在部分凸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；以及外層，其一體地形成于球形環(huán)基底件的部分凸球形表面上，該方法包括以下步驟:(a)制備由膨脹石墨構(gòu)成的膨脹石墨片材；
(b)制備帶形編織金屬絲網(wǎng)，該帶形編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.28至0.32mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為4至6mm長和3至5mm寬；(c)在通過將膨脹石墨片材上疊置在帶形編織金屬絲網(wǎng)上而形成疊置組件之后，將疊置組件卷繞成中空的圓筒形形狀，從而形成管狀基底件；(d)制備另一個膨脹石墨片材，所述另一個膨脹石墨片材由膨脹石墨構(gòu)成并且在另一個膨脹石墨片材的一個表面上形成固體潤滑劑的涂層，從而形成多層片材；(e)將多層片材插入中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)的兩層之間，該編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.10至0.20mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為1.0至3.0mm長和0.5至2.5mm寬，并且通過在多層片材的厚度方向上對在兩層之間插入多層片材的中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)加壓而將中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)形成為扁平的編織金屬絲網(wǎng)，使得多層片材的另一個膨脹石墨片材的膨脹石墨和形成于膨脹石墨片材的一個表面上的涂層的固體潤滑劑被填充到扁平的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼中，從而形成外表面層形成構(gòu)件，所述外表面層形成構(gòu)件由所述另一個膨脹石墨片材的膨脹石墨、涂層的固體潤滑劑、以及與膨脹石墨和固體潤滑劑以混合形式一體化的扁平的編織金屬絲網(wǎng)組成，由扁平的編織金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的表面在外表面上的占用面積比為30至60%，在所述外表面中由扁平的編織金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的表面和由形成于所述另一個膨脹石墨片材的所述一個表面上的涂層的固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合形式存在；(f)將外表面層形成構(gòu)件圍繞管狀基底件的外周表面以如下狀態(tài)卷繞而形成圓柱形預(yù)成型件，即，其中由外表面層形成構(gòu)件的帶形編織金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的表面和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合形式存在的外表面被置于外側(cè)上；以及(g)制備階梯狀的芯部和模具，模具具有圓柱形內(nèi)壁表面、與圓柱形內(nèi)壁表面連續(xù)的部分凹球形壁表面、以及通孔，并且其中當(dāng)階梯狀芯部被配合地插入通孔時，會有中空圓筒形部分和與該中空圓筒形部分連續(xù)的球形環(huán)中空部分形成于模具中，將圓柱形預(yù)成型件裝配在階梯狀芯部的芯部外周表面上，將階梯狀芯部配合地插入模具的通孔中，并且使圓柱形預(yù)成型件在芯部的軸向方向上在模具中經(jīng)受壓縮成形，其中，球形環(huán)基底件包括:用于球形環(huán)基底件的加固件，其由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成，壓縮的編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.28至0.32mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為4至6mm長和3至5mm寬；以及用于球形環(huán)基底件的耐熱材料，其包含膨脹石墨并且被壓縮以便填充加固件的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼并且與加固件以混合形式一體地形成，并且其中，外層包括:用于外層的加固件，其由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成，編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.10至0.20mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為1.0至3.0mm長和0.5至2.5mm寬；固體潤滑劑，其由潤滑組合物組成；以及包含膨脹石墨的用于外層的耐熱材料，用于外層的該耐熱材料和固體潤滑劑被壓縮以便填充外層的加固件的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼，用于外層的加固件在徑向方向上致密地覆蓋在球形環(huán)基底件的部分凸球形表面上，外層的外表面形成為平滑的復(fù)合表面，在該平滑的復(fù)合表面中，由用于外層的加固件構(gòu)成的表面和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合形式暴露，由用于外層的加固件構(gòu)成的表面在外層的外表面上的占用面積比為30%至60%。
[0027]根據(jù)制造根據(jù)本發(fā)明的球形環(huán)密封件的方法，具有形成于另一膨脹石墨片材的一個表面上的固體潤滑劑的涂層的多層片材被插入中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)的兩層之間，該金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.10至0.20mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為1.0至3mm長和0.5至2.5mm寬。通過在多層片材的厚度方向上對在兩層之間插入有多層片材的中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)加壓而將中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)形成為扁平的編織金屬絲網(wǎng)，使得多層片材的另一個膨脹石墨片材的膨脹石墨和形成于膨脹石墨片材的一個表面上的涂層的固體潤滑劑被填充到扁平的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼中，從而形成外表面層形成構(gòu)件，所述外表面層形成構(gòu)件由所述另一個膨脹石墨片材的膨脹石墨、涂層的固體潤滑劑、以及與膨脹石墨和固體潤滑劑以混合形式一體化的扁平的編織金屬絲網(wǎng)組成，由扁平的編織金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的表面在外表面上的占用面積比為30至60%，在所述外表面中由扁平的編織金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的表面和由形成于所述另一個膨脹石墨片材的所述一個表面上的涂層的固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合形式存在。
[0028]在由該外層形成構(gòu)件形成于球形環(huán)基底件的部分凸球形表面上的外層中，用于外層的加固件在徑向方向上致密地覆蓋在球形環(huán)基底件的部分凸球形表面上；因此，利用根據(jù)本發(fā)明的制造方法的球形環(huán)密封件，即使外層的最外層中的加固件由于與匹配構(gòu)件的滑動摩擦而被磨穿和喪失，與匹配構(gòu)件的滑動摩擦也會轉(zhuǎn)變?yōu)榕c復(fù)合表面的滑動摩擦，并且施加到外層的耐熱材料和加固件中的每一個的載荷減小，在所述復(fù)合表面中，由位于喪失的最外層之后緊鄰的下層中的加固件構(gòu)成的表面和填充在該加固件的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼中的耐熱材料的表面以混合形式存在。結(jié)果，即使有非常小的擺動運動或過量的軸向載荷被連續(xù)地施加較長時間，在匹配構(gòu)件的表面上造成諸如滑動摩擦痕跡的損壞的可能性也極小，并且能盡可能可行地防止配合材料表面由于損壞而粗糙化。因此，能盡可能可行地防止外層的部分凸球形表面和匹配構(gòu)件之間的密封性能的降低并且盡可能可行地防止異常摩擦噪音的生成。
[0029]在根據(jù)本發(fā)明的制造球形環(huán)密封件的方法中，當(dāng)設(shè)置在模具的中空圓筒形部分和球形環(huán)中空部分中的圓柱形預(yù)成型件在芯部軸線的方向上通過在I至3噸/厘米2的壓力下的沖頭經(jīng)受壓縮成形時，可以獲得球形環(huán)密封件，其包括:球形環(huán)基底件，其具有在其中部的通孔并且由圓柱形內(nèi)表面、部分凸球形表面、以及在部分凸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；以及外層，其一體地形成于球形環(huán)基底件的部分凸球形表面上。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的制造球形環(huán)密封件的第二方法在上述第一制造方法的步驟(C)中包括以下步驟:在通過在膨脹石墨片材上疊置帶形編織金屬絲網(wǎng)而形成疊置組件之后，將疊置組件卷繞成中空的圓筒形形狀，使得編織金屬絲網(wǎng)暴露在內(nèi)周側(cè)上并且膨脹石墨片材暴露在外周側(cè)上，從而形成管狀基底件，并且也包括在類似于上述第一制造方法的方法中隨后形成圓筒形預(yù)成型件的步驟。
[0031]此外，根據(jù)本發(fā)明的制造球形環(huán)密封件的第二方法還包括下列步驟:制備階梯狀的芯部，在階梯狀芯部的一個端部部分上，可拆卸地裝配有帽蓋，該帽蓋為有底圓筒形，在其一個端部部分處設(shè)置有底部部分，并且在其另一端部部分處設(shè)有開口部分，并且在開口部分的一側(cè)上在外周表面上具有截頭圓錐形表面部分，該截頭圓錐形表面部分的直徑從所述另一端部部分起逐漸增大；制備模具，該模具具有圓柱形壁表面、與圓柱形壁表面連續(xù)的部分凹球形壁表面、以及通孔，并且其中當(dāng)階梯狀芯部被配合地插入通孔時，會有中空圓筒形部分和與中空圓筒形部分連續(xù)的球形環(huán)中空部分形成于其中；將圓柱形預(yù)成型件裝配在階梯狀芯部的帽蓋的外周表面上；將階梯狀芯部配合地插入模具的通孔中；以及使圓柱形預(yù)成型件在芯部的軸向方向上在模具中經(jīng)受壓縮成形。
[0032]在第二制造方法中，當(dāng)設(shè)置在模具的中空圓筒形部分和球形環(huán)中空部分中的圓柱形預(yù)成型件在芯部軸線的方向上通過在I至3噸/厘米2的壓力下的沖頭經(jīng)受壓縮成形時，可以獲得球形環(huán)密封件，其包括:球形環(huán)基底件，其具有在其中部的通孔并且由圓柱形內(nèi)表面、部分凸球形表面、以及在部分凸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，圓柱形內(nèi)表面具有圓柱形表面、與圓柱形表面連續(xù)的截頭圓錐形表面、以及與截頭圓錐形表面連續(xù)的直徑增大的圓柱形內(nèi)表面；以及外層，其一體地形成于球形環(huán)基底件的部分凸球形表面上。
[0033]在根據(jù)本發(fā)明的制造球形環(huán)密封件的方法中，膨脹石墨片材中的每一個還可包含
1.0至16質(zhì)量％的充當(dāng)氧化抑制劑的磷酸鹽,并且還可進(jìn)一步包含0.5至5.0質(zhì)量％的硝酸。
[0034]在充當(dāng)外層的另一個膨脹石墨片材的一個表面上的涂層可通過借助于刷涂、輥涂、噴涂等在該一個表面上施加水分散體而形成，該水分散體是這樣的一種:其中六方氮化硼和聚四氟乙烯樹脂分散地包含在氧化鋁溶膠中，在氧化鋁溶膠中，水合氧化鋁顆粒分散地包含在作為分散介質(zhì)的含酸水中，并且氧化鋁溶膠的氫離子濃度(pH)表現(xiàn)為2至3，水分散體分散地包含作為固體含量30至50質(zhì)量％的潤滑組合物，該潤滑組合物包含23至57質(zhì)量％的六方氮化硼、33至67質(zhì)量％的聚四氟乙烯樹脂、以及5至15質(zhì)量％的水合氧化鋁。
[0035]本發(fā)明的優(yōu)點
[0036]根據(jù)本發(fā)明，外層形成為使得由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成的用于外層的加固件(該編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.10至0.20mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為1.0至3.0_長和0.5至2.5_寬)、由潤滑組合物組成的固體潤滑劑、以及包含膨脹石墨的外層的耐熱材料被壓縮以便填充用于外層的加固件的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼，用于外層的加固件在徑向方向上致密地覆蓋在球形環(huán)基底件的部分凸球形表面上，外層的外表面形成為平滑的復(fù)合表面，在平滑的復(fù)合表面中，由外層的加固件構(gòu)成的表面和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合形式暴露，由外層的加固件構(gòu)成的表面在外層的外表面上的占用面積比為30%至60%。因此，在與匹配構(gòu)件的滑動摩擦中，施加到外層的耐熱材料和加固件中的每一個的載荷減小。因此，可以提供一種球形環(huán)密封件和制造其的方法，即使有非常小的擺動運動或過量的軸向載荷被連續(xù)地施加較長時間，也可以盡可能可行地防止異常摩擦噪音的生成，而不損壞匹配構(gòu)件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1是根據(jù)本發(fā)明的球形環(huán)密封件的實施例的說明性剖視圖；
[0038]圖2是圖1中示出的球形環(huán)密封件的局部放大的示意圖；
[0039]圖3是根據(jù)本發(fā)明的球形環(huán)密封件的另一個實施例的說明性示意性剖視圖；
[0040]圖4是在根據(jù)本發(fā)明的制造球形環(huán)密封件的過程中的編織金屬絲網(wǎng)的說明性透視圖；
[0041]圖5是在根據(jù)本發(fā)明的制造球形環(huán)密封件的過程中的膨脹石墨片材的說明性透視圖；
[0042]圖6是在根據(jù)本發(fā)明的制造球形環(huán)密封件的過程中的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼的說明性平面圖；
[0043]圖7是在根據(jù)本發(fā)明的制造球形環(huán)密封件的過程中的疊置組件的說明性透視圖；
[0044]圖8是在根據(jù)本發(fā)明的制造球形環(huán)密封件的過程中的管狀基底件的說明性平面圖；
[0045]圖9是圖8中所示的管狀基底件在箭頭IX -1X的方向上截取的說明性剖視圖；
[0046]圖10是在根據(jù)本發(fā)明的制造球形環(huán)密封件的過程中的具有涂層的多層片材的說明性剖視圖；
[0047]圖11是在根據(jù)本發(fā)明的制造球形環(huán)密封件的過程中制備外層形成構(gòu)件的過程的說明性圖；
[0048]圖12是在根據(jù)本發(fā)明的制造球形環(huán)密封件的過程中制備外層形成構(gòu)件的過程的說明性剖視圖；
[0049]圖13是在根據(jù)本發(fā)明的制造球形環(huán)密封件的過程中的外層形成構(gòu)件的說明性剖視圖；
[0050]圖14是在根據(jù)本發(fā)明的制造球形環(huán)密封件的過程中的外層形成構(gòu)件的照片形式的說明性平面圖；
[0051]圖15是在根據(jù)本發(fā)明的制造球形環(huán)密封件的過程中的圓柱形預(yù)成型件的說明性平面圖；
[0052]圖16是圖15中所示的圓柱形預(yù)成型件在箭頭XV1- XVI的方向上截取的說明性首丨J視圖;
[0053]圖17是在根據(jù)本發(fā)明的制造球形環(huán)密封件的過程中圓柱形預(yù)成型件設(shè)置在模具內(nèi)部的狀態(tài)的說明性剖視圖；
[0054]圖18是在根據(jù)本發(fā)明的制造球形環(huán)密封件的過程中根據(jù)另一個實施例的模具的說明性剖視圖；
[0055]圖19是在根據(jù)本發(fā)明的制造球形環(huán)密封件的過程中圓柱形預(yù)成型件設(shè)置在圖18中所示模具內(nèi)部的狀態(tài)的說明性剖視圖；
[0056]圖20是包含根據(jù)本發(fā)明的球形環(huán)密封件的排氣管球形接頭的說明性剖視圖；
[0057]圖21是汽車發(fā)動機的排氣系統(tǒng)的說明性圖；
[0058]圖22是示出常規(guī)球形環(huán)密封件的說明性剖視圖；以及
[0059]圖23是圖22中所示球形環(huán)密封件的局部放大的說明性剖視圖。

【具體實施方式】
[0060]接下來，將在附圖中示出的實施例的基礎(chǔ)上提供本發(fā)明的更詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明不限于這些實施例。
[0061]將提供根據(jù)本發(fā)明的球形環(huán)密封件的構(gòu)成材料和制造球形環(huán)密封件的方法的描述。
[0062]<膨脹石墨片材I及其制造方法>
[0063]在攪拌濃度98%的濃硫酸的同時，將60%的過氧化氫水溶液作為氧化劑加入其中，并且將該溶液用作反應(yīng)溶液。該反應(yīng)溶液被冷卻并保持在10°c的溫度下，并且將具有30至80目的粒度的天然片狀石墨粉末添加到反應(yīng)溶液中以進(jìn)行預(yù)定時間的反應(yīng)。在反應(yīng)之后，將經(jīng)酸處理的石墨粉末通過抽吸過濾分離，并且將其中經(jīng)酸處理的石墨粉末在水中被攪拌的操作重復(fù)兩次，從而從經(jīng)酸處理的石墨粉末中充分地去除硫酸含量。然后，將硫酸含量被充分去除的經(jīng)酸處理的石墨粉末在干燥爐中干燥預(yù)定時間，并且被用作經(jīng)酸處理的石墨粉末。
[0064]上述經(jīng)酸處理的石墨粉末在960至1200°C的溫度下經(jīng)受I至10秒的加熱(膨脹)處理，以產(chǎn)生裂解氣。石墨層之間的間隙通過該氣體壓力膨脹以形成膨脹石墨顆粒(膨脹率:240至300倍)。這些膨脹石墨顆粒被進(jìn)料到調(diào)整至所需輥隙的雙輥設(shè)備并且經(jīng)受輥壓成形，從而制成具有所需厚度的膨脹石墨片材I。
[0065]<膨脹石墨片材II及其制造方法>
[0066]在與用于上述經(jīng)酸處理的石墨粉末的方法類似的方法中獲得的經(jīng)酸處理的石墨粉末被攪拌的同時，將作為磷酸鹽的濃度為50%的例如磷酸二氫鋁的水溶液用甲醇稀釋得到一種溶液，通過噴濺與經(jīng)酸處理的石墨粉末混合，并且均勻地攪拌以制成具有潤濕性的混合物。將具有潤濕性的這種混合物在干燥爐中干燥預(yù)定時間。然后，將這種干燥的混合物在950至1200°C的溫度下經(jīng)受I至10秒的加熱(膨脹)處理，以產(chǎn)生裂解氣。石墨層之間的間隙通過該氣體壓力膨脹以形成膨脹石墨顆粒(膨脹率:240至300倍)。在該膨脹處理過程中，磷酸二氫鋁的結(jié)構(gòu)式中的水被消除。這些膨脹石墨顆粒被進(jìn)料到調(diào)整至所需輥隙的雙輥設(shè)備并且經(jīng)受輥壓成形，從而制成具有所需厚度的膨脹石墨片材II。
[0067]<膨脹石墨片材III及其制造方法>
[0068]在與用于上述經(jīng)酸處理的石墨粉末的方法類似的方法中獲得的經(jīng)酸處理的石墨粉末被攪拌的同時，將作為磷酸鹽的濃度為50%的例如磷酸二氫鋁的水溶液和作為磷酸的濃度為84%的例如正磷酸(H3PO4)的水溶液用甲醇稀釋得到一種溶液，通過噴濺與經(jīng)酸處理的石墨粉末混合，并且均勻地攪拌以制成具有潤濕性的混合物。將具有潤濕性的這種混合物在干燥爐中干燥預(yù)定時間。然后，將這種干燥的混合物在950至1200°C的溫度下經(jīng)受I至10秒的加熱(膨脹)處理，以產(chǎn)生裂解氣。石墨層之間的間隙通過該氣體壓力膨脹以形成膨脹石墨顆粒(膨脹率:240至300倍)。在該膨脹處理過程中，磷酸二氫鋁的結(jié)構(gòu)式中的水被消除，并且正磷酸經(jīng)受脫水反應(yīng)以產(chǎn)生五氧化二磷。這些膨脹石墨顆粒被進(jìn)料到調(diào)整至所需輥隙的雙輥設(shè)備并且經(jīng)受輥壓成形，從而制成具有所需厚度的膨脹石墨片材III。
[0069]在由此制成的膨脹石墨片材II中，磷酸二氫鋁優(yōu)選地以1.0至16.0質(zhì)量％的比率包含。在膨脹石墨片材III中，磷酸二氫鋁和五氧化二磷優(yōu)選地分別以1.0至16.0質(zhì)量％的比率和0.05至5.0質(zhì)量％的比率包含。包含磷酸鹽或包含磷酸鹽和五氧化二磷的這種膨脹石墨允許在例如600°C或超出600°C的高溫范圍使用，因為膨脹石墨自身的耐熱性被改善并且賦予其氧化抑制作用。這里，除了上述磷酸二氫鋁之外，可以使用磷酸二氫鋰(LiH2PO4)、磷酸二氫二鋰(Li2H2PO4)、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。除了上述正磷酸之外，可以使用偏磷酸(HPO3)、多磷酸等作為磷酸。
[0070]在上述膨脹石墨片材1、II和III中，它們的密度為優(yōu)選地1.0至1.5Mg/m3、更優(yōu)選地1.0至1.2Mg/m3，并且它們的厚度為適當(dāng)?shù)?.30至0.60mm。
[0071]〈關(guān)于編織金屬絲網(wǎng)>
[0072]通過編織一根或多根細(xì)金屬絲而適當(dāng)?shù)匦纬删幙椊饘俳z網(wǎng)，細(xì)金屬絲包括:作為鐵基金屬絲，由諸如奧氏體不銹鋼SUS 304,SUS 310S和SUS316、諸如SUS 430的鐵素體不銹鋼制成的不銹鋼絲、或鐵絲(JIS G 3532)或鍍鋅鋼絲(JIS G 3547);或者作為銅基金屬絲，銅鎳合金(鎳銅)絲、銅鎳鋅合金(鎳黃銅)絲、黃銅絲或鈹銅絲。
[0073]作為球形環(huán)基底件的編織金屬絲網(wǎng)，直徑為0.28至0.32mm的細(xì)金屬絲被適當(dāng)?shù)厥褂?。圖6中所示的由具有該直徑的細(xì)金屬絲形成的這種編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼尺寸優(yōu)選地為4至6mm長和3至5mm寬或大約這樣的尺寸。同時，作為外層的編織金屬絲網(wǎng)，直徑為0.10至0.20mm的細(xì)金屬絲被適當(dāng)?shù)厥褂谩D6中所示的由具有該直徑的細(xì)金屬絲形成的這種編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼尺寸優(yōu)選地為1.0至3.0mm長和0.5至2.5mm寬或大約這樣的尺寸。
[0074]<關(guān)于固體潤滑劑>
[0075]作為固體潤滑劑，可以作為優(yōu)選示例示出潤滑組合物，其包含23至57質(zhì)量％的六方氮化硼(以下簡稱為“h-BN”)、5至15質(zhì)量％的水合氧化鋁、以及33至67質(zhì)量％的聚四氟乙烯樹脂(以下簡稱為“PTFE”)。
[0076]在制造過程中，該固體潤滑劑以水分散體形式使用，在水分散體中，h-BN和PTFE分散地包含在氧化鋁溶膠中，在氧化鋁溶膠中，水合氧化鋁顆粒分散地包含在作為分散介質(zhì)的含酸水中，并且氧化鋁溶膠的氫離子濃度(PH)表現(xiàn)為2至3，水分散體作為固體含量分散地包含30至50質(zhì)量％的潤滑組合物，該潤滑組合物包含23至57質(zhì)量％的h_BN、33至67質(zhì)量％的PTFE、以及5至15質(zhì)量％的水合氧化鋁。用于形成水分散體的h_BN粉末和PTFE粉末優(yōu)選地盡可能為細(xì)粉末，并且平均粒度為優(yōu)選地10 μ m或以下、更優(yōu)選地0.5 μ m或以下的細(xì)粉末被用作這些粉末。
[0077]包含在充當(dāng)水分散體中的氧化鋁溶膠的分散介質(zhì)的水中的酸充當(dāng)用于穩(wěn)定氧化鋁溶膠的抗絮凝劑。作為酸，可以引用諸如鹽酸、硝酸、硫酸和氨基磺酸的無機酸，但特別地硝酸為優(yōu)選的。
[0078]用于在水分散體中形成氧化鋁溶膠的水合氧化鋁是由以下組成式表達(dá)的化合物:Al2O3.ηΗ20(在該組成式中，0〈n〈3)。在該化合物中，η通常為大于0(零)且小于3、優(yōu)選地0.5至2、更優(yōu)選地0.7至1.5或左右的數(shù)。作為水合氧化鋁，可以引用例如諸如勃姆石(Al2O3.ηΗ20)和水招石(Al2O3.H2O)的一水合氧化招(氫氧化招氧化物)、諸如水招礦(Al2O3.3Η20)和三羥鋁石(Al2O3.3Η20)的三水合氧化鋁、假勃姆石等。
[0079]接下來，參看附圖，將描述制造由上述組分材料構(gòu)成的球形環(huán)密封件的方法。
[0080]<第一制造方法>
[0081](第一過程)如圖4所示，用具有0.28至0.32mm的直徑的細(xì)金屬絲編織成圓筒形，使其網(wǎng)眼尺寸為4至6mm長和3至5mm寬或左右，從而形成中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)I (參見圖6)，將該金屬絲網(wǎng)I穿過輥輪2與3之間，以便對其加壓，從而制造出具有預(yù)定寬度D的帶形編織金屬絲網(wǎng)4。然后，通過將編織金屬絲網(wǎng)4切割成預(yù)定長度L來制備球形環(huán)基底件的編織金屬絲網(wǎng)5。
[0082](第二過程)如圖5所示，制備膨脹石墨片材6(由膨脹石墨片材1、膨脹石墨片材II和膨脹石墨片材III中的一種構(gòu)成)，其具有相對于編織金屬絲網(wǎng)5的寬度D從1.1OXD至2.1XD的寬度d、相對于編織金屬絲網(wǎng)5的長度L從1.30XL至2.7XL的長度1、優(yōu)選地1.0至1.5Mg/m3、更優(yōu)選地1.0至1.2Mg/m3的密度、以及優(yōu)選地0.30至0.60mm的厚度。
[0083](第三過程)如下制備重疊組件12，在重疊組件12中，膨脹石墨板6和編織金屬絲網(wǎng)5彼此疊置。為了確保膨脹石墨片材6的膨脹石墨在制得的球形環(huán)密封件40(參見圖1)中完全地暴露在部分凸球形表面35的大直徑側(cè)的環(huán)狀端面36上和其小直徑側(cè)的環(huán)狀端面37上，如圖7所示，將膨脹石墨片材6制造成在寬度方向上從編織金屬絲網(wǎng)5的一個寬度方向端部7伸出0.1 XD至0.3XD，該寬度方向端部7充當(dāng)部分凸球形表面35的大直徑側(cè)上的環(huán)狀端面36。另外，膨脹石墨片材6從端部7的寬度方向伸出量δ I被制造成大于其從編織金屬絲網(wǎng)5的另一個端部8的寬度方向伸出量δ 2，該另一寬度方向端部8充當(dāng)部分凸球形表面35的小直徑側(cè)上的環(huán)狀端面37。此外，膨脹石墨片材6被制造成在縱向方向上從編織金屬絲網(wǎng)5的一個縱向端部9伸出1.3XL至2.7XL，同時編織金屬絲網(wǎng)5的另一個縱向端部10和與該端部10相對應(yīng)的膨脹石墨片材6的縱向端部11相匹配。
[0084](第四過程)如圖8所示，疊置組件12被卷繞在中空圓筒形芯部(未示出)周圍，其中編織金屬絲網(wǎng)5置于內(nèi)側(cè)上并且使得膨脹石墨片材6被多卷繞一圈，從而形成管狀基底件13，在基底件13中，編織金屬絲網(wǎng)5暴露在內(nèi)周側(cè)上，并且膨脹石墨片材6暴露在外周側(cè)上。作為膨脹石墨片材6，提前制備其長度I相對于編織金屬絲網(wǎng)5的長度L從1.3XL至2.7 X L的膨脹石墨片材6，使得管狀基底件13中的膨脹石墨片材6的卷繞圈數(shù)大于編織金屬絲網(wǎng)5的卷繞圈數(shù)。在管狀基底件13中，如圖9所示，在其一個寬度方向端部側(cè)上的膨脹石墨片材6在寬度方向上從編織金屬絲網(wǎng)5的一個端部7伸出δ 1，并且在其另一個寬度方向端部側(cè)上的膨脹石墨片材6在寬度方向上從編織金屬絲網(wǎng)5的另一個端部8伸出δ 2。
[0085](第五過程)
[0086]<外層形成構(gòu)件及其制造方法>
[0087]制備水分散體，其中h-BN和PTFE分散地包含在氧化鋁溶膠中，在氧化鋁溶膠中，水合氧化鋁顆粒分散地包含在用作包含充當(dāng)抗絮凝劑的硝酸的分散介質(zhì)的水中，并且氧化鋁溶膠的氫離子濃度(PH)表現(xiàn)為2至3，該水分散體作為固體含量分散地包含30至50質(zhì)量％的潤滑組合物，該潤滑組合物包含23至57質(zhì)量％的h-BN、33至67質(zhì)量％的PTFE、以及5至15質(zhì)量％的水合氧化鋁。
[0088]單獨地制備類似于上述膨脹石墨片材6的膨脹石墨片材6，并且作為固體含量分散地包含30至50質(zhì)量％的潤滑組合物的水分散體借助于刷涂、輥涂、噴涂等被施加到膨脹石墨片材6的一個表面14，并且被干燥，從而制成上面已形成由潤滑組合物組成的固體潤滑劑的涂層15的多層片材16 (參見圖10)，其中潤滑組合物包含23至57質(zhì)量％的h_BN、33至67質(zhì)量％的PTFE、以及5至15質(zhì)量％的水合氧化鋁。
[0089](第六過程)在用于外層的中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)17的兩層之間(即內(nèi)部)連續(xù)地插入具有固體潤滑劑的涂層15且形成為長度(寬度)小于編織金屬絲網(wǎng)17的直徑(內(nèi)徑)的長度的多層片材16 (參見圖11)中空圓筒，該用于外層的編織金屬絲網(wǎng)17通過由編織機(未示出)連續(xù)地編織具有0.10至0.20mm的直徑的細(xì)金屬絲而獲得并且其網(wǎng)眼尺寸為1.0至3.0mm長和0.5至2.5mm寬(參見圖6)。將其中插入多層片材16的編織金屬絲網(wǎng)17從其插入起始端開始進(jìn)料到均具有平滑的外周表面的圓柱形輥18和19之間的輥隙Al中，以便在多層片材16的厚度方向上加壓(參見圖11、12和13)，從而形成其中多層片材16和編織金屬絲網(wǎng)20被一體化的扁平的編織金屬絲網(wǎng)20。多層片材16和編織金屬絲網(wǎng)20由此被壓力結(jié)合到彼此，使得多層片材16的膨脹石墨片材6的膨脹石墨和涂覆膨脹石墨片材6的表面14的涂層15的固體潤滑劑被填充在編織金屬絲網(wǎng)20的網(wǎng)眼中，并且編織金屬絲網(wǎng)20的一部分與由涂層15的固體潤滑劑構(gòu)成的表面22 —起暴露在外表面21上，同時編織金屬絲網(wǎng)20的另一部分嵌入涂層15的固體潤滑劑和膨脹石墨片材6的膨脹石墨中。因此，外層形成構(gòu)件24(參見圖13)被制成，其中由編織金屬絲網(wǎng)20構(gòu)成的表面23在外表面21上的占用面積比為30至60%，并且由編織金屬絲網(wǎng)20構(gòu)成的表面23和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面22以混合形式暴露在外表面21上。
[0090]這里，由編織金屬絲網(wǎng)20構(gòu)成的表面23在外表面21上的占用面積比可確定如下。參看示出外層形成構(gòu)件24的平表面的圖14(平面圖)，在測量范圍的面積(長度LX寬度D = SO)中細(xì)金屬絲部分的面積SI由下式計算:(在周向方向上中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)20的網(wǎng)眼數(shù)的一半的數(shù)目)X (編織金屬絲網(wǎng)20的具有縱向網(wǎng)眼尺寸L’的網(wǎng)眼的數(shù)目，這些網(wǎng)眼存在于外層形成構(gòu)件24的測量范圍(長度L和寬度D)內(nèi))X(形成具有該網(wǎng)眼尺寸L’的一個網(wǎng)眼的編織金屬絲網(wǎng)20的細(xì)金屬絲網(wǎng)的長度)X (該細(xì)金屬絲的直徑)。細(xì)金屬絲部分的面積SI在測量范圍的面積(長度LX寬度D = SO)中占據(jù)的比率(S1/S0X100)被設(shè)定為表面22的占用面積比。例如，如果假設(shè)在周向方向上的編織金屬絲網(wǎng)20的網(wǎng)眼的數(shù)目為56、外層形成構(gòu)件24的測量范圍的長度L為20mm、外層形成構(gòu)件24的測量范圍的寬度D為39mm、編織金屬絲網(wǎng)20的一個網(wǎng)眼的縱向網(wǎng)眼尺寸L’為2.01mm、形成該一個網(wǎng)眼的細(xì)金屬絲的長度為6.43mm、并且該細(xì)金屬絲的直徑為0.15mm，那么測量范圍的面積SO為780mm2 ( = 20mmX 39mm)，并且在測量范圍中的細(xì)金屬絲部分的面積為56/2 X (20/2.01) X 6.43X0.15 = 28X9.95X6.43X0.15 = 268.7mm2，從而這些金屬絲網(wǎng)部分的面積在單位面積中的比率為268.7/780X100 = 34.4%。因此，在該外層形成構(gòu)件24中，由編織金屬絲網(wǎng)20構(gòu)成的表面23在外表面21中的占用面積比為34.4%。應(yīng)當(dāng)指出，相對于外表面21的多個測量范圍，外層形成構(gòu)件24中的編織金屬絲網(wǎng)20的縱向網(wǎng)眼尺寸L’和形成具有網(wǎng)眼尺寸L’的一個網(wǎng)眼的細(xì)金屬絲的長度可分別用顯微鏡測量，并且可從由從測量值計算獲得的相應(yīng)的測量范圍的占用面積比的算術(shù)平均值確定占用面積比。
[0091]在外層形成構(gòu)件24中由編織金屬絲網(wǎng)20構(gòu)成的表面23在外表面21上的占用面積比被設(shè)定為30至60%、優(yōu)選為30至45%的事實產(chǎn)生以下效果:雖然由于與匹配構(gòu)件的滑動摩擦而在由外表面21上的暴露的編織金屬絲網(wǎng)20構(gòu)成的表面23上發(fā)生磨損，并且由編織金屬絲網(wǎng)20構(gòu)成的表面23的占用面積比根據(jù)磨損量而逐漸增加，但如果暴露在外表面21上的由編織金屬絲網(wǎng)20構(gòu)成的表面23的占用面積比為30至60%，在與匹配構(gòu)件的滑動摩擦中施加到膨脹石墨片材6和編織金屬絲網(wǎng)20中的每一個的載荷會減小，結(jié)果導(dǎo)致產(chǎn)生以下效應(yīng):即使非常小的擺動或過量的軸向載荷被連續(xù)地施加較長時間，也可以盡可能可行地防止異常摩擦噪音的生成，而不損壞匹配構(gòu)件。
[0092]在第六過程中在圓柱形輥18和19之間的輥隙Λ I優(yōu)選地設(shè)定在0.35至0.60mm的范圍內(nèi)。
[0093](第七過程)由此獲得的外層形成構(gòu)件24在其中暴露固體潤滑劑的表面22被置于外側(cè)上的狀態(tài)下卷繞在上述管狀基底件13的外周表面周圍，從而制成圓柱形預(yù)成型件25(參見圖15)。
[0094](第八過程)制備諸如圖17中所示模具的模具32，該模具具有圓柱形內(nèi)壁表面26、與圓柱形內(nèi)壁表面26連續(xù)的部分凹球形壁表面27、以及由與部分凹球形壁表面27連續(xù)的小直徑圓柱形內(nèi)壁表面28a限定的通孔28，并且在模具中，當(dāng)階梯狀的芯部29配合地插入通孔28中時，中空圓筒形部分30和與中空圓筒形部分30連續(xù)的球形環(huán)中空部分31形成于模具內(nèi)部。然后，將圓柱形預(yù)成型件25裝配在階梯狀的芯部29上。
[0095]設(shè)置在模具32的中空圓筒形部分30和球形環(huán)中空部分31中的圓柱形預(yù)成型件25在98至294N/mm2(l至3噸/厘米2)的壓力下在芯部軸線的方向上經(jīng)受壓縮成形。因此，制成了球形環(huán)密封件40，其包括:球形環(huán)基底件38，其由在中部限定通孔33的圓柱形內(nèi)表面34、部分凸球形表面35、以及在部分凸球形表面35的大直徑側(cè)和小直徑側(cè)上的環(huán)狀端面36和37限定；以及外層39，其一體地形成于球形環(huán)基底件38的部分凸球形表面35上，如圖1和2所示。
[0096]在球形環(huán)密封件40中，如圖1和2所示，球形環(huán)基底件38包括:用于球形環(huán)基底件的加固件，其由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)5制成，該編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.28至0.32mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成并且其網(wǎng)眼尺寸為4至6mm長和3至4mm寬或左右；以及包含膨脹石墨片材6的膨脹石墨的耐熱材料，其被壓縮以便填充該加固件的編織金屬絲網(wǎng)5的網(wǎng)眼并且與該加固件的編織金屬絲網(wǎng)5以混合形式一體地形成。外層39包括:用于外層的加固件，其由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)17制成，編織金屬絲網(wǎng)17通過使用具有0.10至0.20mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成并且其網(wǎng)眼尺寸為1.0至3.0mm長和0.5至2.5mm寬或左右；固體潤滑劑，其由潤滑組合物組成；以及用于外層的耐熱材料，其由包含膨脹石墨的膨脹石墨片材6構(gòu)成。用于外層的固體潤滑劑和耐熱材料的膨脹石墨片材6的膨脹石墨被壓縮以便填充用于外層的加固件的壓縮的編織金屬絲網(wǎng)17的網(wǎng)眼，并且用于外層的壓縮的加固件在徑向方向上致密地覆蓋在球形環(huán)基底件38的部分凸球形表面35上。外層39的外表面41形成為平滑的復(fù)合表面42，其中由外層的加固件的編織金屬絲網(wǎng)17構(gòu)成的表面23和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面22以混合形式暴露。在外層39的外表面41上，由外層的加固件的編織金屬絲網(wǎng)17構(gòu)成的表面23的占用面積比為30至60%。
[0097]<第二制造方法>
[0098]第一至第七過程與上文所述過程相同。
[0099](第八過程)制備階梯狀的芯部29，在其一個端部部分上可拆卸地裝配有帽蓋29d，帽蓋29d為有底圓筒形，在其一個端部部分處設(shè)置有底部部分29a，并且在其另一端部部分處設(shè)有開口部分2%，并且在開口部分29b側(cè)的外周表面上具有截頭圓錐形表面部分29c，該截頭圓錐形表面部分29c的直徑從所述另一端部部分起逐漸增大。制備諸如圖18中所示模具的模具32a，該模具具有圓柱形內(nèi)壁表面26、與圓柱形內(nèi)壁表面26連續(xù)的部分凹球形壁表面27、以及由與部分凹球形壁表面27連續(xù)的小直徑圓柱形內(nèi)壁表面28a限定的通孔28，并且在模具32a中，當(dāng)上述階梯狀的芯部29配合地插入通孔28中時，中空圓筒形部分30和與中空圓筒形部分30連續(xù)的球形環(huán)中空部分31形成于模具內(nèi)部。然后，將圓筒形預(yù)成型件25裝配在階梯狀的芯部29的帽蓋29d的外周表面上，如圖19所示。
[0100]設(shè)置在模具32a的中空圓筒形部分30和球形環(huán)中空部分31中的圓筒形預(yù)成型件25在98至294N/mm2(l至3噸/厘米2)的壓力下通過沖頭P在芯部軸線的方向上經(jīng)受壓縮成形。因此，制成了球形環(huán)密封件40a，其包括:球形環(huán)基底件38，其具有在其中部的通孔33，并且由圓柱形內(nèi)表面34、部分凸球形表面35、以及在部分凸球形表面35的大直徑側(cè)和小直徑側(cè)上的環(huán)狀端面36和37限定，圓柱形內(nèi)表面34具有圓柱形表面34a、與圓柱形表面34a連續(xù)的截頭圓錐形表面34b、以及與截頭圓錐形表面34b連續(xù)的直徑增大的圓柱形內(nèi)表面34c ;以及外層39，其一體地形成于球形環(huán)基底件38的部分凸球形表面35上，如圖3所
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[0101]在球形環(huán)密封件40a中，如圖2和3所示，球形環(huán)基底件38包括:用于球形環(huán)基底件的加固件，其由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)5制成，該編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.28至0.32mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成并且其網(wǎng)眼尺寸為4至6mm長和3至4mm寬或左右；以及包含膨脹石墨片材6的膨脹石墨的耐熱材料，其被壓縮以便填充該加固件的編織金屬絲網(wǎng)5的網(wǎng)眼并且與該加固件的編織金屬絲網(wǎng)5以混合形式一體地形成。外層39包括:用于外層的加固件，其由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)17制成，編織金屬絲網(wǎng)17通過使用具有0.10至0.20mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成并且其網(wǎng)眼尺寸為1.0至3.0mm長和0.5至2.5mm寬或左右；固體潤滑劑，其由潤滑組合物組成；以及用于外層的耐熱材料，其由包含膨脹石墨的膨脹石墨片材6構(gòu)成。用于外層的固體潤滑劑和耐熱材料的膨脹石墨片材6的膨脹石墨被壓縮以便填充用于外層的加固件的壓縮的編織金屬絲網(wǎng)17的網(wǎng)眼，并且用于外層的加固件在徑向方向上致密地覆蓋在球形環(huán)基底件38的部分凸球形表面35上。外層39的外表面41形成為復(fù)合表面42，其中由外層的加固件的編織金屬絲網(wǎng)17構(gòu)成的表面23和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面22以混合形式暴露。在外層39的外表面41上，由外層的加固件的編織金屬絲網(wǎng)17構(gòu)成的表面23的占用面積比為30至60%。限定通孔33的圓柱形內(nèi)表面34包括:圓柱形表面34a，其在從球形環(huán)基底件38的小直徑側(cè)環(huán)狀端面37朝大直徑側(cè)環(huán)狀端面36的方向上具有預(yù)定寬度；截頭圓錐形表面34b，其直徑從圓柱形表面34a的端部朝球形環(huán)基底件38的大直徑側(cè)環(huán)狀端面36逐漸增加，并且其在從圓柱形表面34a的端部朝大直徑側(cè)環(huán)狀端面36的方向上具有預(yù)定寬度；以及直徑增大的圓柱形內(nèi)表面34c，其在從截頭圓錐形表面34的端部朝大直徑側(cè)環(huán)狀端面36的方向上具有預(yù)定寬度，并且具有等于排氣管100的管端部分101 (參見圖20)的外徑的直徑，圓柱形內(nèi)表面34具有使其中由球形環(huán)基底件38的壓縮金屬絲網(wǎng)制成的加固件暴露于外部的表面。圓柱形表面34a形成有在其兩個端部之間相同的直徑，并且連續(xù)地連接到球形環(huán)基底件38的小直徑側(cè)環(huán)狀端面37 ；截頭圓錐形表面34b在其小直徑側(cè)端部處連續(xù)地連接到圓柱形表面34a的另一端部，并且在其大直徑側(cè)端部處連續(xù)地連接到直徑增大的圓柱形內(nèi)表面34c的一個端部；并且直徑增大的圓柱形內(nèi)表面34c在其另一個端部處連續(xù)地連接到球形環(huán)基底件38的大直徑側(cè)環(huán)狀端面36，并形成有在其兩個端部之間相同的直徑。在環(huán)狀端面36和37上，由膨脹石墨片材6的膨脹石墨構(gòu)成的耐熱材料暴露到外部,該耐熱材料通過在寬度方向上對從編織金屬絲網(wǎng)5伸出的膨脹石墨片材6的那些部分(δ 2和δ I的部分)進(jìn)行壓縮、彎繞和鋪展而形成。
[0102]球形環(huán)密封件40和40a均通過內(nèi)裝入圖20中所示排氣管球形接頭中而使用。即，在圖20中所示排氣管球形接頭中，在連接到發(fā)動機側(cè)的上游側(cè)排氣管100的外周表面上直立地設(shè)有凸緣200，其包括通過留出管端部分101而一體地形成于上游側(cè)排氣管100上的凸緣部分102。球形環(huán)密封件40在限定通孔33的圓柱形內(nèi)表面34處裝配在管端部分101上，并且座置成使得其大直徑側(cè)環(huán)狀端面36抵靠凸緣200的凸緣部分102。張開部分301一體地具有凹型球形表面部分302和與凹型球形表面部分302連續(xù)的凸緣部分303，該張開部分203固定到設(shè)置成與上游側(cè)排氣管100相對的下游側(cè)排氣管300并且連接到消音器偵U。凹型球形表面部分302的內(nèi)表面304與平滑的復(fù)合表面42可滑動地接觸，在平滑的復(fù)合表面42中，由加固件的編織金屬絲網(wǎng)17構(gòu)成的表面23和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面22以混合形式存在于球形環(huán)密封件40的外層39的外表面41中。
[0103]在圖20中所示排氣管球形接頭中，下游側(cè)排氣管300借助于一對螺栓40并借助于一對卷簧500恒定地有回彈力地朝上游側(cè)排氣管100推壓，一對螺栓400各自具有固定到凸緣200的一個端部和通過插入張開部分301的凸緣部分303來布置的另一個端部，一對卷簧500各自布置在螺栓400的加大的頭部和凸緣部分303之間。此外，排氣管球形接頭布置成:通過在充當(dāng)球形環(huán)密封件40的外層39的滑動表面的平滑的復(fù)合表面42與形成于下游側(cè)排氣管300的端部處的張開部分301的凹型球形表面部分302的內(nèi)表面304之間的滑動接觸，允許在上游側(cè)排氣管100和下游側(cè)排氣管300中發(fā)生相對的角位移。
[0104]示例
[0105]示例 I
[0106]使用一根具有0.28mm的直徑的奧氏體不銹鋼絲(SUS 304)作為細(xì)金屬絲，制成其網(wǎng)眼尺寸為5mm長和4mm寬的中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)并將其穿過一對輥之間，從而制備充當(dāng)球形環(huán)基底件的加固件的帶形編織金屬絲網(wǎng)。將該帶形金屬絲網(wǎng)和具有1.12Mg/m3的密度和0.38mm的厚度的膨脹石墨片材I彼此疊置以形成疊置組件。然后，在將帶形編織金屬絲網(wǎng)置于內(nèi)側(cè)上的情況下，卷繞疊置組件，使得帶形編織金屬絲網(wǎng)被卷繞五圈，而膨脹石墨片材I被卷繞六圈，由此制備其中膨脹石墨片材I被置于最外周上的管狀基底件。在該管狀基底件中，膨脹石墨片材I的寬度方向上相對的端部部分分別在帶形編織金屬絲網(wǎng)的寬度方向上從帶形編織金屬絲網(wǎng)伸出。
[0107]單獨地制備膨脹石墨片材I，其類似于上述膨脹石墨片材I且具有1.12Mg/m3的密度和0.38mm的厚度，并且制備氧化鋁溶膠，其中，勃姆石(一水氧化鋁=Al2O3.H2O)作為水合氧化鋁分散地包含在用作分散介質(zhì)的水中，在水中包含充當(dāng)抗絮凝劑的硝酸，并且氧化鋁溶膠的氫離子濃度(pH)表現(xiàn)為2。將水分散體(22.5質(zhì)量％的h-BN、25.0質(zhì)量％的PTFE和2.5質(zhì)量％的勃姆石)輥涂在膨脹石墨片材I的一個表面上，并且干燥以在膨脹石墨片材I的一個表面上形成由潤滑組合物組成的固體潤滑劑(45.0質(zhì)量％的h-BN、50.0質(zhì)量％的PTFE和5.0質(zhì)量％的勃姆石)的涂層，從而制成由膨脹石墨片材I和涂覆在該膨脹石墨片材I的一個表面上的固體潤滑劑的涂層構(gòu)成的多層片材，在所述水分散體中，h-BN和PTFE分散地包含在該氧化鋁溶膠中，并且其分散地包含50質(zhì)量％的作為固體含量的潤滑組合物，該潤滑組合物包含45.0質(zhì)量％的h-BN、50.0質(zhì)量％的PTFE和5.0質(zhì)量％的勃姆石。
[0108]使用一根具有0.15mm的直徑的奧氏體不銹鋼絲(SUS 304)作為細(xì)金屬絲，連續(xù)地編織其網(wǎng)眼尺寸為2.0lmm長和0.70mm寬(由顯微鏡測量)的充當(dāng)外層的加固件的中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)，并且將上述多層片材連續(xù)地插入該中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)內(nèi)部的兩層之間。將兩層之間插入有多層片材的該中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)從多層片材的插入起始端開始進(jìn)料到一對圓柱形輥之間的輥隙中，以便在多層片材的厚度方向上加壓，從而使中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)變形成扁平的編織金屬絲網(wǎng)。多層片材和扁平的編織金屬絲網(wǎng)由此通過壓力結(jié)合到彼此而一體化，使得多層片材的膨脹石墨片材I的膨脹石墨被填充在該編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼中，并且編織金屬絲網(wǎng)和多層片材的涂層的固體潤滑劑的一部分均暴露在外表面上，同時編織金屬絲網(wǎng)的另一部分被嵌入多層片材的涂層和膨脹石墨片材中。因此，制成了外層形成構(gòu)件，其中由編織金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的表面在外表面上的占用面積比為34.5%，并且在其外表面上，由編織金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的表面和由涂層的固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合形式暴露。
[0109]將外層形成構(gòu)件在其暴露固體潤滑劑的表面置于外側(cè)上的狀態(tài)下卷繞在上述管狀基底件的外周表面周圍，從而制成圓筒形預(yù)成型件。
[0110]將該圓柱形預(yù)成型件裝配在圖17中所示模具的階梯狀的芯部上，并且設(shè)置在模具內(nèi)部的中空部分中。
[0111]設(shè)置在模具的中空圓筒形部分中的圓柱形預(yù)成型件在294N/mm2(3噸/厘米2)的壓力下在芯部軸線的方向上經(jīng)受壓縮成形。因此，制成球形環(huán)密封件，其包括:球形環(huán)基底件，其由圓柱形內(nèi)表面、部分凸球形表面、以及在部分凸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，圓柱形內(nèi)表面限定了在中部的通孔并且由一個暴露表面構(gòu)成，充當(dāng)球形環(huán)基底件的加固件的帶形編織金屬絲網(wǎng)暴露在該暴露表面；以及外層，其一體地形成于部分凸球形表面上。
[0112]在由此獲得的球形環(huán)密封件中，球形環(huán)基底件包括:由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成的球形環(huán)基底件的加固件，該編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.28mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為5mm長和4mm寬；以及耐熱材料，其包含膨脹石墨并且被壓縮以便填充該加固件的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼，并且與該加固件的編織金屬絲網(wǎng)以混合形式一體地形成。外層包括:由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成的用于外層的加固件，該編織金屬絲網(wǎng)使用具有
0.15mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為2.0lmm長和0.70mm寬；固體潤滑劑，其由潤滑組合物組成；以及外層的耐熱材料，其包含膨脹石墨。用于外層的固體潤滑劑和耐熱材料被壓縮以便填充加固件的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼，并且用于外層的加固件在徑向方向上致密地覆蓋在球形環(huán)基底件的部分凸球形表面上。外層的外表面形成為平滑的復(fù)合表面，其中由用于外層的加固件構(gòu)成的表面和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合形式暴露。在外層的外表面上，由用于外層的加固件構(gòu)成的表面的占用面積比為34.5%。
[0113]示例2
[0114]以與上述示例I中相同的方式制成管狀基底件。在該管狀基底件中，膨脹石墨片材I的寬度方向上相對的端部部分分別在充當(dāng)球形環(huán)基底件的加固件的帶形編織金屬絲網(wǎng)的寬度方向上從帶形編織金屬絲網(wǎng)伸出。
[0115]將類似于上述示例I的水分散體輥涂在膨脹石墨片材I的一個表面上，并且干燥以在膨脹石墨片材I的一個表面上形成由潤滑組合物組成的固體潤滑劑(45.0質(zhì)量％的h-BN、50.0質(zhì)量％的PTFE和5.0質(zhì)量％的勃姆石)的涂層，從而制成由膨脹石墨片材I和涂覆在該膨脹石墨片材I的一個表面上的固體潤滑劑的涂層構(gòu)成的多層片材。
[0116]通過使用類似于上述示例I的細(xì)金屬絲、且具有0.15mm的直徑的一根奧氏體不銹鋼絲作為細(xì)金屬絲，連續(xù)地編織其網(wǎng)眼尺寸為1.24mm長和0.64mm寬(由顯微鏡測量)的充當(dāng)外層的加固件的中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)，并且將上述多層片材連續(xù)地插入該中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)內(nèi)部的兩層之間。將插入有多層片材的該中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)從多層片材的插入起始端開始進(jìn)料到一對圓柱形輥之間的輥隙中，以便在多層片材的厚度方向上加壓，從而使中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)變形成扁平的編織金屬絲網(wǎng)。多層片材和編織金屬絲網(wǎng)由此通過壓力結(jié)合到彼此而一體化，使得多層片材的膨脹石墨片材I的膨脹石墨被填充在該編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼中，并且編織金屬絲網(wǎng)和多層片材的膨脹石墨片材I的膨脹石墨的一部分均暴露在外表面上，同時編織金屬絲網(wǎng)的另一部分被嵌入多層片材的涂層和膨脹石墨片材I中。因此，制成了外層形成構(gòu)件，其中由編織金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的表面在外表面上的占用面積比為42.1%，并且在其外表面上，由編織金屬絲網(wǎng)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。
[0117]將外層形成構(gòu)件在其暴露固體潤滑劑的表面置于外側(cè)上的狀態(tài)下卷繞在上述管狀基底件的外周表面周圍，從而制成圓柱形預(yù)成型件。然后，在類似于示例I之方法的方法中，制成球形環(huán)密封件，其包括:球形環(huán)基底件，其由圓柱形內(nèi)表面、部分凸球形表面、以及在部分凸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，圓柱形內(nèi)表面限定了在中部的通孔并且由一個暴露表面構(gòu)成，充當(dāng)球形環(huán)基底件的加固件的帶形編織金屬絲網(wǎng)暴露在暴露表面；以及外層，其一體地形成于球形環(huán)基底件的部分凸球形表面上。
[0118]在由此獲得的球形環(huán)密封件中，球形環(huán)基底件包括:由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成的球形環(huán)基底件的加固件，該編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.28mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為5mm長和4mm寬；以及耐熱材料，其包含膨脹石墨并且被壓縮以便填充該加固件的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼，并且與該加固件的編織金屬絲網(wǎng)以混合形式一體地形成。外層包括:由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成的用于外層的加固件，該編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.15mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為1.24mm長和0.64mm寬；固體潤滑劑，其由潤滑組合物組成；以及外層的耐熱材料，其包含膨脹石墨。用于外層的固體潤滑劑和耐熱材料被壓縮以便填充加固件的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼，并且用于外層的加固件被在徑向方向上致密地覆蓋在球形環(huán)基底件的部分凸球形表面上。外層的外表面形成為平滑的復(fù)合表面，其中由用于外層的加固件構(gòu)成的表面和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合形式暴露。在外層的外表面上，由用于外層的加固件構(gòu)成的表面的占用面積比為42.1 %。
[0119]示例3
[0120]通過使用類似于上述示例2的部件材料和類似于上述示例I的方法制成球形環(huán)密封件，所不同的是，使用膨脹石墨片材III作為上述示例2中的每種耐熱材料的膨脹石墨片材，其包含1.0質(zhì)量％的五氧化二磷、4.0質(zhì)量％的磷酸二氫鋁和膨脹石墨，并且具有1.12Mg/m3的密度和0.38mm的厚度。
[0121]在由此獲得的球形環(huán)密封件中，球形環(huán)基底件包括:由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成的球形環(huán)基底件的加固件，該編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.28mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為5mm長和4mm寬；以及耐熱材料，其包含4.0質(zhì)量％的磷酸二氫鋁、1.0質(zhì)量％的五氧化二磷和膨脹石墨，并且被壓縮以便填充該加固件的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼并且與該加固件的編織金屬絲網(wǎng)以混合形式一體地形成。外層包括:由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成的外層的加固件，該編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.15mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為1.24mm長和0.64mm寬；固體潤滑劑，其由潤滑組合物組成；以及用于外層的耐熱材料，其包含4.0質(zhì)量％的磷酸二氫鋁、1.0質(zhì)量％的五氧化二磷和膨脹石墨。用于外層的固體潤滑劑和耐熱材料被壓縮以便填充加固件的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼，并且用于外層的加固件在徑向方向上致密地覆蓋在球形環(huán)基底件的部分凸球形表面上。外層的外表面形成為平滑的復(fù)合表面，其中由用于外層的加固件構(gòu)成的表面和由固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合形式暴露。在外層的外表面上，由用于外層的加固件構(gòu)成的表面的占用面積比為42.1%。
[0122]比較例I (對應(yīng)于專利文獻(xiàn)I中的示例3)
[0123]通過使用一根具有0.28mm的直徑的奧氏體不銹鋼絲(SUS 304)作為細(xì)金屬絲，制成其網(wǎng)眼尺寸為5mm長和4mm寬的中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)，并將其穿過一對輥之間以形成帶形編織金屬絲網(wǎng)，該金屬絲網(wǎng)被用作球形環(huán)基底件的加固件。作為充當(dāng)球形環(huán)基底件的耐熱材料的膨脹石墨片材，使用具有1.12Mg/m3的密度和0.38mm的厚度的膨脹石墨片材I，并且該膨脹石墨片材I和帶形編織金屬絲網(wǎng)彼此疊置以形成疊置組件。然后，在將帶形編織金屬絲網(wǎng)置于內(nèi)側(cè)的情況下，卷繞該疊置組件，并且使得帶形編織金屬絲網(wǎng)被卷繞五圈，而膨脹石墨片材I被卷繞六圈，由此制成其中膨脹石墨片材I被置于最外周上的管狀基底件。在該管狀基底件中，膨脹石墨片材I的寬度方向上相對的端部部分分別在充當(dāng)球形環(huán)基底件的加固件的帶形編織金屬絲網(wǎng)的寬度方向上從帶形編織金屬絲網(wǎng)伸出。
[0124]作為外層的耐熱材料，使用具有0.3Mg/m3的密度和1.35mm的厚度的膨脹石墨片材I。作為外層的加固件，使用中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)，其通過使用一根具有0.15_的直徑的奧氏體不銹鋼絲(SUS 304)連續(xù)地編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為3.5mm長和2.5mm寬，并且將充當(dāng)外層的耐熱材料的膨脹石墨片材I連續(xù)地插入該中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)的內(nèi)部。將其中插入有該膨脹石墨片材I的中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)從膨脹石墨片材I的插入起始端開始進(jìn)料到圓柱形輥和在其外周表面上具有沿軸向方向的多個環(huán)狀凹槽的輥之間的棍隙(棍隙Δ I被設(shè)定至0.5mm)中，以便在膨脹石墨片材I的厚度方向上加壓，并且進(jìn)一步進(jìn)料到另一對圓柱形輥之間的輥隙(該輥隙Λ 2被設(shè)定至0.45mm)中以加壓。因此，制成外層的復(fù)合片材，其中膨脹石墨片材和編織金屬絲網(wǎng)被壓力結(jié)合到彼此，使得膨脹石墨片材I的膨脹石墨被緊密地填充在通過加壓變得扁平的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼中，并且編織金屬絲網(wǎng)被嵌入膨脹石墨片材I中，由此使膨脹石墨片材I的表面與由編織金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的表面變得彼此齊平，并且使由編織金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的表面和由膨脹石墨片材I的膨脹石墨構(gòu)成的表面以點狀方式暴露在外表面上。
[0125]作為潤滑組合物，使用類似于上述示例I的水分散體(分散地包含作為固體含量的50質(zhì)量％的潤滑組合物的水分散體，該潤滑組合物包含45.0質(zhì)量％的h-BN、50.0質(zhì)量％的PTFE和5.0質(zhì)量％的勃姆石)。將該水分散體輥涂在該復(fù)合片材的由具有環(huán)狀凹槽的所述輥加壓的那一側(cè)的表面上，然后干燥，從而制成用于外層的多層片材，其中由潤滑組合物組成的固體潤滑劑(45.0質(zhì)量％的h-BN、50.0質(zhì)量％的PTFE和5.0質(zhì)量％的勃姆石)的涂層形成于該復(fù)合片材的一個表面上。
[0126]將其涂層面向外側(cè)的、用于外層的多層片材卷繞在上述管狀基底件的外周表面周圍，從而制成圓柱形預(yù)成型件。然后，通過類似于上述示例I的方法制成球形環(huán)密封件，其包括:球形環(huán)基底件，其由限定了在中部的通孔的圓柱形內(nèi)表面、部分凸球形表面、部分凸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；以及外層，其一體地形成于球形環(huán)基底件的部分凸球形表面上。
[0127]在由此獲得的球形環(huán)密封件中，球形環(huán)基底件包括:包含壓縮的膨脹石墨的用于球形環(huán)基底件的耐熱材料和由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成的用于球形環(huán)基底件的加固件，該編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.28mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為5mm長和4_寬，用于球形環(huán)基底件的加固件通過與用于球形環(huán)基底件的耐熱材料的壓縮的膨脹石墨片材I交織而具有結(jié)構(gòu)完整性。外層包括:由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成的用于外層的加固件，該編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.15mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成并且其網(wǎng)眼尺寸為3.5mm長和2.5mm寬；由膨脹石墨片材I制成的耐熱材料，其被壓縮以便填充該加固件的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼；以及涂層的固體潤滑劑，平滑的外層由涂層的固體潤滑劑構(gòu)成(參見圖22和23)。
[0128]比較例2 (對應(yīng)于專利文獻(xiàn)2中的示例11)
[0129]使用類似于上述比較例I的帶形編織金屬絲網(wǎng)作為用于球形環(huán)基底件的加固件。使用膨脹石墨片材III作為充當(dāng)球形環(huán)基底件的耐熱材料的膨脹石墨片材，其包含1.0質(zhì)量％的五氧化二磷、4.0質(zhì)量％的磷酸二氫鋁和膨脹石墨，并且具有1.12Mg/m3的密度和
0.38mm的厚度。將該膨脹石墨片材III和帶形編織金屬絲網(wǎng)的疊置組件卷繞，使得膨脹石墨片材III被置于最外周上，從而制成管狀基底件。在該管狀基底件中，膨脹石墨片材III的寬度方向上相對的端部部分分別在充當(dāng)球形環(huán)基底件的加固件的帶形金屬絲網(wǎng)的寬度方向上從帶形金屬絲網(wǎng)伸出。
[0130]使用膨脹石墨片材III作為用于外層的耐熱材料,其包含1.0質(zhì)量％的五氧化二磷、4.0質(zhì)量％的磷酸二氫鋁和膨脹石墨，并且具有0.3Mg/m3的密度和1.35mm的厚度。使用中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)作為用于外層的加固件，其通過使用類似于上述比較例1、且具有0.15mm的直徑的奧氏體不銹鋼絲(SUS 304)連續(xù)地編織而成，并且其網(wǎng)眼尺寸為3.5mm長和2.5_寬。將充當(dāng)外層的耐熱材料的膨脹石墨片材III連續(xù)地插入該中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)的內(nèi)部。然后，在類似于示例I的方法中，制成用于外層的復(fù)合片材，其中充當(dāng)用于外層的耐熱材料的膨脹石墨片材III且由1.0質(zhì)量％的五氧化二磷、磷酸二氫鋁和膨脹石墨構(gòu)成的表面與由1.0質(zhì)量％的五氧化二磷、磷酸二氫鋁和膨脹石墨構(gòu)成的膨脹石墨片材III的表面以點狀方式暴露。
[0131]以與上述比較例I相同的方式，制成外層的多層片材，其中固體潤滑劑(45.0質(zhì)量％的h-BN、50.0質(zhì)量％的PTFE和5.0質(zhì)量％的勃姆石)的涂層形成于外層的復(fù)合片材的一個表面上。
[0132]將其涂層面向外部的用于外層的多層片材卷繞在上述管狀基底件的外周表面周圍，從而制成圓柱形預(yù)成型件。然后，以類似于上述示例I的方式制成球形環(huán)密封件，其包括:球形環(huán)基底件，其由限定了在中部的通孔的圓柱形內(nèi)表面、部分凸球形表面、部分凸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；以及外層，其一體地形成于球形環(huán)基底件的部分凸球形表面上。
[0133]在由此獲得的球形環(huán)密封件中，球形環(huán)基底件包括:由壓縮的膨脹石墨片材III構(gòu)成的耐熱材料，其包含1.0質(zhì)量％的五氧化二磷、4.0質(zhì)量％的磷酸二氫鋁和膨脹石墨；以及由編織金屬絲網(wǎng)制成的用于球形環(huán)基底件的加固件，該編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有
0.28mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為5mm長和4mm寬，用于球形環(huán)基底件的加固件通過與壓縮的膨脹石墨片材III交織而具有結(jié)構(gòu)完整性。外層包括:由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成的用于外層的加固件，該編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.15mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成并且其網(wǎng)眼尺寸為3.5mm長和2.5mm寬；由膨脹石墨片材III制成的耐熱材料，其被壓縮以便填充該加固件的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼；以及涂層的固體潤滑劑，形成為平滑的外層的外表面由涂層的固體潤滑劑構(gòu)成。
[0134]接下來，將提供通過將在上述示例I至3和比較例I和2中獲得的球形環(huán)密封件安裝到圖20中所示排氣管球形接頭中，對異常摩擦噪音的發(fā)生的存在與否、氣體泄漏量(I/min)和磨損量進(jìn)行的測試的結(jié)果的描述。
[0135]<對異常摩擦噪音的發(fā)生的存在與否的測試條件>
[0136]使用卷簧的擠壓力(彈簧設(shè)定力):1177N
[0137]擺動角度:±3°
[0138]激勵頻率:12Hz
[0139]溫度(圖20中所示凹型球形表面部分302的外表面溫度):
[0140]從室溫(25°C)至 500°C
[0141]測試擺動的次數(shù):8個循環(huán)(2，000, 000次擺動)
[0142]匹配構(gòu)件(圖20中所示張開部分301的材料):
[0143]SUS 304
[0144]〈測試方法和測量方法〉
[0145]將在12Hz的激勵頻率下的±3°的擺動設(shè)定為一個擺動單位，在室溫(25°C )下進(jìn)行45，000次擺動之后，環(huán)境溫度升高至500°C，同時繼續(xù)擺動(在溫度升高期間擺動的次數(shù)為45，000次)。當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到500°C的溫度時，進(jìn)行115，000次擺動，并且隨后允許環(huán)境溫度下降至室溫，同時繼續(xù)擺動(在溫度下降期間的擺動的次數(shù)為45，000次)。將250，000次擺動的總數(shù)設(shè)為一個循環(huán)，并且進(jìn)行8個循環(huán)(2，000, 000次擺動)。
[0146]異常摩擦噪音的發(fā)生的存在與否的評價通過使用以下判斷水平在上述時點進(jìn)行，即，(I)在500，000次擺動之后，(2)在I, 000，000次擺動之后，(3)在I, 500，000次擺動，以及(4)在2，000，000次擺動之后。
[0147]〈異常摩擦噪音的判斷標(biāo)準(zhǔn)〉
[0148]編號O:不生成異常摩擦噪音。
[0149]編號0.5:異常摩擦噪音的生成可通過聲音收集管確認(rèn)。
[0150]編號1:異常摩擦噪音的生成可在離排氣管球形接頭的滑動部分大約0.2m的位置處確認(rèn)。
[0151]編號1.5:異常摩擦噪音的生成可在離排氣管球形接頭的滑動部分大約0.5m的位置處確認(rèn)。
[0152]編號2:異常摩擦噪音的生成可在離排氣管球形接頭的滑動部分大約Im的位置處確認(rèn)。
[0153]編號2.5:異常摩擦噪音的生成可在離排氣管球形接頭的滑動部分大約2m的位置處確認(rèn)。
[0154]編號3:異常摩擦噪音的生成可在離排氣管球形接頭的滑動部分大約3m的位置處確認(rèn)。
[0155]編號3.5:異常摩擦噪音的生成可在離排氣管球形接頭的滑動部分大約5m的位置處確認(rèn)。
[0156]編號4:異常摩擦噪音的生成可在離排氣管球形接頭的滑動部分大約IOm的位置處確認(rèn)。
[0157]編號4.5:異常摩擦噪音的生成可在離排氣管球形接頭的滑動部分大約15m的位置處確認(rèn)。
[0158]編號5:異常摩擦噪音的生成可在離排氣管球形接頭的滑動部分大約20m的位置處確認(rèn)。
[0159]在上述判斷水平的總體評估中，就編號O至2.5而言，做出不生成異常摩擦噪音的判斷(接受)，而就編號3至5而言，做出生成異常摩擦噪音的判斷(拒絕)。
[0160]此外，在上述測試條件下完成2，000, 000次測試擺動之后，根據(jù)示例I至3和比較例I和2進(jìn)行球形環(huán)密封件的外層的磨損量的測量。
[0161]<氣體泄漏量的測試條件>
[0162]使用卷簧的擠壓力(彈簧設(shè)定力):588N
[0163]激勵角度:±3°
[0164]激勵頻率(擺動速度):1.6Hz
[0165]溫度(圖20中所示凹型球形表面部分302的外表面溫度):
[0166]從室溫(25°C)至 500°C
[0167]擺動的次數(shù):2，000, 000次
[0168]匹配構(gòu)件(圖20中所示張開部分301的材料):
[0169]SUS 304
[0170]〈測試方法〉
[0171]溫度升高至500°C，同時繼續(xù)在室溫下以1.6Hz的激勵頻率在±3°下擺動。在保持該溫度的狀態(tài)下，繼續(xù)擺動，并且在擺動的次數(shù)達(dá)到1，000，000次和2，000，000次的時點測量氣體泄漏量。
[0172]<氣體泄漏量的測量方法>
[0173]關(guān)閉圖20中所示排氣管球形接頭的上游側(cè)排氣管100的開口部分，并且允許干燥空氣在49kPa(0.5kgf/cm2)的壓力下從下游側(cè)排氣管300側(cè)流過。(I)在測試早期(開始之前)，(2)在1，000，000次擺動之后，并且(3)在2，000，000次擺動之后，在靜止的中性狀態(tài)下和在激勵狀態(tài)下，借助于流量計測量從接頭部分(在球形環(huán)密封件40的外表面41和張開部分301的內(nèi)表面304之間的滑動接觸部分、在球形環(huán)密封件40的圓柱形內(nèi)表面34和上游側(cè)排氣管100的管端部分101之間的配裝部分、以及在球形環(huán)密封件40的球形環(huán)基底件38的大直徑側(cè)環(huán)狀端面36和直立地設(shè)置在上游側(cè)排氣管100上的凸緣部分102之間的鄰接部分)的氣體泄漏量。
[0174]表I示出了上述測試的結(jié)果。
[0175]表I
[0176]

【權(quán)利要求】
1.一種用于在排氣管接頭中使用的球形環(huán)密封件，包括:球形環(huán)基底件，其由圓柱形內(nèi)表面、部分凸球形表面、以及在所述部分凸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；以及外層，其一體地形成于所述球形環(huán)基底件的所述部分凸球形表面上， 其中，所述球形環(huán)基底件包括:用于所述球形環(huán)基底件的加固件和用于所述球形環(huán)基底件的耐熱材料，所述加固件由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成，所述金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.28至0.32mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為4至6mm長和3至5mm寬,所述耐熱材料包含膨脹石墨并且被壓縮以便填充所述加固件的所述編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼并且與所述加固件以混合形式一體地形成，并且 其中，所述外層包括:用于所述外層的加固件，其由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成，所述金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.10至0.20mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為1.0至3.0mm長和0.5至2.5mm寬；固體潤滑劑，其由潤滑組合物組成；以及包含膨脹石墨的用于所述外層的耐熱材料，用于所述外層的所述耐熱材料和所述固體潤滑劑被壓縮以便填充用于所述外層的所述加固件的所述編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼，用于所述外層的所述加固件在徑向方向上致密地覆蓋在所述球形環(huán)基底件的所述部分凸球形表面上，所述外層的外表面形成為平滑的復(fù)合表面，在所述平滑的復(fù)合表面中，由用于所述外層的所述加固件構(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，由用于所述外層的所述加固件構(gòu)成的所述表面在所述外層的所述外表面上的占用面積比為30%至60%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形環(huán)密封件，其特征在于，所述圓柱形內(nèi)表面由用于所述球形環(huán)基底件的所述耐 熱材料的所述膨脹石墨的暴露表面構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的球形環(huán)密封件，其特征在于，所述圓柱形內(nèi)表面由用于所述球形環(huán)基底件的所述加固件的所述編織金屬絲網(wǎng)的暴露表面構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的球形環(huán)密封件，其特征在于，所述圓柱形內(nèi)表面包括:圓柱形表面，其具有在從所述球形環(huán)基底件的小直徑側(cè)環(huán)狀端部朝大直徑側(cè)環(huán)狀端部的方向上的預(yù)定寬度并且在端部之間具有相同直徑；截頭圓錐形表面，其直徑從所述圓柱形表面的端部朝所述球形環(huán)基底件的所述大直徑側(cè)環(huán)狀端部逐漸增大，并且其具有在從所述圓柱形表面的所述端部朝所述球形環(huán)基底件的所述大直徑側(cè)環(huán)狀端部的方向上預(yù)定的寬度；以及直徑增大的圓柱形表面，其具有在從所述截頭圓錐形表面的大直徑側(cè)環(huán)狀端部朝所述球形環(huán)基底件的所述大直徑側(cè)環(huán)狀端部的方向上的預(yù)定寬度，并且具有對應(yīng)于排氣管的管端部分的外徑的直徑，其中，所述圓柱形表面在其一個端部處連續(xù)地連接到所述球形環(huán)基底件的所述小直徑側(cè)環(huán)狀端部，所述截頭圓錐形表面在其小直徑側(cè)環(huán)狀端部處連續(xù)地連接到所述圓柱形表面的另一端部并且在其大直徑側(cè)環(huán)狀端部處連續(xù)地連接到所述直徑增大的圓柱形內(nèi)表面的一個端部，并且所述直徑增大的圓柱形內(nèi)表面在其另一個端部處連續(xù)地連接到所述球形環(huán)基底件的所述大直徑側(cè)環(huán)狀端部且形成有在其兩個端部之間相同的直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的球形環(huán)密封件，其特征在于，所述潤滑組合物包含23至57質(zhì)量％的六方氮化硼、5至15質(zhì)量％的水合氧化鋁、以及33至67質(zhì)量％的聚四氟乙烯樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的球形環(huán)密封件，其特征在于，用于所述球形環(huán)基底件的所述耐熱材料和用于所述外層的所述耐熱材料中的每一個還包含1.0至16.0質(zhì)量％的磷酸鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的球形環(huán)密封件，其特征在于，用于所述球形環(huán)基底件的用于所述耐熱材料和所述外層的所述耐熱材料中的每一個還包含0.05至5.0質(zhì)量％的硝酸。
8.—種制造用于在排氣管接頭中使用的球形環(huán)密封件的方法，所述球形環(huán)密封件包括:球形環(huán)基底件，其由圓柱形內(nèi)表面、部分凸球形表面、以及在所述部分凸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；以及外層，其一體地形成于所述球形環(huán)基底件的所述部分凸球形表面上，所述方法包括以下步驟: (a)制備由膨脹石墨構(gòu)成的膨脹石墨片材； (b)制備帶形編織金屬絲網(wǎng)，所述帶形編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.28至0.32mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為4至6mm長和3至5mm寬； (c)在通過將所述膨脹石墨片材上疊置在所述帶形編織金屬絲網(wǎng)上而形成疊置組件之后，將所述疊置組件卷繞成中空的圓筒形形狀，從而形成管狀基底件； (d)制備另一個膨脹石墨片材，所述另一個膨脹石墨片材由膨脹石墨構(gòu)成，并且在所述另一個膨脹石墨片材的一個表面上形成固體潤滑劑的涂層，從而形成多層片材； (e)將所述多層片材插入中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)的兩層之間，所述編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.10至0.20mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為1.0至3.0mm長和.0.5至2.5mm寬，并且通過在所述多層片材的厚度方向上對在兩層之間插入有所述多層片材的所述中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)加壓而將所述中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)形成為扁平的編織金屬絲網(wǎng)，使得所述多層片材的所述另一個膨脹石墨片材的所述膨脹石墨和形成于所述膨脹石墨片材的所述一個表面上的所述涂層的所述固體潤滑劑被填充到所述扁平的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼中 ，從而形成外表面層形成構(gòu)件，所述外表面層形成構(gòu)件由所述另一個膨脹石墨片材的所述膨脹石墨、所述涂層的所述固體潤滑劑、以及與所述膨脹石墨和所述固體潤滑劑以混合形式一體化的所述扁平的編織金屬絲網(wǎng)組成，由所述扁平的編織金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的表面在外表面上的占用面積比為30至60%，在所述外表面中，由所述扁平的編織金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的所述表面和由形成于所述另一個膨脹石墨片材的所述一個表面上的所述涂層的所述固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合形式存在； (f)將所述外表面層形成構(gòu)件圍繞所述管狀基底件的外周表面以如下狀態(tài)卷繞而形成圓柱形預(yù)成型件，即，其中由所述外表面層形成構(gòu)件的所述帶形編織金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的所述表面和由所述固體潤滑劑構(gòu)成的所述表面以混合形式存在的所述外表面被置于外側(cè)上；以及 (g)制備階梯狀的芯部和模具，所述模具具有圓柱形內(nèi)壁表面、與所述圓柱形內(nèi)壁表面連續(xù)的部分凹球形壁表面、以及通孔，并且其中當(dāng)所述階梯狀芯部被配合地插入所述通孔時，會有中空圓筒形部分和與所述中空圓筒形部分連續(xù)的球形環(huán)中空部分形成于所述模具中，將所述圓柱形預(yù)成型件裝配在所述階梯狀芯部的芯部外周表面上，將所述階梯狀芯部配合地插入所述模具的所述通孔中，并且使所述圓柱形預(yù)成型件在所述芯部的軸向方向上在所述模具中經(jīng)受壓縮成形， 其中，所述球形環(huán)基底件包括:用于所述球形環(huán)基底件的加固件，其由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成，所述壓縮的編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.28至0.32mm的直徑的所述細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為4至6_長和3至5_寬；以及用于所述球形環(huán)基底件的耐熱材料，其包含所述膨脹石墨并且被壓縮以便填充所述加固件的所述編織金屬絲網(wǎng)的所述網(wǎng)眼并且與所述加固件以混合形式一體地形成，并且 其中，所述外層包括:用于所述外層的加固件，其由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成，所述金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.10至0.20mm的直徑的所述細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為1.0至3.0mm長和0.5至2.5_寬；所述固體潤滑劑，其由潤滑組合物組成；以及包含膨脹石墨的用于所述外層的耐熱材料，用于所述外層的所述耐熱材料和所述固體潤滑劑被壓縮以便填充用于所述外層的所述加固件的所述編織金屬絲網(wǎng)的所述網(wǎng)眼，用于所述外層的所述加固件在徑向方向上致密地覆蓋在所述球形環(huán)基底件的所述部分凸球形表面上，所述外層的外表面形成為平滑的復(fù)合表面，在所述平滑的復(fù)合表面中，由用于所述外層的所述加固件構(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，由用于所述外層的所述加固件構(gòu)成的所述表面在所述外層的所述外表面上的所述占用面積比為30%至60%。
9.一種制造用于在排氣管接頭中使用的球形環(huán)密封件的方法，所述球形環(huán)密封件包括:球形環(huán)基底件，其由圓柱形內(nèi)表面、部分凸球形表面、以及在所述部分凸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；以及外層，其一體地形成于所述球形環(huán)基底件的所述部分凸球形表面上，所述方法包括以下步驟: (a)制備由膨脹石墨構(gòu)成的膨脹石墨片材； (b)制備帶形編織金屬絲網(wǎng)，所述帶形編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.28至0.32mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為4至6mm長和3至5mm寬； (c)在通過將所述膨脹石墨片材上疊置在所述帶形編織金屬絲網(wǎng)上而形成疊置組件之后，將所述疊置組件卷繞成中空的圓筒形形狀，使得所述編織金屬絲網(wǎng)暴露在內(nèi)周側(cè)上并且所述膨脹石墨片材暴露在外周側(cè)上，從而形成管狀基底件； (d)制備另一個膨脹石墨片材，所述另一個膨脹石墨片材由膨脹石墨構(gòu)成，并且在另一個膨脹石墨片材的一個表面上形成固體潤滑劑的涂層，從而形成多層片材； (e)將所述多層片材插入中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)的兩層之間，所述編織金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.10至0.20mm的直徑的細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為1.0至3.0mm長和.0.5至2.5mm寬，并且通過在所述多層片材的厚度方向上對在兩層之間插入有所述多層片材的所述中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)加壓而將所述中空圓筒形編織金屬絲網(wǎng)形成為扁平的編織金屬絲網(wǎng)，使得所述多層片材的所述另一個膨脹石墨片材的所述膨脹石墨和形成于所述膨脹石墨片材的所述一個表面上的所述涂層的所述固體潤滑劑被填充到所述扁平的編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼中，從而形成外表面層形成構(gòu)件，所述外表面層形成構(gòu)件由所述另一個膨脹石墨片材的所述膨脹石墨、所述涂層的所述固體潤滑劑、以及與所述膨脹石墨和所述固體潤滑劑以混合形式一體化的所述扁平的編織金屬絲網(wǎng)組成，由所述扁平的編織金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的表面在外表面上的占用面積比為30至60%，在所述外表面中，由所述扁平的編織金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的所述表面和由形成于所述另一個膨脹石墨片材的所述一個表面上的所述涂層的所述固體潤滑劑構(gòu)成的表面以混合形式存在； (f)將所述外表面層形成構(gòu)件圍繞所述管狀基底件的外周表面以如下狀態(tài)卷繞而形成圓柱形預(yù)成型件，即，其中由所述外表面層形成構(gòu)件的所述帶形編織金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的所述表面和由所述固體潤滑劑構(gòu)成的所述表面以混合形式存在的所述外表面被置于外側(cè)上；以及 (g)制備階梯狀的芯部和模具兩者，在階梯狀芯部的一個端部部分上，可拆卸地裝配有帽蓋，所述帽蓋為有底圓筒形，在其一個端部部分處設(shè)置有底部部分，并且在其另一端部部分處設(shè)有開口部分，并且在所述開口部分的一側(cè)上在外周表面上具有截頭圓錐形表面部分，所述截頭圓錐形表面部分的直徑從所述另一端部部分起逐漸增大，所述模具具有圓柱形壁表面、與所述圓柱形壁表面連續(xù)的部分凹球形壁表面、以及通孔，并且其中當(dāng)所述階梯狀芯部被配合地插入所述通孔時，會有中空圓筒形部分和與所述中空圓筒形部分連續(xù)的球形環(huán)中空部分形成于其中，將所述圓柱形預(yù)成型件裝配在所述階梯狀芯部的所述帽蓋的外周表面上，將所述階梯狀芯部配合地插入所述模具的所述通孔中，并且使所述圓柱形預(yù)成型件在所述芯部的軸向方向上在所述模具中經(jīng)受壓縮成形， 其中，所述球形環(huán)基底件具有在其中部的通孔并且由所述圓柱形內(nèi)表面、所述部分凸球形表面、以及在所述部分凸球形表面的所述大直徑側(cè)和小直徑側(cè)上的環(huán)狀端面限定，所述圓柱形內(nèi)表面具有圓柱形表面、與所述圓柱形表面連續(xù)的截頭圓錐形表面和與所述截頭圓錐形表面連續(xù)的直徑增 大的圓柱形內(nèi)表面，所述球形環(huán)基底件包括:用于所述球形環(huán)基底件的加固件，其由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成所述壓縮的金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.28至.0.32mm的直徑的所述細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為4至6mm長和3至5mm寬；以及用于所述球形環(huán)基底件的耐熱材料，所述耐熱材料包含所述膨脹石墨并且被壓縮以便填充所述加固件的所述編織金屬絲網(wǎng)的所述網(wǎng)眼并且與所述加固件以混合形式一體地形成，并且 其中，所述外層包括:用于所述外層的加固件，其由壓縮的編織金屬絲網(wǎng)制成，所述金屬絲網(wǎng)通過使用具有0.10至0.20mm的直徑的所述細(xì)金屬絲編織而成且其網(wǎng)眼尺寸為1.0至3.0mm長和0.5至2.5mm寬；所述固體潤滑劑，其由潤滑組合物組成；以及包含所述膨脹石墨的用于所述外層的耐熱材料，用于所述外層的所述耐熱材料和所述固體潤滑劑被壓縮以便填充用于所述外層的所述加固件的所述編織金屬絲網(wǎng)的所述網(wǎng)眼，用于所述外層的所述加固件在徑向方向上致密地覆蓋在所述球形環(huán)基底件的所述部分凸球形表面上，所述外層的外表面形成為平滑的復(fù)合表面，在所述平滑的復(fù)合表面中，由用于所述外層的所述加固件構(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，由用于所述外層的所述加固件構(gòu)成的所述表面在所述外層的所述外表面上的所述占用面積比為30%至60%。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制造球形環(huán)密封件的方法，其特征在于，水分散體被施加到所述另一個膨脹石墨片材的所述一個表面以形成所述固體潤滑劑的所述涂層，以便形成所述多層片材，在所述水分散體中，六方氮化硼粉末和聚四氟乙烯樹脂粉末分散地包含在氧化鋁溶膠中，在所述氧化鋁溶膠中，水合氧化鋁顆粒分散地包含在作為分散介質(zhì)的含酸水中，并且所述氧化鋁溶膠的氫離子濃度(pH)表現(xiàn)為2至3，所述水分散體分散地包含作為固體含量的30至50質(zhì)量％的所述潤滑組合物，所述潤滑組合物包含23至57質(zhì)量％的所述六方氮化硼粉末、33至67質(zhì)量％的所述聚四氟乙烯樹脂粉末、以及5至15質(zhì)量％的水合氧化鋁。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中的任一項所述的制造球形環(huán)密封件的方法，其特征在于，所述膨脹石墨片材中的每一個除了所述膨脹石墨之外包含1.0至16.0質(zhì)量％的磷酸鹽。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造球形環(huán)密封件的方法，其特征在于，所述膨脹石墨片材中的每一個還包含0.05至5.0質(zhì)量％的磷酸。
【文檔編號】F16J15/10GK104081104SQ201280068745
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月9日
【發(fā)明者】宮下磨, 佐藤榮治, 石田晃一, 高砂俊和, 松永聰 申請人:奧依列斯工業(yè)株式會社