[发明专利]烧结的复合机械零件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及烧结的复合机械零件及其制造方法，其中所述烧结的复合机械零件适合于要求具有气密性和局部高滑动特性的机械零件，例如在流动的流体与旋转装置之间的运动转换中所使用的气缸体，本发明还涉及可以通过采用所述烧结的复合机械零件所制造的气缸体。

背景技术

气缸体是用于组成斜式活塞泵或斜式活塞马达的元件，它是具有多个气缸孔的旋转部件，并且具有沿着与旋转轴同心的圆周以相同间隔且与旋转轴平行而形成的底部。通过使用与安装到每个气缸孔上的活塞相结合的气缸体，以及被设计成进行与活塞的往复运动相关的旋转的斜面板，所述运动可以在流体的流动与轴的旋转运动之间进行转换。因而，如果通过气缸孔底部上的通孔(through-holes)的方式从外部供给/释放流体(气体)到气缸体孔中，则所述斜面板会通过活塞的往复运动而旋转，该系统用作将外部气体的喷射压力转换成斜面板旋转运动的斜式活塞泵。相反，如果通过使用外部电源来旋转该斜面板，则通过所述活塞的往复运动来吸入和释放外部流体(液体、气体)，由此它被用作为通过气缸孔的方式将流体沿着一个方向移动的斜式活塞泵。例如，在日本专利申请特开平H06-10825中，公开了一种斜轴活塞泵和马达，其中从与气缸体的端面相对的分配器的低压侧吸入气缸孔的工作流体通过气缸体的旋转被释放到高压侧。

类似上述的气缸体通常是由正亚铁金属材料形成的，以使其具有足够的机械强度，同时需要气密性以保持气缸孔中的流体压力。因此，如果通过粉末冶金的方法进行制造，通过密封烧结材料中的孔隙来防止流体的渗漏是必要的。为了此目的，目前，通过蒸汽工艺来处理正亚铁烧结体(参见例如日本专利公开57-026322和日本专利申请特开平S56-169705和H05-078875)；以及通过加热蒸汽的作用，将烧结体的表面或者向这些表面开口的孔的内部进行氧化，以形成四氧化三铁(Fe₃O₄)层；以及通过利用由于铁的氧化而导致的体积扩张，密封存在于烧结体的表面部分中的开孔隙。

通过对根据粉末冶金法所获得的正亚铁烧结体进行蒸汽处理而制造的气缸体是耐磨性的，因为在其表面形成刚性的铁氧化物层。然而，相对应的部件例如活塞和用于供给流体的分配器则相反是容易磨损的。特别是，为了延长工作系统的使用寿命，以对分配器施加压力的状态旋转和滑动的所述气缸孔底侧的气缸体末端面需要增强其滑动性能，以不损伤其相对应的部件。

发明内容

本发明的目的是建立一种用于改进滑动部分的滑动性能而不造成相对应部件的损伤的技术，该技术与通过粉末冶金制造的气缸体有关；以及提供一种具有气密性和局部增强的滑动性能的气缸体，该气缸体能够防止相对应部件的损伤和延长产品寿命。

本发明的另一个目的是提供一种制造烧结的机械零件的方法，该方法能够根据粉末冶金制造出具有气密性和局部增强的滑动性能的气缸体。

本发明的另一个目的是提供一种烧结的复合机械零件，它是气密性的，并且具有能够表现出优异滑动性能而不损伤相对应部件的局部部分。

为了达到上述目的，根据本发明一个方面的烧结的复合机械零件包括：主体和滑动部分，所述主体由烧结的多孔铁合金构成，并且在其表面具有铁氧化物层以使其具有气密性；所述滑动部分由烧结的多孔铜合金构成，并且被直接结合到主体上。

另外，由烧结的复合合金构成的气缸体被构建成为与流体供给/返回设备以及与活塞协作的旋转装置组合使用，以通过活塞的往复运动达到流体流动和机械旋转之间的运动转换，根据本发明的一个方面，所述气缸体包括：滑动部分和主体，所述滑动部分由烧结的多孔铜合金构成并被设置成与流体供给/返回设备紧密接触地进行滑动；所述主体由烧结的多孔铁合金构成，并且与主体直接结合，在其表面上具有铁氧化层以使其具有气密性，其中所述主体具有：容纳活塞的气缸孔；以及在气缸孔的底部所提供的通孔，它使得在流体供给/返回设备和气缸孔之间通过滑动部分进行流体的供应/返回。