[发明专利]用于制造复合构件的方法

说明书

本发明涉及复合构件的制造。

由日本专利文献2000-144212提出了一种由生坯成形并且烧结凸轮盘的方法。在烧结之前将耦合元件埋入到生坯中并且一起烧结，以便使所述耦合元件与烧结件连接。

本发明的任务在于提供一种借助其快速而成本低廉地制造复合构件的方法。

根据本发明的任务借助按权利要求1所述的方法、按权利要求9所述的压力机、按权利要求14所述的压力机的应用、按权利要求15所述的计算机程序产品以及按权利要求21所述的复合生坯来解决。

提供一种用于制造复合构件的方法，其中所述复合构件具有至少一个由粉末状材料压制而成的粉末冶金件以及至少一个实心件，其中在压力机的工作腔内、尤其是在压力机的模具内将粉末状材料压制成粉末冶金件，并且在相同的工序中、尤其在压力机的相同工序中将实心件至少部分地输送给工作腔，从而在一个工序内制成复合构件。所谓粉末状材料尤其是指一种粉末金属。此外，实心件能够给具有一种金属材料或者陶瓷材料。例如实心件可以具有一种经过浇铸、拉伸、轧制、锻造和/或挤压成形(extrudiert)、尤其是拉挤成形的(stranggezogen)材料。压力机的工序包括做功行程和回程，其中压力机在做功行程期间合拢(zusammenfahren)，并且在回程期间重新打开。必要时该工序也可以包括一段停止时间，其中压力机或者说压力机的模具在做功行程与回程之间的某个位置中停留一段限定的时间。

在第一设计方案中规定，在工序的第一步骤中将实心件输送给工作腔中的粉末状材料，然后在第二步骤中将粉末状材料压制成粉末冶金件或者说生坯。在另一种设计方案中规定，在工序的第一步骤中将工作腔中的粉末状材料压制成生坯，并且在第二步骤中将实心件输送给工作腔中的生坯。一种优选的设计方案规定，其中在粉末状材料被压制成生坯的过程中将实心件输送给工作腔。

以下将生坯的概念用于未烧结的、由粉末状材料压制成的粉末冶金件。所谓粉末冶金件通常是指生坯、烧结坯和/或烧结件。

实心件和粉末状材料例如可以具有相同的合金。在其它设计方案中规定，粉末状材料和实心件具有不同的合金。尤其规定，粉末状材料包括一种金属粉末，并且实心件包括一种非金属材料、例如包括陶瓷。在另一种设计方案中，粉末状材料包括一种陶瓷粉末，并且实心件包括一种陶瓷的或者非陶瓷的材料。因此所谓粉末冶金件可以指一种具有非金属材料、尤其是不包括金属材料的构件。在一种设计方案中也规定，实心件和粉末状材料具有不同的金属合金或者陶瓷合金。所谓合金这里可以是指金属合金或者陶瓷混合物以及纯粹的金属或者陶瓷。

在一种设计方案中还规定，将实心件如此传送到工作腔中，从而使得实心件在工序之后从生坯或者说粉末冶金件的表面凸出来。在另一种设计方案中，实心件利用粉末冶金件的至少一个表面封闭。尤其在一种设计方案中规定，尺寸过盈的实心件从粉末冶金件的表面凸出来。在另一种设计方案中规定，尺寸不足的实心件在粉末冶金件的表面下方封闭。尺寸过盈或尺寸不足的范围大约为0.001毫米至15毫米，在另一种设计方案中则规定不超过大约20厘米。

在另一种变形方案中，优选在将实心件引入到压力机之前对其进行表面处理。尤其是提高表面的至少一个限定的部分的粗糙度。实心件优选在其表面的至少一部分上具有Rz＝1μm至Rz＝63μm的平均粗糙度。所谓粗糙度是指在表面中根据DIN4760所述的第三级至第五级的形状偏差(Gestaltabweichung)。特别优选将实心件的表面的至少一部分进行氧化处理，或者镀上一层转化涂层，例如进行发蓝或者磷化处理。

在另一种设计方案中规定，在尤其是金属的实心件上借助水蒸气处理法产生金属氧化层。尤其可在大约500℃至570℃温度下进行处理。优选对实心件进行至少10分钟蒸汽处理，优选进行至少30分钟蒸汽处理。此外，优选产生至少2μm的氧化层厚度。这样有助于粉末状材料的粉末微粒能够更好地附着(verkrallen)在实心件的表面上。此外，氧化层还有助于在烧结过程中将其重新还原，并且尤其能够改善粉末微粒和实心件之间的烧结效果。在另一种设计方案中，对表面进行机械处理，例如通过研磨和拔荒(Schruppen)进行打毛。也有一种变形方案规定，将表面整平、例如将表面抛光。

例如可在从压力机中出模之后对复合构件进行烧结和/或预烧结，以便必要时将其输送给其它加工步骤。在另一种设计方案中规定，对复合构件进行烧结锻造。