通过粉末冶金形成的非均质发动机部件制造技术

一种由一粉末冶金工艺整体地形成的连杆（３００）提供一非均质结构。该连杆具有一活塞端（３０４）、一曲轴端（３０２）和一互连柄（３０６）。活塞端（３０４）、曲轴端（３０２）和互连柄（３０６）由一结构材料形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及通过粉末冶金形成的部件，尤其涉及用于通过粉末冶金形成部件的 一种方法和装置。
技术介绍
粉末冶金是一种用于生产应用于诸如发动机的高质量部件的常用制造方法。在 发动机部件的制造中经常使用粉末冶金，因为它经济、灵活、且可用比形成部件的 其它方法较少的机加工或二次处理来生产一最终零件。粉末冶金允许一部件由多种 合金、复合材料和其它材料形成，以给最终的部件提供所需的特征。粉末冶金适合 于制造广泛范围的尺寸和形状的零件。同样，粉末冶金还能可靠地生产具有一致的 尺寸和有利的物理性能的零件。参见图l，显示了用于传统粉末冶金部件形成工艺30的一工艺流程图。首先， 提供构成部件的金属粉末32。通常，将润滑剂添加至金属粉末，以减少压制机械 的磨损。其次，混合基底粉末34，以形成一均质混合物。最终完工的零件是金属 粉末组分的一均质合金。然后用混合的粉末填满一模子或模具36。模具闭合时具有与最终零件的形状有 点近似的一内部空穴。在模具内压实粉末38，以形成一所谓的生件。压实38 通常在室温和例如30 — 50吨每平方英寸的压力下完成。生件也被称为一 生压制 件，当它从模具中脱出时，具有用于下一步操作的所需尺寸和形状。在压实38 之后，生件具有足够的强度以用于进一步处理。生件经受一烧结工艺40。在烧结40之后，取决于零件的预期用途，可在零件 上完成多种二次操作42，该工艺产生一最终零件44。通常，烧结40涉及使生件经受一温度，例如是构成生件的金属或合金的金属 熔点的70 — 90%的温度。在一炉子内控制温度、时间和气氛的变量，以生产由于 金属颗粒的结合或合金而具有改进的强度的一烧结零件。烧结工艺40通常包括在 一烧结炉中实施的三个基本步骤熔化46、烧结48和冷却50。通常使用连续型烧结炉来完成这些步骤。熔化室用于使形成生件中所使用的润滑剂挥发46。高温室实施实际烧结48。冷却室在处理之前冷却烧结零件50。可认为冷却50之后从烧结炉40中出来的零件是完工的。可选择地，它们可经 受一个或多个二次操作42。 二次操作包括例如再压制(锻造)部件52、机加工54、 滚磨56和将部件与作为整个组件的部分的附加部件结合58。 二次操作42还可包 括将油或润滑剂渗入零件60，以传递自润滑性能。烧结部件还可经受热处理62， 以给部件提供诸如强度之类的某些特征和性能。本领域普通技术人员会意识到，可 实施其它二次操作。二次操作42可独立实施或与其它二次操作共同实施。 一旦实 施了所有的二次操作，就完成了部件或零件44。美国专利第6055884号、第5551782号和第5353500号都公开了用于一内燃机 中的连杆。图2显示了一传统内燃机的内部细节，以说明一连杆64的使用。连杆64枢转 地连接至一活塞66和曲轴74。连杆64在一大或曲柄端76连接至曲轴74。连杆 64的大端76处接纳曲轴74的一轴部分(曲柄销)78。连杆64还在连杆64的 一小或活塞端70处连接至一活塞66。 一销(活塞销)68用于允许连杆64的小 端70和活塞66之间的转动。参见图3 — 5，显示了根据传统方法制造的一传统连杆64。连杆64包括一活塞 端70、 一曲轴端76和一柄80。柄80通常提供有一个或多个用于减轻重量的凹处 82。曲轴端76包括一大眼77，用于接纳曲柄销78。曲轴端76包括一曲柄轴承84， 用于将由于轴78在大眼77内的转动而产生的磨损和摩擦最小化。轴承84包括轴 承材料88、 一外部材料支持面89和一内部轴承面86。本领域普通技术人员会意识 到，当在曲柄销78和内部轴承面86之间提供润滑油时，曲柄轴承84形成一流体 动力轴承。连杆64的活塞端70包括一小眼81，用于接纳肘节销68。小眼81提供有一轴 衬90，用于减小操作期间由于转动而产生的摩擦和磨损。轴衬90包括离散的或分 离的轴承材料92、 一内部轴承接触面94和一外部轴承支持面96。一连杆64通常由一钢或铝合金构成。现在钛合金也用于连杆64。轴衬90通常 由青铜构成。曲柄轴承84和轴衬90通常提供至连杆64，作为二次制造和组装工艺的部分。 每个轴承84和轴衬90都通常形成为其单独制造工艺的部分，然后与作为一单独制 造或组装步骤的连杆64结合。附加的步骤使制造工艺增加了时间、加工和劳动力成本。所有制造的一持续的目标是减少成本。因此，仍然需要提供具有一减少数量的制造步骤、加工工具、零件和劳动力的、 用于发动机的连杆。
技术实现思路
本专利技术提供一种连杆，它包括以一粉末冶金工艺整体地形成的非均质结构，且 具有至少两种不同金属组分，以便在该结构的离散位置提供不同特征。附图说明图1是根据现有技术的一粉末冶金制造工艺的一工艺流程图2是根据现有技术的一车辆发动机的一局剖的立体图3是根据现有技术的一连杆的一平面图4是沿线a—a所取的图3的连杆的一剖视图5是根据现有技术的一连杆的一立体图6是根据本专利技术的用于使用粉末冶金制造工艺制造一非均质部件的一工艺流 程图7是根据本专利技术的生件形成装置的一侧剖图； 图8是根据本专利技术的一生件形成装置的一前视图； 图9是根据本专利技术的一生件形成装置的一俯视图10是用于根据本专利技术的一生件形成装置的进给阀的一局剖俯视详图11是根据本专利技术的处于打开位置的一粉末出口的一局剖侧视详图12是根据本专利技术的处于闭合位置的一粉末出口的一局剖侧视详图13是根据本专利技术的生件形成装置的一侧剖图14是根据本专利技术的生件形成装置的一侧剖图15是根据本专利技术的一非均质连杆的一侧剖图；以及图16是图15的连杆的一前视图。具体实施例方式图6显示了一种用于制造包括一连杆的一非均质粉末冶金制件的工艺。在步骤 106，将一种或多种金属粉末引入一模子。两种、三种或多种金属粉末可同时(并行地)、在不同时间(串行地)或以其某种组合而引入。每种金属粉末可以是一种组分混合物。金属粉末可在引入之前混合，除非需要一非均质生成物。在步骤108， 压制模子中的粉末，以形成一生件。该生件在步骤iio烧结。可选择地，可在步骤 112实施一个或多个诸如锻造、机加工、热处理、精加工等的二次操作。本领域普通技术人员会意识到，可实施粉末金属的附加层和/或工艺步骤，而不脱离本专利技术 的精神和范围。在图7中显示了一生件形成装置120的一实施例。该生件形成装置120可通称 为一给料板装置120。给料板装置120通常包括可由一致动缸134致动的一粉末充 填容器122、 一上冲头140、 一下冲头142和一粉末料斗148。尤其， 一第一容器 122通过一个或多个连接件138刚性地连接至一第二容器126。第二容器126通过 一活塞136连接至一致动缸134。致动缸134可以是用于推动活塞136进或出的一 液压或气压缸，从而引导第一容器122和第二容器126可控制地移动。每个容器 122、 126包括限定一内部空穴于其中的侧壁125。侧壁125具有倾斜部分129，用 于将粉末引向一粉末出口阀146。容器122、 126中顶部开口的尺寸定为可接纳连 接至料斗148、 150的一滑槽152、 154。料斗148、 150分别接纳分别提供至第一 内部空穴124和第二内部空穴128的第一和第二种粉末金属。第一滑槽152和第二 滑槽154包括一柔性管，该柔性管构造成允许第一容器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连杆，它包括由一粉末冶金工艺整体地形成的一非均质结构，所述结构具有一活塞端、一曲轴端和一互连柄，其中，所述活塞端、所述曲轴端和所述互连柄由一结构材料形成，且所述活塞端具有用于接纳一肘节销的一小眼，并且，所述小眼包括与所述结构材料整体地形成的一第二材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-5-27 10/854,9371.一种连杆，它包括由一粉末冶金工艺整体地形成的一非均质结构，所述结构具有一活塞端、一曲轴端和一互连柄，其中，所述活塞端、所述曲轴端和所述互连柄由一结构材料形成，且所述活塞端具有用于接纳一肘节销的一小眼，并且，所述小眼包括与所述结构材料整体地形成的一第二材料。2. 如权利要求1所述的连杆，其特征在于，所述曲轴端具有用于接纳一曲柄销的一大眼，并且，所述大眼包括与所述结构材料的成形整体地形成的一第三材 料。3. 如权利要求2所述的连杆，其特征在于，所述第二材料和所述第三材料 是不同的粉末材料。4. 一种连杆，它包括由一粉末冶金工艺整体地形成的非均质结构，且具有 至少两种不同的金属组分，以便在所述结构的离散位置提供不同的特征。5. 如权利要求4所述的连杆，其特征在于，所述至少两种不同的金属组分 中的一第一种至少部分地形成用于在所述连杆的一端形成的一小眼的一支持面的 至少部分，该支持面能接合一肘节销。6. 如权利要求4所述的连杆，其特征在于，所述至少两种不同的金属组分 中的一第二种至少部分地形成用于在所述连杆的一端形成的一大眼的一支持面的至少部分，该支持面能接合一曲柄销。7. 如权利要求4所述的连杆，其特征在于， 一活塞端、 一曲轴端和一互连 柄由所述至少两种不同的金属组分中的一种形成。8. —种形成一连杆的方法，它包括在至少两种不同的金属组分上实施一粉 末冶金工...

【专利技术属性】
技术研发人员：J卡格纳伊，D范德摩勒，
申请(专利权)人：万国引擎知识产权有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]