制造多材料组件或构件的方法技术

一种用于制造多材料组件或构件的方法，其中制造包括耐磨材料和弹性体材料的多材料组件或构件。本发明专利技术还包括用所述方法制造的多材料组件或构件的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
少 一种材料是基于弹性体的材料。
技术介绍
耐磨构件和组件用于例如降低石料、建筑或回收材料的尺寸的设备中和 木材加工的切割和磨削过程中。在这些设备和过程中，在组件之间受压的或流向构件或组件的表面的材 料将组件的表面磨损到一定的程度，该程度取决于触点的表面压力、速度、 组件表面的材料特性和物理特性，如待粉碎的材料和由该材料输送的杂质的 压缩强度和摩擦学特性。换句话说，不仅所加工的材料相对于组件表面的运 动，而且所述材料对该组件表面的渗透都对该组件经受的磨损有影响。相对 于该组件表面移动的材料导致切割和开槽，并且渗透该表面的材料在受影响区域上产生了毛刺(burr)，所述毛刺由于反复的步骤而容易通过破损、疲劳 或切断的形成从构件和组件的表面脱落。构件和组件在其不同部位和在设备中总体的磨损强度是通过设备的几 何形状、组件的运动状态和所加工的材料的流动参数来限定的。通常不仅通过影响设备的几何形状和内部流动条件，还特别通过材料的 选择来尝试提高构件和组件的使用寿命。现有技术的金属磨损保护材料的摩 擦学特性通常基于所研究的金属的有利的合金化以及最终添加颗粒，并且基 于初始的制造过程和进一步的加工，如热处理，其中耐磨现象比常规的更好 的相作为所有这些因素的组合效果形成在它们的微结构中，所述相通常是硬 的但经常具有低的韧性和抗疲劳性。而且由于构件和组件除了摩擦学特性之 外还需要其它特性，它们通常不能完全由具有上述微结构的材料制造，而经 常最有利的是在各构件或组件中也使用具有其它类型性质的材料。而且，当 构件和组件的某些部分或区域用彼此不同的材料制造时，例如为保持设备的 几何形状和内部流动模式而控制构件和组件的磨损形式可能更容易。3制造过程的设备使用的能量以及它们磨损部分的可回收性从环境方面 来说是重要的，并且当评价工业的许多分支中的职业安全和工业工厂的使用 和选址的限制时，由机器和设备的使用引起的噪音和振动是重要的因素。从 这些观点来看，例如在用于降低石料、建筑或回收材料的尺寸的设备中使用 橡胶和合成弹性体材料可以实现显著的优点。由于硫化生胶或其它相应的交 联弹性体的刚性、韧性和不可压缩性，具有较高密度的金属部件可以在某些 构件和磨损的部件中被替代，因此，设备中所得的较轻重量，特别是其移动 部件，降低了过程的能耗。与任何金属材料相比，弹性体的振动阻尼能力是而且由于合适的分离过程和能使用回收材料的目的，包括弹性体的构件和组 件的可回收性是良好的。制造多材料组件时的常见问题是使制造过程的参数适应于整个构件或 组件，使得所使用的任意材料的性质不会劣化，至少不低于可接受的水平。 当过程条件根据形成构件的所有材料的限制而适应时，通过各单独材料实现 的性质经常依然低于各材料的最佳目标水平，并且组件或构件的性能不是尽 可能的良好。特别的挑战还在于，使由不同材料形成的部分和部件在构件和 组件的配置中、以及在彼此不同的材料和它们的边界一起经受的配置之后的 处理中保持尺寸和形状公差。在最差的情况下，不同的性能，例如彼此接触 或连接在一起的材料的不同体积变化，能导致构件或组件的损坏。通常，在 最终的技术结果以及质量和商业可实施性方面，当仅剩下对于保留性能来说 风险较'j、的少量制造步骤时，如果可以安排和选择构件或组件的制造步骤使 得各材料可以尽量单独地加工并连接到组装件，则是有利的。许多专利出版物如EP0714704 Bl 、 GB1288083 、 US4293014和 US4402465已经公开了磨损部件和其制造方法，其中弹性体主要用作构件和 组件中的磨损保护元件或部分，而金属材料仅用作连接元件。专利出版物 US4848681公开了衬层应用，其中金属-弹性体复合构件用于磨损保护，然 而，所述复合构件的形状或连接系统对于本专利技术所指的具有挤压、切割或磨 削性能的薄壁加工设备来说是不合适的。在专利出版物CH683605中公开的构件部件中，弹性体用作支撑、填充是显著不同的。而且，在专利出版物CN1082488中提出使用的陶乾材料由4于它们的脆性对于本专利技术所描述的应用来说是不合适的。在许多专利出版物如GP639366中，已经提出橡胶和其它弹性体的阻尼 姓质，但公开的构件和材料对于本专利技术所述的过程来说是不适合的。
技术实现思路
根据本专利技术的技术方案提供了通常用作磨损部件的多材料组件或构件， 该组件或构件通过铸造或硫化已经制得的磨损保护件周围的弹性体材料而 制造，所述弹性体材料将磨损保护件彼此粘合并与其自身粘合，从而形成磨 损部件的框架。更准确地说，根据本专利技术的制造方法的特征在于权利要求1的特征部分 中所表述的，并且多材料组件或构件的用途的特征在于权利要求7和8的特 征部分中所表述的。附图说明参考附图，以下将具体描述本专利技术，其中图1A-1F显示了根据本专利技术用 于制造多材料组件的 一种制造方法的示意图。具体实施例方式图1A和1B显示了用于待制造的多材料组件的弹性体铸模的第一半部 分1的横截面图，所述半部分作为待制造组件在预定分割平面的第一侧上的 表面形状的阴模(negative)形成。当选择作为模具材料使用的材料和模具的壁 厚尺寸时，必须考虑铸造过程期间的温度和模具中的压力，以及增强硫化弹 性体从模具上松动的表面性质。基于待制造组件的公差要求确定用于制造所 述模具半部分的尺寸公差，并确定模具的表面粗糙度使得可以容易地从打开 的模具中除去硫化的弹性体。图1A和1B显示了由均为相同材料或彼此为不同材料的耐磨材料制造 的工件2，并且，独立地，它们的性质可以;波此相同或不同。这些耐磨材料融或粉末冶金方法。工件2可以直接制造成最终形式，或者它们可以在初级 制造后进行简单的成型或机械加工以提供最终形式。除了耐磨工件之外，用 于例如硬化在制得的多材料构件或组件中弹性体形成的容积部分的其它金5属或非金属工件也可以置于模具中。图1B显示了将耐磨工件2置于用于弹 性体铸造的模具1中的实例。在根据本专利技术的技术方案中，由耐磨材料形成的工件2优选由基于铁的金属合金制造，该合金具有大于1.9重量％的碳含量，以及大于50HRC、优 选大于54HRC的硬度，并且所述合金在其微结构中具有比例为大于10%的 直径大于3微米的金属碳化物。该耐磨工件还可以有利地为包括鴒、钛、钽、 钒或铬的硬金属的碳化物、或它们的合金，所述硬金属具有纯的或合金化的 钴、镍或铁作为粘合剂使得所述粘合剂在硬金属中的体积比例为3到40体 积％，优选5到15体积％。在根据本专利技术的技术方案中，所制造的多材料组件或构件的耐磨材料的 体积比例优选大于4%,且由耐磨材料制造的最大单个工件的体积优选不大 于多材料组件或构件的总体积的25%。在初级制造和最终的二次成型后，如需要耐磨工件2最终在彼此不同的 加工条件下进行热处理，以提供具有尽可能有利的机械和摩擦学性质的工 件。典型地，该耐磨工件是基于铁的合金，它们的微结构包括大体积比例的的晶粒大小或粒度。在本专利技术中对耐磨工件2提供尽可能有利的机械和摩擦学性质是指，对 彼此具有不同碳含量或其它合金成分的基于铁的合金的硬化和回火温度进 行基于材料的选择，使得在考虑了多材料组件的各单独工件分别经受的负载 的情况下，各材料实现的硬度和韧性在使用的目的中尽可能地有利。图1C中所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造多材料组件或构件的方法，所述方法包括下列步骤：　－用至少一种耐磨材料形成待置于弹性体材料的铸模（１）中的至少一个工件（２），　－在模具（１、３）中铸造弹性体或弹性体合金以形成多材料组件或构件的框架，其中由耐磨材料形成的至 少一个工件（２）在硫化期间附着到所述框架，　其特征在于，该由耐磨材料制成的至少一个工件（２）在不高于耐磨材料（２）的熔点温度的４０％的温度下附着到由弹性体材料形成的所述框架。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱西赫尔曼，贾里利马泰南，
申请(专利权)人：梅特索矿产股份有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]