用于粉末金属部件的粘接制造技术

公开了一种使用粘合剂接合多个粉末金属部件以形成粉末金属部件组件的方法。通过在粘接之前对粉末金属部件中的至少一个进行机加工，能够以更低的成本和更高的生产率更加容易地机加工出以其它方式难以进行机加工的特征。不同于高温接合技术，粘合剂在室温下接合粉末金属部件。这种室温粘接消除了诸如铜焊或熔接之类的高温接合技术所共有的接合前机加工特征中的热变形，该高温接合技术在接合期间使这些特征不符合规格。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及粉末金属部件的接合。特别地，本专利技术涉及使用粘合剂接合诸转子和适配器之类的粉末金属部件。
技术介绍
粉末冶金术提供了一种以可接受的成本生产形状相对复杂的部件的节省成本的方式。通过将粉末金属压制成预制件并随后将该预制件烧结成烧结零件，可以形成在尺寸上接近最终所需部件的多孔体。可以使用诸如机加工、打磨等等的二次操作，并且在某些情况下二次操作会是必要的，以使烧结零件符合尺寸规格。在粉末冶金术中使用的近净成形技术缩短了完成这些二次操作所需的时长，并且也使所产生的废料最少化，这是因为烧结零件在尺寸上非常接近该零件的最终所需尺寸。然而，某些复杂零件具有甚至是使用粉末冶金术也难以制造的尺寸要求。例如，可变气门正时(VVT)转子具有许多难以制造的特征和尺寸要求。VVT转子具有平坦表面，该平坦表面必须极其光滑(总公差为15微米)，并且，该平坦表面具有垂直于该平坦表面并从该平坦表面向外延伸的邻近表面。在零件制造期间，由于该邻近表面，导致无法易于对该平坦表面进行打磨。可以多种方式使该平面处于可接受的范围。精机加工技术可用于修整该平坦表面。然而，这些技术是非常昂贵的、需要熟练的工人，并且需要花费时间实施。此外，具有该种复杂形状的零件的初始压制会需要成本高且难以操作和维护的高技术压机。作为选择，VVT转子可以被制成为两个独立的零件，该平坦表面被打磨成符合规格，并随后可将这两个零件铜焊或熔接在一起。然而，一旦将这两个零件铜焊或熔焊在一起，即使是该工艺也需要进行另外的修整，这是由于将这两个零件热接合在一起产生应力并且在零件中产生变形，该变形使平坦表面处于可接受的范围之外。由此，需要一种用于制造尺寸要求难以实现的粉末金属部件的改进方法并且需要粉末金属部件本身。
技术实现思路
本专利技术使用粘合剂以将多个粉末金属部件接合在一起。通过分别制造粉末金属部件并且随后将这些部件粘接在一起以形成组件，在接合部件之前，存在一种机会，以对在将零件形成为单一本体而不是组件(例如，打磨具有从其上延伸的特征的平坦表面)的情况下难于机加工的某些表面进行机加工。此外，粉末金属部件在室温或接近室温的温度下接合，因此，不同于铜焊或熔接，粉末金属部件的粘接并不在粉末金属部件中产生使它们的接合前尺寸处于可接受的范围之外的应力或热变形。肋结构可以施加于界面处以确保界面处的粘合和/或密封，并且相对彼此定位部件并有助于组装。粉末金属部件的粘接可用在多种类型的粉末金属组件中的任何一个中。在一个特别有利的形式中，用于VVT发动机的转子组件利用于此所述的粘接方法形成。该转子组件具有形成在转子上的平坦表面，适配器从转子上延伸出。转子上的平坦表面可以在可接受的范围内进行打磨并且随后以粘接适配器，以使得该平坦表面在接合步骤期间并不超出可接受的范围。此外，一旦将转子和适配器接合以形成转子组件，可对这两个部件的内径进行车削以产生在通孔中具有可接受的同轴度的成品转子组件。本专利技术的前述和其它目的和优点将在下列的详细描述中出现。在该描述中，结合示出了本专利技术的优选实施方式的附图进行说明。附图说明图1是根据本专利技术的待组装的两个粉末金属部件的主视分解立体图；图2是图1的部件的后视分解视图；图3是组装后的部件的主视立体图；图4是组装后的部件的后视立体图；图5是用于制造成品转子组件的方法的流程图；图6是可以应用于本专利技术的零件的立体图，以及图7是图6的零件的立体图，该零件被分成用于本专利技术的应用的部件。具体实施例方式首先参照图1-2，示出了毛坯适配器10和转子12，该毛坯适配器10和转子12可以彼此粘附性地接合，从而形成转子组件14，该转子组件14经过修整操作以形成成品转子组件14。适配器10和转子12均使用粉末冶金学工艺形成。通常，这包括将粉末金属和粘合材料单轴地压制在工具和模具组中，以形成粉末金属预制件，并随后烧结该粉末金属预制件以形成烧结零件。本领域技术人员已知的其它步骤也可以使用在该成形工艺期间，该成形工艺包括但不限于在烧结前烧掉一些粘合材料以减少碳含量、锻炼该烧结零件、铸造该烧结零件、对该烧结零件进行热处理等等。由孔58A和58B组成的孔58通常并不在压制或烧结期间形成，而是通常在烧结后或在将这两个零件装配在一起后钻出，但为了清楚和易于描述，在图1-4中示出了孔58A和58B。现参照图1-4，示出了毛坯适配器10的细节。毛坯适配器10具有大体上圆筒形的本体18，该本体18带有轴向延伸的通孔20，该通孔20具有径向朝内的表面21或内径。毛坯适配器10在与转子12匹配的匹配端22上具有多个径向朝外的界面M和形成在其间的凹部沈。凹部沈与径向朝外的界面M径向偏置。在图1-4中也示出了转子12的细节。转子12具有从第一平坦表面30延伸到第二平坦表面32的大体上圆筒形的本体28。第一平坦表面30和第二平坦表面32基本上彼此平行并且都垂直于旋转轴线A-A。围绕本体28的径向朝外的表面34成角度地间隔开地形成有多个齿36。本体28也具有轴向延伸的通孔38，该通孔38带有用于与毛坯适配器10的匹配端 22匹配的部分，并带有用于在将转子12与毛坯适配器10接合并对其进行修整后限定通孔的节段的部分。垂直于旋转轴线A-A延伸的凸部40将这两部分分离开。在凸部40的一侧上，轴向延伸的通孔38的用于与毛坯适配器10的匹配端22匹配的部分具有多个径向朝内的界面42，这些界面42之间形成有多个凹部44。这多个凹部44与这多个界面42径向偏置。在凸部40的另一侧上，径向朝内的表面46限定通孔48，在将转子12与毛坯适配器10粘附性地结合并接合后，该通孔48将被车削以形成成品通孔56的一部分。转子12和毛坯适配器10以在图5中概述的方式接合以形成未经修整的转子组件 14，然后在步骤118后形成成品转子组件。除了将对装配后完成的表面、比如孔的内径进行机加工以外，成品转子组件与图3和4中未经修整的组件相似。首先，在压制步骤110中单独压制毛坯适配器10和转子12，并且在烧结步骤112中对其单独进行烧结以分别形成图1 和2中分别示出为分离的部件。接下来，在接合转子12和毛坯适配器10之前，在接合前机加工步骤114中打磨转子12的第一平坦表面30和第二平坦表面32。在所示的形式中，使用精细打磨和去毛刺的刷来修整第一平坦表面30和第二平坦表面32，以便获得小于15微米的总公差。然而，在正接合其它类型的粉末金属部件的情况下，接合前机加工步骤114可以包括本领域技术人员已知的其它类型的机加工操作。其次，在接合步骤116中，转子12和毛坯适配器10的匹配部分以粘合的方式彼此接合，从而形成图3和4中所见的转子组件14。首先，将一滴粘合剂50施加到如图2中所示的转子12的径向朝内的界面42。随后，将毛坯适配器10的匹配端22可伸缩地滑到转子 12的轴向延伸通孔38的匹配部分中，直到毛坯适配器10抵靠或靠近凸部40。在该插入期间，粘合剂50分别润湿转子12与毛坯适配器10之间的界面42和24，以使得粘合剂50在转子12与毛坯适配器10之间形成密封。该密封防止成品转子组件16中的粘接的界面处的液压流体通过供油孔58的渗漏，如将在下面更为详细地说明的那样。粘合剂50在室温或接近室温下固化(例如，通常处于或低于120华氏度)，优选地除周围环境以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：杰拉尔德·迈克尔·马伦，蒂莫西·科斯坦佐，伊恩·W·唐纳德森，乔尔·H·曼德尔，
申请(专利权)人：GKN烧结金属股份有限公司，
类型：发明
国别省市：