通过聚结生产复合物体的方法及所生产的复合物体技术

一种通过聚结生产复合物体的方法，其中该方法包含步骤ａ）在预压模具中填充粉末、丸、粒子等形式的复合物材料，ｂ）将所述材料预压实至少一次，ｃ）通过至少一次冲击压缩压模内的所述材料，其中在冲击压模内的材料时冲击单元释放出足以形成材料体的动能，致使所述材料聚结。一种通过聚结生产复合物体的方法，其中所述方法包含通过至少一次冲击压缩压模内固态复合物体形式的材料，其中冲击单元释放出足够的能量，致使所述物体中的材料聚结。通过本发明专利技术的方法获得的产品。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过聚结生产复合物体的方法及利用这种方法所生产的复合物体。技术现状在WO-A1-9700751中描述了一种冲击机和使用该机器切断棒材的方法。该文献还描述了一种使金属体变形地方法。所述方法利用该文献中所述的机器，其特征在于，可取的是固体形式或粉末形式，例如粒子、丸等形式的金属材料在模具、支座等的端部固定，且所述材料通过冲击单元比如冲击锤经历绝热的聚结，所述冲击锤的运动是由液体作用的。在WO文献中充分描述了这种机器。在WO-A1-9700751中，还描述了零件比如球体的成形过程。金属粉末供应到分成两半的工具中，且所述粉末通过连接管供应。可取的是，所述金属粉已经气体雾化。经过连接管的棒材受到冲击机器的冲击，以便影响封闭在球形模具中的材料。然而，在限定参数的所有实施例中都没给出如何根据这一方法生产物体。根据这一文献，压制过程是分几个步骤进行的，例如，三步。这些步骤快速执行，且如下所述完成三次冲击。冲击1极轻的冲击，该次冲击迫使粉末中的大部分气体排出，并使粉末粒子定向，以保证没有明显的不规则性。冲击2具有非常高的能量密度和非常高的冲击速度的冲击，用于使粉末粒子局部绝热聚结，而使它们以极高的密度相互挤压。每个粒子的局部温度升高取决于冲击中的变形程度。冲击3具有中高能量和高接触能的冲击，用于基本上压实的材料体的最终成型。此后可以烧结压实体。在SE9803956-3中，描述了一种使材料体变形的方法和设备。这实质上是WO-A1-9700751所描述的专利技术的发展。在根据瑞典申请的方法中，冲击单元冲击材料的速度应能产生至少一次冲击单元的回弹冲击，其中所述回弹冲击被抵消，从而产生冲击元件的至少一次后续冲击。根据WO文献中的方法，冲击使材料局部温度升得非常高，可能导致材料在受热和冷却过程中发生相变。当使用回弹冲击抵消或产生至少一次后续冲击时，这一冲击将有助于由第一次冲击的动能产生往复的摆动，且持续较长的时间。这导致材料进一步变形，且较之没有抵消的情况，产生的冲击更小。至此表明，上述文献的机器不能令人满意地工作。例如，不可能获得它们提到的冲击之间的间隔。而且，文献中不包含任何表明能够制成材料体的实施例。专利技术的目的本专利技术的目的是提供一种以较低成本利用复合物高效生产产品的工艺。这些产品可以是医用器材，比如整型外科中的医用植入物或骨接合剂、医用器械或诊断设备，或非医用器材，例如工具、绝缘剂、坩锅、喷嘴、导管、切削刀片、连接环、滚珠轴承和发动机零部件等。另一目的是提供一种所述类型的复合物产品。还可以使用比上述文献所述的工艺更低的速度执行所述新工艺。而且，所述工艺并不仅限于使用上述的机器。专利技术简述令人惊讶地发现，根据权利要求1所述的新方法，可以压缩不同的聚合物。所述材料例如为粉末、丸、粒子等形式，填充在模具中，通过至少一次冲击进行预压实和压缩。在这种方法中使用的机器可以是WO-A1-9700751和SE 9803965-3中描述的机器。根据本专利技术的方法在冲击机中使用了液压，该冲击机可以是在WO-A1-9700751和SE 9803965-3中使用的机器。当在机器中使用纯液压装置时，冲击单元可以采取这样的运动方式，即当一冲击将被压缩的材料，立即以足够的速度发出足够的能量，从而实现聚结。这种聚结可以是绝热的。一次冲击迅速完成，对于某些材料而言，材料中的波动在5到15毫秒内衰减。与使用压缩空气相比，使用液压可以更好地进行顺序控制，并且具有较低的运行成本。弹簧驱动的冲击机在使用上更复杂，设置时间更长，且当需要与其他机器整合时适应性更差。因此，本专利技术的方法更廉价且易于操作。最佳的机器应具有较大的预压实和后压实压力，较小的冲击单元和更高的速度。因此，这种结构的机器可能更使人愿意使用。也可以使用不同的机器，一台用于预压实的后压实，一台用于压缩。附图简述附图说明图1示出了用于使粉末、丸、粒子等形式的材料变形的设备的剖面图2-9分别示出了在示例中描述的实施例中获得的结果。含有下标a、b、或c的图示出了作为冲击能量的函数的绝对密度，不含下标的图示出了作为冲击能量的函数的相对密度。专利技术的详细描述本专利技术涉及一种通过聚结生产复合物体的方法，其中，所述方法包含步骤a)在预压模中填充粉末、丸、粒子等形式的材料；b)将所述材料至少预压实一次；c)通过至少一次冲击压缩压模内的所述材料，其中当冲击位于压模内的材料时冲击单元发出足以形成所述物体的动能，致使所述材料聚结。预压模可以与压模相同，这意味着材料不必在步骤b)和步骤c)之间移动。还可以使用不同的模具，在步骤b)和步骤c)之间将材料从预压模中移到压模中。这仅适用于在预压步骤中由材料形成材料体的情况。图1中的装置包含冲击单元2。图1中的材料为粉末、丸、粒子等。所述装置设有冲击单元3，该冲击单元利用强有力的冲击可以立即使材料体1有较大的变形。本专利技术还涉及下述的一种材料体的压缩。在这种情况下，固体1比如固态的均匀复合物体放置在模具中。冲击单元2这样布置，即在作用于其的重力作用下，它向材料1加速前进。优选的是，冲击单元2的质量m远大于材料1的质量。这样，在某种程度上可以降低对冲击单元2的高冲击速度的需要。冲击单元2可以撞击材料1，且在冲击单元2冲击压模中的材料时，释放足够的动能将材料体压实并使其成形。这将导致局部聚结，因此使材料1变形。材料1的这种变形是塑性的，因而是永久的。在材料1中沿冲击单元2的冲击方向产生波动和振动。这些波动或振动具有很高的动能，将会激活材料的滑移面，而引起粉末中粒子的相对位移。所述聚结可以是绝热聚结。局部升温在材料中形成点焊(粒子间的熔化)，从而提高了密度。预压是一个非常重要的步骤。这样做的目的是去除材料中的空气并使材料中的粒子定向。预压步骤比压缩步骤要慢得多，因此易于去除材料中的空气。压缩步骤非常迅速，不具有同样的去除材料中空气的可能性。在这种情况下，空气可能封闭在生产的材料体中，这是一个缺点。预压在足以获得粒子压缩到最大程度、导致粒子之间有最大的接触面的最小压力下进行。这取决于材料，决定于材料的软度和熔点。示例中的预压步骤通过约为117680N的轴向载荷下压实而进行。这是在预压模或最终模中完成的。根据所述的示例，这在圆柱形模具中完成，该模具工具的一部分，具有圆形截面，直径为30mm，截面面积约7cm2。这意味着使用了约1.7×108N/m2的压强。对于羟基磷灰石，所述材料可以利用至少约0.25×108N/m2的压强，可取的是利用至少约0.6×108N/m2的压强。必须使用或优选的预压压力取决于材料，对于较软的复合物，约0.2×108N/m2的压强进行压实就足够了。其他可能的数值有1.0×108N/m2，1.5×108N/m2。本申请中所做的研究是在空气中和室温下进行的。因此研究中所获得的全部数值都是在空气中和室温下得到的。如果使用真空或加热的材料，还可以使用更低的压力。缸体的高度为60mm。在权利要求书中提到冲击面积，该面积是作用在模具中的材料上的冲击单元的圆形截面面积。在这种情况下，冲击面积是指截面面积。在权利要求书中还提到示例中使用的圆柱形模具。在这种模具中，冲击面积与圆柱模具的截面面积相等。然而，还可以使用其他结构的模具，例如球形模具。在这种模具中，冲击面积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过聚结生产复合物体的方法，其特征在于该方法包含步骤ａ）在预压模具中填充粉末、丸、粒子等形式的复合物材料，ｂ）将所述材料预压实至少一次，ｃ）通过至少一次冲击压缩压模内的所述材料，其中当冲击压模内的材料时冲击单元释放出足够的动 能，致使所述材料聚结。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：肯特奥尔森，
申请(专利权)人：CK管理股份公司，李建国，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]