CN102753846A - 制造加强纤维金属连杆的方法以及生成的连杆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造金属连杆(6)的方法，在其本体中通过纤维加强件(2)纵向加强，其中所述方法包括以下步骤：制造具有至少一个纵向壳体(11、12)的金属坯件，所述纵向壳体引导入坯件的端面；将纤维加强件(2)插入在凹部中；通过金属在纤维加强件(2)的纤维周围扩散而将纤维加强件与坯件结合；加工坯件以获得连杆(6)；将纤维加强件预先布置在角形基片上；以及将设有相应纤维加强件的角形件插入凹部。本发明还提供一种可以根据本发明的方法获得的连杆，该连杆具有金属基质，其中加强纤维被嵌入，在连杆的纵轴线(X)的任一侧延伸，纤维引导入连杆的端面。

Description

制造加强纤维金属连杆的方法以及生成的连杆
技术领域
本发明涉及一种获得由纤维(尤其是陶瓷纤维)加强的金属基质制成的复合连杆的方法，并且还涉及一种由此获得的连杆。
背景技术
公知的复合连杆包括由金属或金属合金(尤其是钛合金)制成的基质，该基质通过纤维加强件进行加强，包括陶瓷纤维覆盖在相同的金属中作为基质。
从而，专利申请WO2009/034264公开了一种制成这种类型的连杆的方法。在所述方法中，初始制成纤维加强件，其中纤维相互平行地延伸且结合在一起。因此，加强件被放置在金属坯件内的纵向槽中从而构成连杆，限定了壳体的有限长度的诸槽容纳纤维加强件。该组件受到热等静压，从而具有紧密结合纤维和坯件金属的作用。接下来为了获得完成的连杆所要做的就是加工该坯件。
发明内容
本发明的目的是提供一种比现有方案更简化的制造复合连杆的方法。
为此，本发明涉及一种制造金属连杆的方法，该金属连杆在其厚度上通过纤维加强件纵向加强，该方法包括以下步骤：
●制造具有至少一个纵向壳体的金属坯件，该纵向壳体引导入金属坯件的端面；
●将纤维加强件插入在壳体中；
●通过金属在纤维加强件的纤维周围扩散而将纤维加强件与坯件结合；以及
●加工坯件以获得连杆。
根据本发明，通过下述操作插入纤维加强件：
●首先将纤维加强件放置在角条形式的支承件上；以及
●将带有相应纤维加强件的角条插入在壳体内。
因此，纤维加强件可在坯件的整个长度上纵向延伸，从而简化了将加强件放入壳体。首先将纤维加强件放置在角条支承件上使其更易于放置在壳体中。实质上，支承件与坯件以相同的金属制成。此外，壳体可通过挤压坯件而获得，或者通过没有进料的纵向加工获得，从而使坯件更易于制造。
这种方法生成连杆，其中沿连杆整个长度延伸的纤维加强件引导入其端面。该特征没有明显地改变连杆的机构性能。连杆根据环境操作，合适的是用合适的涂料或涂层保护连杆的纵向端部的端面。
另外，纤维加强件的在加工连杆的过程中被消除的部分可用作测试件，该测试件适合在已经制造了连杆之后被监测和/或被测试，但这在加强件被完全包含在壳体内时是不可能不引导入端面的。
本发明还提供以下方法：
●制造固定部分的金属部件且包括至少两个纵向壳体；
●将相应的纤维加强件插入在每个壳体内，纤维加强件的插入包括首先将纤维加强件放置在角条形式的支承件上，然后将带有相应纤维加强件的每个角条插入在壳体之一内；
●将热等静压施加于所述组件以便获得加强棒；
●切开加强条以便制造多个连杆坯件；以及
●加工每个坯件以便获得加强连杆。
因此本发明的方法可以使得复合连杆的制造相当简单。不像上述文献WO2009/034264-A2所述的方法那样，连杆可通过采用本发明而获得，其制造步骤的总量较少。通过本发明的方法，连杆不再一个接一个地制造，而是从加强条成系列地制造。特别地，对于所有生成的连杆只有一个插入纤维加强件的步骤以及只有一个实施金属扩散的步骤。
附图说明
通过参考给出非限制性实施例的附图描述具体的实施方式可以更好地理解本发明，其中：
图1是获得本发明连杆的加强金属条的分解图；
图2是图1的加强金属条的截面图；
图3示出图1的加强金属条的立体透视图；
图4是图1组件的平面图，该图示出了具有切除连杆的线的加强金属条；
图5是沿图4中所示的切除线在切除加强金属条后得到的连杆的透明平面图；
图6是本发明连杆的俯视图。
为易于理解，所有附图都是概示图而并不需要在所示元件间按比例示出，在每个所示附图中所示的每个元件具有相同的附图标记。
具体实施方式
本发明的方法包括下列顺序的步骤：
首先，如图1至3所示，制成金属部件1，这里是通过挤压钛合金制成。部件1沿对称纵轴线X延伸且具有固定不变的部分。部件1具有两个端部敞开的壳体11和12，这些壳体11和12在轴线X两侧对称地设置。在该示例中，壳体具有方形或矩形截面的槽的形式。
此外，制备两个纤维加强件2。特别地，纤维加强件2采用上述专利WO2009/034264中描述的方法获得，而且在该示例中，它们包括覆盖金属的陶瓷纤维，尤其是，在由与部件1相同的金属合金制成的护套中的碳化硅纤维。每个纤维加强件2布置在各自的角条3上，该角条限定了底部31和侧壁32。纤维沿纵向彼此平行地延伸。
此后，带有纤维加强件2的角条3被插入部件1的壳体11、12中。为此目的，角条3具有使其能够布置在壳体11和12底部的尺寸，基本上覆盖壳体11、12的整个底表面。
一旦角条3已经插入在壳体11、12的底部上，在其角条3之上每个壳体11、12中留有空隙，通过在每个壳体11、12中插入填充块4而将该空隙填满，填充块4由与部件1和角条3相同的合金制成。填充块4的顶面与部件1的顶面13平齐。
因此，薄金属盖5放置在部件1的顶面13上，在该实施例中盖5制成具有顶壁51和两个端壁52的单一金属片。其具有这样的尺寸，即适于确保其顶壁51完全覆盖部件1的顶面13，并且其端壁52完全覆盖部件1的端面14。盖5焊接于该部件以密闭组件和封装纤维加强件2。
然后，包括部件、纤维加强件和填充块的组件被放入真空中，然后该组件经受热等静压，从而使金属在纤维周围扩散。
这样生成了由钛合金的金属基质构成的加强条7，如图4所示，加强条7通过沿大致对应于初始壳体11、12区域的两个纵向区域延伸的碳化纤维得以加强。
随后，加强条7被切开，例如沿如图4所示的切开线D，从而获得多个连杆坯件6。然后加工坯件以便获得连杆。这种加工包括裁剪连杆以使其具有外形60，以及在其每个端部穿孔61，如图5所示，该示例中的孔在两个纵向加强区域之间延伸。在该附图中，可以知道纤维展开在连杆端面的区域63中。
然后连杆可配置有环圈，并且可接收保护涂层，尤其是为了保护连杆的端面目的。
图6示出实施用于连杆101的本发明，其设有四个本发明的纤维加强件。
本发明不局限于上述实施，相反其包括所有采用再生上述本质的技术特征的相同方法的任何变形。
进一步地，在本发明的内容中，术语“金属部件”不限制通过挤压出适当形状的模具所获得的方法：尽管挤压是特别适合这类部件的方法，但是也可以通过金属制造领域的其它公知的方法获得所述部件。
最后，尽管这里所描述的纤维加强件通过覆盖陶瓷纤维的金属构成，该加强件尤其可通过根据专利WO2009/034264的教导而获得，本发明也覆盖包括其它类型的纤维加强件的连杆，而且特别地是具有被直接插入在部件的壳体中的陶瓷纤维形式的加强件。
尽管上述示例中提出将金属块插在槽中以填满在纤维加强件上留下的空隙，在其被插入壳体后，但是也可以布置纤维加强件以完全填满部件中的壳体。
最后，尽管从工业方面来说制造充足使其可被切成较短的连杆的长度的条是有益的，本发明实质上可应用于接纳纤维加强件然后被加工的单一坯件。

Claims (3)

1.一种制造金属连杆(6)的方法，该金属连杆在其厚度上通过纤维加强件(2)纵向加强，所述方法包括以下步骤：
●制造具有至少一个纵向壳体(11、12)的金属坯件，所述纵向壳体引导入金属坯件的端面；
●将纤维加强件(2)插入在壳体中；
●通过金属在纤维加强件(2)的纤维周围扩散而将纤维加强件与金属坯件结合；以及
●加工所述坯件以获得连杆(6)；
●所述方法其特征在于，通过下述操作插入纤维加强件：
●首先将纤维加强件放置在角条形式的支承件上；以及
●将带有相应纤维加强件的角条插入在所述壳体内。
2.一种制造金属连杆(6)的方法，该金属连杆在其厚度上通过平行于连杆的纵向延伸的纤维加强件(2)纵向加强，该方法包括如下步骤：
●制造固定部分的金属部件(1)且包括至少两个纵向壳体(11、，12)；
●将相应的纤维加强件内(2)插入在每个壳体，纤维加强件的插入包括首先将纤维加强件放置在角条形式的支承件上，然后将带有相应纤维加强件的每个角条插入在壳体之一；
●将热等静压施加于组件以便获得加强条；
●切除加强条以便制造多个连杆坯件；以及
●加工每个坯件以便获得加强连杆。
3.一种通过权利要求1或2的方法获得的连杆(6)，所述连杆包括具有加强纤维的金属基质，所述加强纤维嵌在其中并位于所述连杆的纵轴(X)的任一侧，所述纤维引导入连杆的端面。
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