CN117980091A - 用于烧结组合件的方法和组合件 - Google Patents
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Abstract
一种用于烧结组合件(1)的方法,其中,组合件(1)至少具有粉末冶金制造的第一部件(2)和粉末冶金制造的第二部件(3);其中,该方法至少包括以下步骤:a)提供第一部件(2)和第二部件(3)分别作为生坯,其中,生坯由粉末状材料通过金属粉末注射方法制造;b)提供支撑结构构件(4);c)将第一部件(2)和第二部件(3)布置在支撑结构构件(4)上,其中,支撑结构构件(4)至少在至少一个第一接触部位(5)处接触第一部件(2),其中,第二部件(3)至少在至少一个第二接触部位(6)处接触第一部件(2)或支撑结构构件(4);d)共同地烧结部件(2,3)和支撑结构构件(4)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于烧结组合件的方法和一种组合件。该组合件通过该方法制造。该组合件至少具有粉末冶金制造的第一部件和粉末冶金制造的第二部件。
背景技术
组合件的部件尤其是通过金属粉末注射成型方法(MIM-Metal-Injection-Molding)或通过粘合剂喷射来制造。
这些方法的共同点是,首先由粘合剂和金属粉末的混合物制造构件。这些方法的区别在于构件的成型。在注射成型方法中,将混合物注射到模具中,而在粘合剂喷射中,将混合物逐层地(类似于3D打印或生成式方法)相叠布置以形成构件。
在下面,这两种方法都被称为金属粉末注射方法。
金属粉末注射方法早就已知。金属粉末注射方法尤其至少包括以下步骤:原料生产、注射成型、脱粘和烧结。随后,还可以对所烧结的构件进行后处理。在原料生产中,将细金属粉末、例如铁粉(以及必要时附加的其它粉末状添加物,必要时镍或铬等)与有机粘合剂混合成均匀的物质,该物质可以类似于注射成型过程或注射过程中的塑料处理进行处理。这种金属/塑料混合物被称为原料。
在后续的注射成型中,将该原料以液体形式(通常在升高的温度下)注射到闭合的工具中,在那里原料通过有针对性的温度控制首先完全填充模具(空腔),并且随后塑化。在粘合剂喷射中,将构件逐层地由以薄层施加的原料材料依次构建。
如此产生的成型体(生坯)已经具有成品构件的所有典型几何特征。在后续的脱粘中,在从注射成型机或粘合剂喷射装置中取出生坯之后,使粘合剂在脱粘的两阶段过程中再次移除。产生纯金属构件。通过在高温下的烧结,将在脱粘之后保留的多孔成型体(现在称为熟胚)压实成具有其最终几何和机械特性的构件。
在这些金属粉末注射方法中,由于在烧结中进行的压实而通常出现较大的收缩。
这些部件尤其是由粉末状材料通过金属粉末注射方法制造成生坯,并且后续通过烧结制造成固体工件(烧结部件)。
组合件通常包括多个、必要时也多于两个的部件,所述部件必须彼此分开制造,但在使用这些部件时总是具有共同的功能性,即总是共同地使用。
在粉末冶金制造的组合件的制造中,已知的是,组合件的部件分别单独地通过金属粉末注射方法制造并单独地烧结。
粉末冶金制造尤其是指部件至少部分地由粉末状金属材料通过金属粉末注射方法和烧结制造。
已知的是,在如此制造的构件中,在烧结过程期间出现非不显著的收缩,即构件尺寸的减小。因此,这种部件具有限定的接触部位,在烧结过程期间部件以保持形状的方式支撑在所述接触部位处。
已知的是,为此提供支撑结构或支撑结构构件,其以与相应的待制造的部件相同的程度收缩。因此,在收缩因子较大(例如10%和更大)的情况下,也可以确保部件的构件几何形状在烧结期间保持不变,因为接触部位或支撑点随着构件变小而迁移。
在DE 103 43 780A1中描述了这样的支撑结构(在那里称为“保持装置”)在烧结过程中的使用。
然而,缺点是增加的材料使用,因为对于待生产的每个部件,必须制造(用于一次性使用的)自己的支撑结构。
发明内容
本发明的任务是,至少部分地解决参考现有技术所列举的问题。尤其是,应提出一种用于烧结组合件的方法,该方法可以更经济地实施,并且在该方法中组合件的所制造的部件具有足够的尺寸精度。
具有根据专利权利要求1的特征的方法有助于解决该任务。有利的改进方案是从属专利权利要求的主题。专利权利要求中单独列出的特征可以以技术上有意义的方式相互组合,并且可以通过来自说明书的解释性事实和/或来自附图的细节来补充,其中,示出了本发明的另外的实施变型方案。
提出了一种用于烧结组合件的方法。组合件至少具有粉末冶金制造的第一部件和粉末冶金制造的第二部件。该方法至少包括以下步骤:
a)提供第一部件和第二部件分别作为生坯,其中,生坯由粉末状材料通过金属粉末注射方法制造;
b)提供支撑结构构件;
c)将第一部件和第二部件布置在支撑结构构件上,其中,支撑结构构件至少在至少一个第一接触部位处接触第一部件,其中,第二部件至少在至少一个第二接触部位处接触第一部件或支撑结构构件;
d)共同地烧结构件和支撑结构构件。
在a)至d)中的方法步骤的上述(非决定性的)划分应主要仅用于区分,并且不强制顺序和/或相关性。方法步骤的次数必要时也可以变化。同样可能的是,方法步骤至少部分地在时间上彼此重叠。尤其是,可自由选择方法步骤a)和b)的顺序。步骤c)和d)尤其在步骤a)和b)之后进行。完全特别优选地,在步骤d)期间保持在步骤c)中产生的布置。尤其是,以所列举的顺序执行步骤a)至d)。
尤其是,提出了针对根据步骤d)的烧结过程将多个部件以特别的方式相对彼此布置。根据步骤c)的布置尤其是应如此进行,使得共同的支撑结构构件可以用于两个或更多个部件。因此,最小数量的用于执行该方法的组件由至少第一部件、第二部件和支撑结构构件组成。
尤其是,支撑结构构件至少在至少一个第一接触部位或多个第一接触部位处接触第一部件。因此,第一部件和支撑结构构件之间的接触被称为第一接触部位。
尤其是,第二部件至少在至少一个第二接触部位或多个第二接触部位处接触第一部件或支撑结构构件。因此,第二部件和其它组件(即第一部件和支撑结构构件)之间的接触被称为第二接触部位。
因此,在不同的组件(即第一部件、第二部件和支撑结构构件)之间提供接触部位,借助于所述接触部位,使部件必要时也相互稳定。因此,施加稳定作用的部件在烧结过程中相对于其它部件必要时承担支撑结构构件的功能,但无须在烧结之后作为废品分离,而是可以如预先确定的那样作为部件继续使用。
因此,在本方法的范畴中,至少制造两个部件,所述部件可以在步骤d)之后供应给另外的使用和功能,其中,仅支撑结构构件作为废品供应,例如供应给回收过程。
根据步骤d),共同地烧结组件(即第一部件、第二部件和支撑结构构件)。尤其是,在烧结中,使用略低于所使用的材料的熔化温度的温度,其中,相应的组件的粉末状材料的各个颗粒经由所谓的烧结颈部材料配合地相互连接。
优选地,防止不同的组件的材料的连接。尤其是,接触部位可以为此适当地实施。尤其是,例如,至少一个组件处的接触部位可以具有涂层。
尤其是,在步骤d)之后,将所烧结的第一部件和所烧结的第二部件组构成具有共同的功能性的组合件。
尤其是,第一部件和第二部件具有预定的共同使用目的,因此尤其是仅共同用于执行功能。尤其是,第一部件和第二部件通过连接元件相互连接,并且如此形成功能单元,即具有共同的功能或功能性的组合件。
尤其是,第二部件经由多个第二接触部位接触第一部件和支撑结构构件。
尤其是,第一部件经由多个第一接触部位接触支撑结构构件。
尤其是,第二部件经由至少一个第二接触部位仅接触第一部件接触或仅接触支撑结构构件。
尤其是,第二部件(仅)经由多个第二接触部位接触第一部件。尤其是,第二部件(仅)经由多个第二接触部位接触支撑结构构件。
尤其是,接触部位由组件(即部件和支撑结构构件)中的两个之间的相互构造的接触面形成。备选地,接触部位可以实施为点接触或线接触。
尤其是,接触面具有面法线,该面法线至少在步骤d)期间仅沿着重力方向或横向于重力方向伸延。
部件和支撑结构构件的材料尤其具有如下收缩因子,该收缩因子彼此偏离最大5%、优选最大2%、特别优选最大1%。尤其是,组件的材料的收缩因子不彼此偏离,而是一样大。
收缩因子表示在烧结过程期间构件尺寸的减小的度量。因此,如果构件的长度缩短10%,则收缩因子为0.1。
尤其是,第一部件、第二部件和支撑结构构件由相同的粉末状材料制造。
此外,提出了一种通过所述方法制造的组合件。该组合件至少包括所烧结的第一部件和所烧结的第二部件。部件在组合件中具有共同的功能性,因此尤其是仅共同用于执行功能。
对于该方法的阐述尤其可转用于该组合件并且反之亦然。
不定冠词(“一”、“一个”、“一种”和“一类”)尤其是在权利要求书和反映该权利要求书的说明书中的使用应理解为这样的而非数词。与此相应地引入的术语或组件因此应如此理解成,这些术语或组件存在至少一次并且尤其但也可以存在多次。
作为预防措施应当注意的是,在这里使用的数词(“第一”、“第二”、…)主要(仅)用于区分多个同类的对象、参量或过程,即尤其是不强制性预设这些对象、参量和过程彼此的相关性和/或顺序。如果相关性和/或顺序是必需的,则这在这里明确地说明,或者对于本领域技术人员在研究具体描述的设计方案时是显而易见的。只要构件可以出现多次(“至少一个”),则对于这些构件中的一个的描述可以同样适用于多个这些构件的全部或部分,但这不是强制性的。
附图说明
下面依据附图更详细地解释本发明和技术环境。应当指出的是,本发明不应受到所列举的实施例的限制。尤其是,除非另有明确说明,否则也可以提取图中解释的事实的部分方面,并且将其与本说明书中的其它组成部分和知识结合。尤其是,应当指出的是,附图和尤其是所示出的尺寸比例仅为示意性的。其中:
图1示出了一种已知的方法;
图2以分解图、以透视图示出了组合件和支撑结构构件;
图3以俯视图示出了根据图2的组件;
图4以侧视图示出了根据图3的组件;以及
图5以侧视图在截面V-V中示出了根据图3和图4的组件。
具体实施方式
图1示出了一种已知的方法。在此,对个各待制造的部件2提供一个支撑结构构件4。支撑结构构件4以与相应的待制造的部件2相同的程度收缩。因此,在收缩因子较大(例如10%和更大)的情况下,也可以确保部件2的构件几何形状在烧结期间保持不变,因为接触部位5或支撑点随着构件变小而迁移。
图2以分解图、以透视图示出了组合件1和支撑结构构件4。图3以俯视图示出了根据图2的组件2,3,4。图4以侧视图示出了根据图3的组件2,3,4。图5以侧视图在截面V-V中示出了根据图3和图4的组件2,3,4。图2至图5在下面共同地进行描述。
组合件1具有粉末冶金制造的第一部件2和粉末冶金制造的第二部件3。根据步骤a),提供第一部件2和第二部件3分别作为生坯,其中,生坯由粉末状材料通过金属粉末注射方法制造。根据步骤b),提供支撑结构构件4。根据步骤c),将第一部件2和第二部件3布置在支撑结构构件4上(见图3至图5),其中,支撑结构构件4在多个第一接触部位5处接触第一部件2,并且第二部件3分别在多个第二接触部位6处接触第一部件2和支撑结构构件4。根据步骤d),共同地烧结部件2,3和支撑结构构件4。
支撑结构构件4在多个第一接触部位5处接触第一部件2。第一部件2和支撑结构构件4之间的接触被称为第一接触部位5。
第二部件3在相应多个第二接触部位6处接触第一部件2和支撑结构构件4。第二部件3和其它组件2,4(即第一部件2和支撑结构构件4)之间的接触因此被称为第二接触部位6。
因此,在不同的组件(即第一部件2、第二部件3和支撑结构构件4)之间提供接触部位5,6,借助于所述接触部位,使部件2,3也相互稳定。因此,施加稳定作用的部件2,3在烧结过程中相对于其它部件3,2承担支撑结构构件4的功能,但无须在烧结之后作为废品分离,而是可以如预先确定的那样作为部件2,3继续使用。
因此,在本方法的范畴中,制造两个部件2,3,所述部件可以在步骤d)之后供应给另外的使用和功能,其中,仅支撑结构构件4作为废品供应,例如供应给回收过程。
接触部位5,6由组件(即部件2,3和支撑结构构件4)中的两个之间的相互构造的接触面7形成。备选地,接触部位5,6可以实施为点接触或线接触。
接触面7分别具有面法线8,该面法线至少在步骤d)期间仅沿着重力方向9或横向于重力方向9伸延。
附图标记列表
1 组合件
2 第一部件
3 第二部件
4 支撑结构构件
5 第一接触部位
6 第二接触部位
7 接触面
8 面法线
9 重力方向
Claims (8)
1.一种用于烧结组合件(1)的方法,其中,所述组合件(1)至少具有粉末冶金制造的第一部件(2)和粉末冶金制造的第二部件(3);其中,所述方法至少包括以下步骤:
a)提供所述第一部件(2)和所述第二部件(3)分别作为生坯,其中生坯由粉末状材料通过金属粉末注射方法制造;
b)提供支撑结构构件(4);
c)将所述第一部件(2)和所述第二部件(3)布置在所述支撑结构构件(4)上,其中,所述支撑结构构件(4)至少在至少一个第一接触部位(5)处接触所述第一部件(2),其中,所述第二部件(3)至少在至少一个第二接触部位(6)处接触所述第一部件(2)或所述支撑结构构件(4);
d)共同地烧结所述部件(2,3)和所述支撑结构构件(4)。
2.根据专利权利要求1所述的方法,其中,在步骤d)之后,将所烧结的第一部件(2)和所烧结的第二部件(3)组构成具有共同的功能性的组合件(1)。
3.根据前述专利权利要求任一项所述的方法,其中,所述第二部件(3)经由多个第二接触部位(6)接触所述第一部件(2)和所述支撑结构构件(4)。
4.根据前述专利权利要求1和2中任一项所述的方法,其中,所述第二部件(3)经由至少一个第二接触部位(6)仅接触所述第一部件(2)或仅接触所述支撑结构构件(4)。
5.根据前述专利权利要求中任一项所述的方法,其中,接触部位(5,6)由所述组件、即所述部件(2,3)和所述支撑结构构件(4)中的两个之间的相互构造的接触面(7)形成;其中,所述接触面(7)具有面法线(8),所述面法线至少在步骤d)期间仅沿着重力方向(9)或横向于重力方向(9)伸延。
6.根据前述专利权利要求中任一项所述的方法,其中,所述部件(2,3)和所述支撑结构构件(4)的材料具有彼此偏离最大5%的收缩因子。
7.根据前述专利权利要求中任一项所述的方法,其中,所述第一部件(2)、所述第二部件(3)和所述支撑结构构件(4)由相同的粉末状材料制造。
8.一种通过根据前述专利权利要求中任一项所述的方法制造的组合件(1),其至少包括所烧结的第一部件(2)和所烧结的第二部件(3);其中,所述部件(2,3)在所述组合件(1)中具有共同的功能性。
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