ES2887337T3 - Procedimiento para la fabricación de un componente compuesto - Google Patents

Procedimiento para la fabricación de un componente compuesto Download PDF

Info

Publication number
ES2887337T3
ES2887337T3 ES10759809T ES10759809T ES2887337T3 ES 2887337 T3 ES2887337 T3 ES 2887337T3 ES 10759809 T ES10759809 T ES 10759809T ES 10759809 T ES10759809 T ES 10759809T ES 2887337 T3 ES2887337 T3 ES 2887337T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
solid
die
powder
composite component
solid part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES10759809T
Other languages
English (en)
Inventor
Rainer Schmitt
Frank Sablotny
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GKN Sinter Metals Holding GmbH
Original Assignee
GKN Sinter Metals Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GKN Sinter Metals Holding GmbH filed Critical GKN Sinter Metals Holding GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2887337T3 publication Critical patent/ES2887337T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/02—Compacting only
    • B22F3/03—Press-moulding apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/08—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools with one or more parts not made from powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/02—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/02—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space
    • B30B11/025—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space whereby the material is transferred into the press chamber by relative movement between a ram and the press chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/02—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space
    • B30B11/027—Particular press methods or systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/34—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses for coating articles, e.g. tablets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12014—All metal or with adjacent metals having metal particles
    • Y10T428/12028—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, etc.]
    • Y10T428/12063—Nonparticulate metal component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24479—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including variation in thickness
    • Y10T428/24521—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including variation in thickness with component conforming to contour of nonplanar surface
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678—Of metal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

Procedimiento para fabricar un componente compuesto (3), en el que el componente compuesto (3) comprende al menos una pieza pulvimetalúrgica (2) prensada a partir de un material en forma de polvo (7) y al menos una pieza maciza (1), en donde dentro de una cámara de trabajo (6) de una herramienta (5) de una prensa se comprime el material en forma de polvo (7) para formar una pieza pulvimetalúrgica (2) y en el mismo ciclo de trabajo de la prensa (20) se incorpora la pieza maciza (1), al menos parcialmente, a la cámara de trabajo (6), de tal manera que el componente compuesto (3) se fabrica en un único ciclo de trabajo, caracterizado porque - la pieza maciza (1) se introduce en la herramienta (5) de la prensa (1) a través de un alimentador automático (4), - el material en forma de polvo (7) se rellena en la cámara de trabajo (6) de la herramienta (5), mientras que un troquel de transferencia (8.1) mantiene libre un espacio de unión (9) en la cámara de trabajo (6) que se llena al menos parcialmente con el material en forma de polvo, y en el que el troquel de unión (8.2) y el troquel de transferencia (8.1) transfieren conjuntamente la pieza maciza (1), - en un primer paso del ciclo de trabajo, la pieza maciza (1) es incorporada al material en forma de polvo (7) en la cámara de trabajo (6) y, en un segundo paso, el material en forma de polvo (7) es prensado para formar una pieza pulvimetalúrgica (2), o - se introduce la pieza maciza (1) en la cámara de trabajo (6) mientras que se comprime el material en forma de polvo (7) para formar una pieza pulvimetalúrgica (2), en donde son accionados un primer troquel de prensado (10.1) y un segundo troquel de prensado (10.2) y se compacta el material en forma de polvo (7), mientras que al mismo tiempo se transfiere la pieza maciza (1) del espacio de unión (9) al material en forma de polvo (7), en donde el troquel de transferencia (8.1) y el troquel de unión (8.2) sujetan la pieza maciza (1) mientras ejercen presión sobre ella, - la pieza maciza (1) es transferida a la cámara de trabajo (6) de tal manera que la pieza maciza (1) sobresale de una superficie (16) de la pieza pulvimetalúrgica (2) después del ciclo de trabajo.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para la fabricación de un componente compuesto
La invención se refiere a la fabricación de un componente compuesto.
En el fascículo de patente japonesa 2000-144212 se divulga un procedimiento por el que se forma un disco de leva a partir de un material en bruto y se sinteriza. Antes de la sinterización se incorpora un elemento de acoplamiento en el material en bruto para unirlo a la pieza sinterizada.
Del documento JP 1996-134509 A se conoce un procedimiento de fabricación de materiales en bruto para piezas sinterizadas multicapa.
Del documento DE 19944522 A1 se conoce un procedimiento de fabricación de un componente de una máquina de material compuesto sinterizado con una parte interior y una parte exterior.
Del documento US 5.667.536 A se conoce un procedimiento para fabricar un chip.
Es un objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento mediante el cual se fabrique un componente compuesto de manera rápida y económica.
El objetivo se consigue según la invención mediante un procedimiento según la reivindicación 1, una prensa según la reivindicación 4 y un material en bruto compuesto según la reivindicación 5.
Se propone un procedimiento para fabricar un componente compuesto, en el que el componente compuesto tiene al menos una pieza pulvimetalúrgica prensada a partir de un material en forma de polvo y al menos una pieza maciza, en donde el material en forma de polvo es prensado para formar una pieza pulvimetalúrgica dentro de una cámara de trabajo de la herramienta de una prensa y en la misma operación de trabajo, en particular en la misma carrera de trabajo de la prensa, la pieza maciza es conducida al menos parcialmente a la cámara de trabajo de tal modo que se fabrica el componente compuesto dentro de un mismo ciclo de trabajo. Por material en forma de polvo debe entenderse, en particular, un polvo metálico. Además, una pieza maciza puede tener un material metálico o un material cerámico. Por ejemplo, una pieza maciza puede tener un material fundido, estirado, sinterizado, laminado, forjado y/o extruido, especialmente extruido en continuo. Un ciclo de trabajo de la prensa comprende una carrera de trabajo y una carrera de retorno, en donde la prensa se cierra durante la carrera de trabajo y se abre de nuevo durante la carrera de retorno. Si es necesario, el ciclo de trabajo también puede incluir un tiempo de parada, en donde la prensa o la herramienta de la prensa permanecen en una misma posición durante un tiempo definido entre la carrera de trabajo y la carrera de retorno.
Según la invención, se prevé que en un primer paso del ciclo de trabajo, la pieza maciza sea incorporada al material en forma de polvo en la cámara de trabajo y en un segundo paso, el material en forma de polvo se prense hasta dar una pieza pulvimetalúrgica o un material en bruto. En otra configuración, se prevé que en un primer paso del ciclo de trabajo, el material en forma de polvo es prensado hasta dar un material en bruto en la cámara de trabajo y, en un segundo paso, la pieza maciza es incorporada al material en bruto en la cámara de trabajo. En otra configuración según la invención, está previsto que la pieza maciza sea incorporada a la cámara de trabajo mientras el material en forma de polvo es prensado para dar un material en bruto.
En lo sucesivo, el término material en bruto se usa para una pieza pulvimetalúrgica no sinterizada prensada a partir de un material en forma de polvo. Por pieza pulvimetalúrgica se entiende generalmente un material en bruto, una pieza en bruto sinterizada y/o una pieza sinterizada.
Por ejemplo, la pieza maciza y el material en forma de polvo pueden tener la misma aleación. En otras configuraciones, se prevé que el material en forma de polvo y la pieza maciza tengan aleaciones diferentes. En particular, se prevé que el material en forma de polvo comprenda un polvo metálico y que la pieza maciza comprenda un material no metálico, por ejemplo, cerámica. En otra configuración, el material en forma de polvo comprende un polvo cerámico y la pieza maciza comprende un material cerámico o no cerámico. Por lo tanto, una pieza pulvimetalúrgica también puede entenderse como un componente que tiene un material no metálico, en particular uno que no comprende un material metálico. En una configuración, también se prevé que la pieza maciza y el material en forma de polvo tengan diferentes aleaciones metálicas o cerámicas. Por aleaciones se entiende aquí tanto las aleaciones de metales o las mezclas de cerámicas como los metales puros o las cerámicas.
Según la invención, se prevé que la pieza maciza se transfiera a la cámara de trabajo de tal manera que la pieza maciza sobresalga de una superficie del material en bruto o de la pieza pulvimetalúrgica después de un ciclo de trabajo. En otra configuración, la pieza maciza se cierra con al menos una superficie de la pieza pulvimetalúrgica. En particular, en una configuración está previsto que la pieza maciza sobresalga, con un saliente, de una superficie de la pieza pulvimetalúrgica. En otra configuración, se prevé que la pieza maciza termine con un tamaño inferior a la superficie de la pieza pulvimetalúrgica. Están previstas medidas por exceso o por defecto desde unos 0,001 milímetros a unos 15 milímetros, y en otra configuración de hasta unos 20 centímetros.
En otra variante, la pieza maciza es tratada en su superficie, preferentemente antes de ser colocada en la prensa. En particular, se aumenta la rugosidad en al menos una parte definida de la superficie. Preferentemente, la pieza maciza tiene una profundidad de rugosidad media de Rz = 1 pm a Rz = 63 pm en al menos parte de su superficie. Se entiende por rugosidad una desviación de tercer a quinto orden en la forma de las superficies según la norma DIN 4760. De manera particularmente preferente, al menos una parte de la superficie de la pieza maciza está oxidada o recubierta con una capa de conversión, por ejemplo bruñida o fosfatada.
En otra configuración, se prevé que se produzca una capa de óxido metálico en la pieza maciza, en particular, metálica, mediante un tratamiento con vapor. Esto se hace, en particular, a temperaturas de unos 500 °C a 570 °C. Preferentemente, el tratamiento con vapor de la pieza maciza se lleva a cabo durante al menos 10 minutos, preferentemente durante al menos 30 minutos. Además, se produce preferentemente un espesor de capa de óxido de al menos 2 pm. Esto tiene la ventaja de que las partículas de polvo del material pulverizado pueden adherirse mejor a la superficie de la pieza maciza. Además, una capa de óxido tiene la ventaja de que se reduce de nuevo durante un proceso de sinterización y, en particular, se puede mejorar la sinterización entre las partículas de polvo y la pieza maciza. En otra configuración, la superficie se trata mecánicamente, por ejemplo, mediante el esmerilado o el desbaste. Una variante también prevé que la superficie sea alisada, por ejemplo pulida.
El componente compuesto es sinterizado y/o presinterizado, por ejemplo, después de retirarlo de la prensa, con el fin de incorporarlo a otros pasos de procesamiento si es necesario. En otra configuración, se prevé que el componente compuesto sea forjado por sinterización.
Otra idea de la invención comprende una prensa para prensar y unir un componente compuesto, teniendo la prensa una cámara de trabajo y al menos un troquel de prensado y al menos un troquel de unión. Según la invención, la prensa comprende adicionalmente al menos un troquel de transferencia. Según la invención, se aporta un material en forma de polvo a la cámara de trabajo, pudiéndose prensar un material en bruto del material en forma de polvo en la cámara de trabajo por medio del troquel de prensado. Además, se puede transferir una pieza maciza a la zona de trabajo mediante el troquel de unión y el troquel de transferencia. Además, la pieza maciza se introduce, al menos parcialmente, en el material en forma de polvo o en el material en bruto, por lo que se puede mantener un espacio de unión en la cámara de trabajo por medio del troquel de transferencia, al que se puede transferir la pieza maciza con el troquel de unión. En particular, el espacio de unión está definido, al menos parcialmente, por el material en forma de polvo introducido en la cámara de trabajo.
La prensa presenta un dispositivo de control, en donde el dispositivo de control controla la transferencia de la pieza maciza a la cámara de trabajo. En el dispositivo de control se implementa un producto de programa informático que controla el troquel de transferencia de tal manera que proporciona un espacio de unión en la cámara de trabajo, que se llena al menos parcialmente con un material en forma de polvo y al que se transfiere una pieza maciza mediante el troquel de unión y el troquel de transferencia. El material en forma de polvo que rodea el espacio de unión es preferentemente, al menos en parte, adyacente al troquel de unión y, por lo tanto, al espacio de unión. En particular, se prevé que cuando la pieza maciza se transfiere al espacio de unión, el material en forma de polvo llena, al menos parcialmente, el espacio de unión, que preferentemente no está lleno con la pieza maciza. En otra configuración, que no forma parte de la invención, se prevé que la pieza maciza se introduzca en el material en forma de polvo por medio del troquel de unión, desplazando la pieza maciza el material en forma de polvo cuando se sumerge en el material en forma de polvo. En esta configuración, no es necesario un troquel de transferencia para mantener libre el espacio de unión.
Otra idea de la invención comprende un uso de la prensa citada anterior para un procedimiento mencionado anteriormente.
La divulgación comprende un producto de programa informático para una prensa con una herramienta, teniendo la herramienta una cámara de trabajo y al menos un troquel de prensado y al menos un troquel de unión, implementando el producto de programa informático un procedimiento para controlar el troquel de unión de manera que éste transfiera una pieza maciza a una cámara de trabajo al menos parcialmente lleno de un material en forma de polvo. En una primera configuración, se prevé que un troquel de transferencia se controle de tal manera que mantenga un espacio de unión en la cámara de trabajo, que se llena al menos parcialmente con un material en forma de polvo que se va a prensar en particular y al que se transfiere una pieza maciza por medio del troquel de unión. En particular, en una configuración está previsto que después de una transferencia de la pieza maciza en el espacio de unión, el troquel de prensado se controla para que el material en forma de polvo se presiona en un material en bruto. En otra configuración, se prevé que antes de transferir la pieza maciza al espacio de unión, el troquel de prensado se controla para que el material en forma de polvo sea prensado para dar un material en bruto. Preferentemente, el producto de programa informático controla simultáneamente un proceso de prensado y un proceso de unión. En este contexto, el término "control" se entiende tanto el accionamiento mediante un sistema de control sin retroalimentación como la regulación mediante un sistema de control con retroalimentación. Preferentemente, el troquel de unión y/o el troquel de transferencia se mueven mediante un control de trayectoria o una regulación de trayectoria. Además, en una configuración, se prevé que el troquel de prensado se controle de manera que aplique una fuerza predeterminada al material en forma de polvo o realice un trabajo predeterminado sobre el material en forma de polvo. Las especificaciones las determinan, por ejemplo, un usuario o un ajustador de la prensa, preferentemente en función de las propiedades que debe tener el material en bruto o el material en bruto compuesto. En otra configuración, el troquel de prensado se mueve por medio de un control de trayectoria o regulación de la trayectoria.
Otra idea de la invención comprende un componente compuesto fabricado por medio del procedimiento que comprende al menos un material en bruto prensado de un material en forma de polvo y al menos una pieza maciza. En una configuración, se prevé que el material en forma de polvo y la pieza maciza tengan la misma aleación. De acuerdo con la invención, está previsto que la pieza pulvimetalúrgica presente una contracción en la sinterización que sea mayor o igual a una contracción de la pieza maciza, no contrayéndose en general la pieza maciza durante la sinterización. Además, una configuración prevé que una contracción de la pieza pulvimetalúrgica durante la sinterización sea mayor que la de la pieza maciza, preferentemente de tal manera que la pieza pulvimetalúrgica forme un ajuste por presión con la pieza maciza. Se prefiere, además, que la pieza maciza forme una unión material con la pieza pulvimetalúrgica durante la sinterización y, preferentemente, que se sinterice en las interfaces. Según la invención, la pieza maciza tiene una rosca a través de la cual la pieza maciza y la pieza metalúrgica forman una unión por arrastre de forma. En una configuración, que no forma parte de la invención, la pieza maciza puede configurarse con una rosca externa, de modo que un componente sinterizado acabado hecho de un componente compuesto tenga una rosca, por ejemplo, sin un paso de procesamiento adicional. En otras configuraciones, están previstas diferentes geometrías para la pieza maciza. Por ejemplo, la pieza maciza puede configurarse como una chapa, un pasador, un perno, una espiga, un eje, una tuerca, una varilla roscada, una chaveta y/o un cojinete. Preferentemente, es adecuada cualquier geometría que pueda proporcionar el material pulverizado o la pieza pulvimetalúrgica. En una configuración, también se prevé que varias piezas macizas estén dispuestas en un componente compuesto. Otra variante prevé que al menos una pieza maciza esté dispuesta en más de una pieza pulvimetalúrgica y, en particular, que las una.
De las configuraciones anteriores se desprende que un componente compuesto fabricado y sinterizado según la invención tiene tanto las ventajas de una pieza maciza, que puede ser en particular una pieza comprada de bajo coste, como las ventajas de una pieza sinterizada. Si el componente compuesto se fabrica según el procedimiento descrito anteriormente, los costes de fabricación son considerablemente más bajos y la unión entre la pieza maciza y la pieza pulvimetalúrgica es considerablemente más fiable que con los procesos conocidos de la técnica anterior, en particular con las piezas sólidas incorporadas posteriormente.
Otras configuraciones ventajosas se muestran en los siguientes dibujos. Sin embargo, los perfeccionamientos descritos allí no deben interpretarse de manera restrictiva sino que, más bien, las características descritas allí pueden combinarse entre sí y con las características descritas anteriormente para formar otras configuraciones. Además, cabe señalar que los símbolos de referencia que figuran en la descripción de las figuras no limitan el ámbito de protección de la presente invención, sino que se refieren simplemente a los ejemplos de configuraciones que se muestran en las figuras. Las piezas idénticas o con la misma función tienen los mismos símbolos de referencia de ahora en adelante. Se muestra:
Figura 1 una secuencia esquemática de la introducción de una pieza maciza en un material en forma de polvo durante una compactación;
Figura 2 una secuencia esquemática de introducción de una pieza maciza en un material en forma de polvo después de compactar el material en forma de polvo;
Figura 3 Micrografía de un tornillo prisionero insertado;
Figura 4 Micrografía de un pasador de acero insertado; y
Figura 5 Ejemplos de realización de componentes compuestos.
La Fig. 1 muestra una secuencia de los pasos de procedimiento A a D en la que se une una pieza maciza 1 a una pieza pulvimetalúrgica 2 para formar un componente compuesto 3. En el paso A, se introduce una pieza maciza 1 en la herramienta 5 de una prensa a través de un alimentador automático 4. La prensa se muestra aquí simplificada, en aras de la claridad, por medio de la herramienta 5. Además, se llena un material en forma de polvo 7 en una cámara de trabajo 6 de la herramienta 5. Un troquel de transferencia 8.1 mantiene libre un espacio de unión 9 en la cámara de trabajo 6, que se llena al menos parcialmente con el material en forma de polvo 7.
En el paso B, se cierran un primer troquel de prensado 10.1 y un segundo troquel de prensado 10.2 para que el material en forma de polvo 7 se compacte. Además, la pieza maciza 1 se transfiere simultáneamente al material en forma de polvo 7 mediante el troquel de transferencia 8.1 y el troquel de unión 8.2. El troquel de transferencia 8.1 y el troquel de unión 8.2 ejercen una presión sobre la pieza maciza 1 para sujetarla. Preferentemente la pieza maciza 1 no se deforma plásticamente debido a la presión, además preferentemente la pieza maciza se deforma elásticamente debido a la presión menos del 0,5 % de su extensión en la dirección de la fuerza.
En el paso C de la Fig. 1, se completa la transferencia de la pieza maciza 1 y la compactación del material en forma de polvo 7 hasta dar una pieza pulvimetalúrgica no sinterizada 2, denominada de ahora en adelante material en bruto 2. En particular, la transferencia y/o la compactación del material en forma de polvo se controlan o regulan mediante un control de la trayectoria o una regulación de la trayectoria.
En el paso D de la Fig. 1, se desmolda el componente compuesto 3 terminado. En otros pasos posteriores, el componente compuesto puede ahora ser mecanizado o sinterizado. En particular, se prevé que el componente compuesto sinterizado esté al menos parcialmente calibrado.
En otra configuración, se prevé que en el paso B, es decir, durante una transferencia de la pieza maciza 1 al material en forma de polvo 7, no se realice ninguna compresión o sólo una compresión insignificante del material en forma de polvo 7. Por compactación insignificante debe entenderse una compactación que esté por debajo de aproximadamente el 80 %, preferentemente por debajo del 60 % de la densidad objetivo del material en bruto 2.
La Fig. 2 muestra otra variante para la fabricación de un material en bruto compuesto 3, en la que, en un primer paso E, se incorpora una pieza maciza 1 a una prensa 5 y se introduce un material en forma de polvo 7 en la cámara de trabajo 6.
En un segundo paso F, se compacta el material en forma de polvo 7 hasta obtener un material en bruto 2, en particular se realiza una compactación del material 7 de aproximadamente el 60 % al 100 % de la densidad objetivo del material en bruto 2 en el paso F. Además, la pieza maciza 1 se transfiere al material en bruto 2, por lo que en una configuración se interrumpe la compactación del material en bruto 2. En otra configuración, la incorporación de la pieza maciza 1 se realiza durante una compactación del material en bruto 2 o después de una compactación deseada del material en bruto 2.
En el paso G, se lleva a cabo una compactación final del material en bruto 2, en la medida en que no se haya realizado ya en el paso F. Además, se termina de transferir la pieza maciza 1 al material en bruto 2. En el último paso H se desmolda el componente compuesto 3 terminado, por ejemplo, haciendo que el troquel de transferencia 8.1 presione el componente compuesto fuera de la cámara de trabajo 6. En otra configuración, está previsto que el troquel de prensado 10.1 transporte el componente compuesto fuera de la cámara de trabajo 6. En otra variante, se prevé que un troquel 11 que delimita la cámara de trabajo 6 se desplace de tal manera que el componente compuesto quede expuesto y pueda ser retirado de la prensa.
La Fig. 3 muestra una micrografía grabada de un componente compuesto sinterizado 3 que presenta un pasador roscado 12 bruñido, alrededor del cual se ha prensado una pieza pulvimetalúrgica 2. El pasador roscado 12 no fue abrillantado antes de la unión. Se puede observar que el proceso de prensado del material en bruto ha hecho que el material en forma de polvo 7 penetre en las roscas del pasador roscado 12, creando de este modo una unión dimensionalmente estable entre el pasador roscado y la pieza pulvimetalúrgica.
La Fig. 4 muestra una micrografía de un pasador de acero 13 prensado en una pieza pulvimetalúrgica 2. El componente compuesto se sinterizó a 1250 °Celsius. Aunque no se puede detectar la sinterización transversal, existe un excelente contacto mecánico entre la pieza pulvimetalúrgica 2 y el pasador de acero 13 debido a este tipo de unión.
La Fig. 5 muestra varias configuraciones esquemáticas de un componente compuesto 3 que no deben interpretarse de forma restrictiva. En particular, las geometrías de la pieza maciza 1 y/o de la pieza pulvimetalúrgica 2 pueden desviarse de las configuraciones aquí mostradas. La vista en sección superior de la respectiva configuración es un corte a través de un diámetro D del componente compuesto 3.
La configuración I muestra la pieza maciza 1 sobresaliendo por un lado sobre la pieza pulvimetalúrgica 2. En la configuración J, se puede observar que la pieza maciza 1 sobresale por ambos lados por encima de la parte pulvimetalúrgica 2. La realización K muestra un componente compuesto 3 con tres piezas macizas 1, en donde la configuración mostrada aquí no debe interpretarse de forma restrictiva, sino que en otras variantes se prevé que haya previstas dos piezas macizas 1. Otra configuración prevé más de tres piezas macizas 1 en el componente compuesto 3.
La configuración L muestra un pasador roscado 12 que ha sido prensado en una pieza pulvimetalúrgica 2. De la variante M surge una tuerca 14 introducida en la pieza pulvimetalúrgica 2. En particular, está previsto que se introduzca en la pieza pulvimetalúrgica cualquier geometría de la pieza maciza con rosca interior. Preferentemente, una tuerca comercial, por ejemplo una tuerca hexagonal, se inserta en la pieza pulvimetalúrgica.
La configuración N muestra una pieza estampada 15 prensada en la pieza pulvimetalúrgica 2. En otra variante, se prevé que una pieza maciza 1 fundida, forjada o sinterizada se introduzca en la pieza pulvimetalúrgica 2.
La versión O muestra un componente compuesto 3 en el que una pieza maciza 1 sobresale de una superficie ortogonal 16 de una dirección de prensado del material en bruto 2. Otra variante P prevé que dos piezas pulvimetalúrgicas 2 se prensen en un único ciclo de trabajo y se unan mediante al menos una pieza maciza 1.
La variante Q muestra un componente compuesto 3 cuya pieza maciza 1 no penetra completamente en la parte pulvimetalúrgica 2. Esto puede lograrse, en particular, transfiriendo la pieza maciza 1 al material en forma de polvo sin mantener un espacio de unión libre. De este modo, la pieza maciza 1 desplaza el material en forma de polvo durante la unión. En una configuración no mostrada aquí, la pieza maciza 1 es al menos parcialmente cónica en al menos una región final 17 que se introduce en el material en forma de polvo para favorecer el desplazamiento del material en forma de polvo.
En particular, se prevé que las configuraciones a modo de ejemplo del componente compuesto 3 de la Fig. 5 se puedan combinar entre sí y/o con las configuraciones descritas anteriormente.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para fabricar un componente compuesto (3), en el que el componente compuesto (3) comprende al menos una pieza pulvimetalúrgica (2) prensada a partir de un material en forma de polvo (7) y al menos una pieza maciza (1), en donde dentro de una cámara de trabajo (6) de una herramienta (5) de una prensa se comprime el material en forma de polvo (7) para formar una pieza pulvimetalúrgica (2) y en el mismo ciclo de trabajo de la prensa (20) se incorpora la pieza maciza (1), al menos parcialmente, a la cámara de trabajo (6), de tal manera que el componente compuesto (3) se fabrica en un único ciclo de trabajo, caracterizado porque
- la pieza maciza (1) se introduce en la herramienta (5) de la prensa (1) a través de un alimentador automático (4),
- el material en forma de polvo (7) se rellena en la cámara de trabajo (6) de la herramienta (5), mientras que un troquel de transferencia (8.1) mantiene libre un espacio de unión (9) en la cámara de trabajo (6) que se llena al menos parcialmente con el material en forma de polvo, y en el que el troquel de unión (8.2) y el troquel de transferencia (8.1) transfieren conjuntamente la pieza maciza (1),
- en un primer paso del ciclo de trabajo, la pieza maciza (1) es incorporada al material en forma de polvo (7) en la cámara de trabajo (6) y, en un segundo paso, el material en forma de polvo (7) es prensado para formar una pieza pulvimetalúrgica (2), o
- se introduce la pieza maciza (1) en la cámara de trabajo (6) mientras que se comprime el material en forma de polvo (7) para formar una pieza pulvimetalúrgica (2), en donde son accionados un primer troquel de prensado (10.1) y un segundo troquel de prensado (10.2) y se compacta el material en forma de polvo (7), mientras que al mismo tiempo se transfiere la pieza maciza (1) del espacio de unión (9) al material en forma de polvo (7), en donde el troquel de transferencia (8.1) y el troquel de unión (8.2) sujetan la pieza maciza (1) mientras ejercen presión sobre ella,
- la pieza maciza (1) es transferida a la cámara de trabajo (6) de tal manera que la pieza maciza (1) sobresale de una superficie (16) de la pieza pulvimetalúrgica (2) después del ciclo de trabajo.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que se trata la superficie de la pieza maciza antes de ser introducida en la prensa.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que se sinteriza el componente compuesto (3).
4. Prensa (20) para prensar y unir un componente compuesto (3), en donde la prensa (20) tiene al menos una herramienta (5), mediante la cual se puede formar una cámara de trabajo (6), al menos un primer troquel de prensado (10.1) y un segundo troquel de prensado (10.2) así como al menos un troquel de unión (8.2), siendo posible prensar un material en bruto (2) a partir de un material en forma de polvo (7) en la cámara de trabajo (6) por medio del primer y del segundo troqueles de prensado (10.1, 10.2), caracterizada porque la prensa tiene un alimentador automático (4) para introducir una pieza maciza (1) en la herramienta (5) de la prensa (20), en donde el troquel de unión (8.2) y un troquel de transferencia (8.1) mantienen la pieza maciza (1) bajo presión y la transfieren a la cámara de trabajo (6), y se proporciona un espacio de unión (9) en la cámara de trabajo (6) por medio del troquel de transferencia (8.1) para transferir la pieza maciza (1) por medio del troquel de unión (8.2) y del troquel de transferencia (8.1) en el espacio de unión (9), en donde la prensa (20) tiene un dispositivo de control, en donde el dispositivo de control controla al menos una transferencia de la pieza maciza (1) a la cámara de trabajo (6), en donde un producto de programa informático está implementado en el dispositivo de control, que está configurado para llevar a cabo un procedimiento según una de las anteriores reivindicaciones, con lo que el troquel de transferencia está controlado de tal manera que mantiene en la cámara de trabajo (6) el espacio de unión (9) que está al menos parcialmente lleno de un material en forma de polvo y con lo que el troquel de unión (8.2) y el troquel de transferencia (8.1) transfieren conjuntamente la pieza maciza (1), sobresaliendo la pieza maciza (1) de una superficie (16) de la pieza pulvimetalúrgica (2) después del ciclo de trabajo.
5. Componente compuesto (3) para la unión de materiales mediante un proceso de sinterización, que presenta al menos una pieza pulvimetalúrgica (2) prensada a partir de un material en forma de polvo (7) y al menos una pieza maciza (1), caracterizado porque el componente compuesto se fabrica por medio del procedimiento según una de las anteriores reivindicaciones 1 a 3, en donde
- la pieza pulvimetalúrgica (2) tiene una contracción durante la sinterización que es mayor o igual que la contracción de la pieza maciza (1), y
- la pieza maciza sobresale de una superficie (16) de la pieza pulvimetalúrgica (2), en donde la pieza maciza (1) tiene una rosca a través de la cual la pieza maciza (1) y la pieza pulvimetalúrgica (2) forman una unión por arrastre de forma.
6. Componente compuesto (3) según la reivindicación 5, en el que el material en forma de polvo (7) y la pieza maciza (1) tienen la misma aleación.
7. Componente compuesto (3) según la reivindicación 5, en el que la pieza maciza (1) y el material en forma de polvo (7) tienen una aleación diferente.
8. Componente compuesto (3) según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en donde está sinterizado.
9. Componente compuesto (3) según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en donde hay varias piezas macizas dispuestas en el componente compuesto (3).
10. Componente compuesto (3) según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, en el que hay al menos una pieza maciza (1) dispuesta en más de una pieza pulvimetalúrgica (3) y las conecta entre sí.
ES10759809T 2009-09-23 2010-09-08 Procedimiento para la fabricación de un componente compuesto Active ES2887337T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009042603A DE102009042603A1 (de) 2009-09-23 2009-09-23 Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils
PCT/EP2010/005524 WO2011035858A1 (de) 2009-09-23 2010-09-08 Verfahren zur herstellung eines verbundbauteils

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2887337T3 true ES2887337T3 (es) 2021-12-22

Family

ID=43301759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES10759809T Active ES2887337T3 (es) 2009-09-23 2010-09-08 Procedimiento para la fabricación de un componente compuesto

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20120214014A1 (es)
EP (1) EP2480358B1 (es)
JP (1) JP2013505359A (es)
CN (1) CN102770222B (es)
DE (1) DE102009042603A1 (es)
ES (1) ES2887337T3 (es)
IN (1) IN2012DN03052A (es)
WO (1) WO2011035858A1 (es)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5601578B2 (ja) * 2010-10-29 2014-10-08 日立化成株式会社 微小部品の成形金型装置
JP5859796B2 (ja) * 2011-10-06 2016-02-16 Ｏｐｐｃ株式会社 電子部品の粉末成型装置
DE102012017040A1 (de) * 2012-08-29 2014-03-27 Gkn Sinter Metals Holding Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils sowie ein Verbundbauteil
CN102974824A (zh) * 2012-11-22 2013-03-20 宁波得利时泵业有限公司 一种均质混合泵的定子和转子制备方法
CN102974830A (zh) * 2012-11-22 2013-03-20 宁波得利时泵业有限公司 一种凸轮转子泵的泵体结构制备方法
DE102013015677A1 (de) * 2013-09-23 2015-03-26 Gkn Sinter Metals Holding Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils mit hochgenauer radialer Präzision sowie Teilesatz mit Sinterfügeteilen
DE102013111134A1 (de) * 2013-10-08 2015-04-09 Linde Hydraulics Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung einer Lagermetallschicht an einer Zylindertrommel einer hydrostatischen Verdrängermaschine
JP5948715B2 (ja) * 2014-03-17 2016-07-06 住友電工焼結合金株式会社 組み合わせ部品及びその製造方法と成形金型
CN107635698B (zh) * 2015-04-10 2019-10-18 Gkn烧结金属有限公司 利用压实后尺寸变化形成复合组件的方法
DE102015207748A1 (de) 2015-04-28 2016-11-03 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Fluidpumpe
DE102016103051A1 (de) 2016-02-22 2017-08-24 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Pumpenanordnung
DE102016123580B4 (de) 2016-12-06 2021-09-09 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Rotorteil eines Rotors für einen Nockenwellenversteller und Presswerkzeug zu dessen pulvermetallurgischer Herstellung
DE102016125406A1 (de) * 2016-12-22 2018-06-28 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Matrize für eine Presse
DE102017130680B4 (de) * 2017-12-20 2019-07-11 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Matrize für eine Presse sowie Verfahren zur Herstellung mindestens eines Grünlings mit einer solchen Presse
CN109093123A (zh) * 2018-09-12 2018-12-28 北京恒源天桥粉末冶金有限公司 一种组合式滤芯的制备方法
DE102019128350A1 (de) * 2019-10-21 2021-04-22 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Verfahren zur Herstellung eines kalibrierten Teileverbunds

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6332188A (ja) * 1986-07-23 1988-02-10 Diesel Kiki Co Ltd ロ−タリ−コンプレツサのロ−タ
DE3940192A1 (de) * 1989-02-02 1990-08-09 Gottfried Weber Hydraulische presse
JP3516167B2 (ja) * 1992-12-08 2004-04-05 ローム株式会社 タンタルコンデンサチップの製造方法
JP3574191B2 (ja) * 1994-11-07 2004-10-06 本田技研工業株式会社 多層焼結部品用成形体の製造方法
JP2969330B2 (ja) * 1996-01-12 1999-11-02 マツダ株式会社 粉末プレス装置
JPH11264002A (ja) * 1998-03-16 1999-09-28 Hitachi Powdered Metals Co Ltd 焼結品の製造方法
JP3954236B2 (ja) * 1999-04-07 2007-08-08 日立粉末冶金株式会社 複合焼結機械部品の製造方法
GB2343682B (en) * 1998-09-16 2001-03-14 Hitachi Powdered Metals Manufacturing method of sintered composite machine component having inner part and outer part
JP3462100B2 (ja) 1998-11-19 2003-11-05 日立粉末冶金株式会社 軸孔を有する焼結品およびその焼結品と軸部材との結合方法
KR101248967B1 (ko) * 2004-12-28 2013-03-29 닛케이킨 아쿠토 가부시키가이샤 알루미늄 복합재의 제조방법
DE102009028020B4 (de) * 2009-07-27 2011-07-28 Hilti Aktiengesellschaft Bohrer und Herstellungsverfahren
JP5601578B2 (ja) * 2010-10-29 2014-10-08 日立化成株式会社 微小部品の成形金型装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2480358A1 (de) 2012-08-01
EP2480358B1 (de) 2021-06-30
JP2013505359A (ja) 2013-02-14
IN2012DN03052A (es) 2015-07-31
DE102009042603A1 (de) 2011-03-24
CN102770222B (zh) 2016-06-29
CN102770222A (zh) 2012-11-07
WO2011035858A1 (de) 2011-03-31
WO2011035858A9 (de) 2011-06-30
WO2011035858A8 (de) 2012-05-03
US20120214014A1 (en) 2012-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2887337T3 (es) Procedimiento para la fabricación de un componente compuesto
US4644942A (en) Production of porous coating on a prosthesis
TWI421105B (zh) 多孔植入物
JP5393683B2 (ja) 内部人工器官部品
EP2778801B1 (fr) Coussinet comportant des premier et deuxième éléments fonctionnels sur deux faces distinctes
WO2011030815A1 (ja) 導電性成形体の製造方法及び導電性成形体の製造装置
AU2005235543A1 (en) Powdered metal multi-lobular tooling and method of fabrication
US20100290942A1 (en) Systems and methods to produce forged powder metal parts with transverse features
JP7116131B2 (ja) コーティング源
FR2555480A1 (fr) Procede et dispositif pour la fabrication d'agglomeres compactes a partir d'une poudre metallique fluide ou frittee
JP5093662B2 (ja) 生体用同心円状傾斜機能材料の製造方法及び装置
AU2010339640A1 (en) Blank for the manufacture of a machining tool and method of use of a blank for the manufacture of a machining tool
US4972898A (en) Method of forming a piston containing a cavity
CA1199535A (en) Production of porous coating on a prosthesis
WO2016021362A1 (ja) 複合焼結体の製造方法
JP2014001427A (ja) 焼結部品の製造方法
JPWO2009116245A1 (ja) ヒートスプレッダおよびその製造方法
US20170001244A1 (en) Method for manufacturing a cladded component
JP5577557B2 (ja) 成形用ダイ
JP2005515018A (ja) 人体の骨および／または組織に適用することができる装置、および前記装置の方法および使用
Sharma et al. Friction sintering of copper powder using a new rapid, cost effective and energy efficient process
JP3462100B2 (ja) 軸孔を有する焼結品およびその焼結品と軸部材との結合方法
JPS59153802A (ja) 焼結体の製造方法
FR2531645A1 (fr) Procede pour l'assemblage indemontable d'elements de construction distincts et bloc echangeur de chaleur fabrique a l'aide de ce procede
WO2022215578A1 (ja) 異種金属材料の接合構造物、異種金属材料の接合方法