MXPA06013289A - Componente de motor no homogeneo formado por metalurgia del polvo. - Google Patents

Componente de motor no homogeneo formado por metalurgia del polvo.

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Abstract

Un ciguenal (280) que tiene una estructura no homogenea se forma unitariamente en un proceso de metalurgia de polvo con al menos dos constituyentes (32) metalicos diferentes que proporcionan caracteristicas disimilares en localizaciones discretas de la estructura.

Description

COMPONENTE DE MOTOR NO HOMOGÉNEO FORMADO POR METALURGIA DEL POLVO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a componentes formados por la metalurgia del polvo o pulvimetalurgia y, más específicamente, a un método y aparato para formar componentes mediante la metalurgia del polvo. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La metalurgia del polvo es un método de fabricación común utilizado para producir componentes de alta calidad para aplicaciones tales como los motores. La metalurgia del polvo es a menudo empleada en la fabricación de componentes de motor debido a que es económico, flexible, y puede producir una parte terminada que requiere menos mecanizado o proceso secundario que otros métodos de formación de componentes. La metalurgia del polvo permite a un componente formarse a partir de una amplia variedad de aleaciones, compuestos, y otros materiales para proporcionar el componente terminado con las características deseables. La metalurgia del polvo es bastante adecuada para fabricar partes de un amplio rango de tamaños y formas. También, la metalurgia del polvo puede fiablemente producir partes con dimensiones consistentes y propiedades físicas ventajosas.
Refiriéndose a la Figura 1, se muestra un diagrama de proceso 30 para el proceso convencional de formación del componente metalúrgico de polvo. Primero, se proporcionan los polvos 32 del metal que comprende el componente. A menudo, se agregan lubricantes a los polvos de metal para disminuir el uso de maquinaria de estampado. A continuación, los polvos base se mezclan 34 para formar una mezcla homogénea. La parte terminada es finalmente una aleación homogénea de los polvos de metal constitutivos. Entonces un molde o matriz se llena 36 con los polvos mezclados. La matriz, cuando se cierra, tiene una cavidad interior algo similar en forma a la parte final. El polvo se comprime 38 dentro de la matriz para formar una así llamada "parte no sinterizada" . La compactación 38 normalmente se realiza a temperatura ambiente y a presiones, por ejemplo, en el rango de 30-50 toneladas por pulgada cuadrada. La parte no sinterizada, también referida como un "compacto no sinterizado" , tiene el tamaño y forma deseados para la próxima operación cuando se expulsa de la matriz. Después de compactación 38, la parte no sinterizada tiene fuerza suficiente para procesamiento adicional. La parte no sinterizada se somete a un proceso de sinterización 40. Puede realizarse una variedad de operaciones secundarias 42 en la parte después de la sinterización 40, dependiendo de su uso proyectado, el proceso produce una parte terminada 4 . Generalmente, la sinterización 40 involucra someter la parte no sinterizada a una temperatura, por ejemplo, de 70-90% del punto de fundición del metal o aleación que comprende la parte no sinterizada. Las variables de temperatura, tiempo, y atmósfera son controladas en el horno para producir una parte sinterizada que tiene fuerza mejorada debido a la unión o aleación de las partículas de metal. El proceso 40 de sinterización generalmente comprende tres pasos básicos dirigidos en un horno de sinterización: calcinación 46, sinterización 48, y enfriamiento 50. Los hornos de sinterización de tipo continuo se utilizan comúnmente para realizan estos pasos. La cámara de calcinación se usa para volatilizar los lubricantes usados en la formación de la parte 46 no sinterizada. La cámara de alta temperatura realiza la sinterización 48 real. La cámara de enfriamiento enfría la parte sinterizada antes del manejo 50. Las partes que salen del horno 40 de sinterización después del enfriamiento 50 pueden considerarse completas. Alternativamente, pueden sufrir una o más operaciones 42 secundarias. Las operaciones secundarias incluyen, por ejemplo, re-estampar (forjar) el componente 52, maquinar 54, desarenar o revolver 56 en tambor giratorio, y ensamblar el componente con componentes 58 adicionales como parte de una montaje total. Las operaciones 42 secundarias también pueden incluir la impregnación de aceites o lubricantes 60 en la parte para transportar las propiedades de auto- lubricación. El componente sinterizado también puede experimentar tratamiento 62 con calor para proporcionar ciertas características y propiedades al componente, tal como resistencia. Aquellos experimentados en la técnica reconocerán que pueden realizarse otras operaciones secundarias. Las operaciones 42 secundarias 42 pueden realizarse individualmente o en combinación con otras operaciones secundarias. Una que vez se realizan todas las operaciones 42 secundarias, el componente o parte 44 está terminado . Las Patentes Norteamericanas Números 5,303,468, 5,195,398, y 3,748,925 describen cigüeñales para el uso en un motor de combustión interna. La Figura 2 ilustra el detalle interior de un motor de combustión interna convencional para ilustrar el uso de un cigüeñal 72. Una varilla 64 de conexión se conecta de manera pivotante a un pistón 66 y al cigüeñal 72. La varilla 64 de conexión esta conectada al cigüeñal 72 en un extremo 76 largo o de acodamiento del cigüeñal . El extremo 76 largo de la varilla 64 recibe una parte del eje ("perno de cigüeñal") 78 del cigüeñal 72. La varilla 64 de conexión se conecta además a un pistón 66 en un extremo 70 pequeño o de pistón de la varilla 64. El cigüeñal 72 comprende un contrapeso 74 dispuesto entre los pernos de cigüeñal 78. Refiriéndose a la Figura 3 y a la Figura 4, se muestra un cigüeñal 72 convencional, fabricado de acuerdo a los métodos convencionales. El cigüeñal 72 comprende un cuerpo 83 que se extiende longitudinalmente entre un primer extremo 80 y un segundo extremo 82. El cuerpo 83 define un eje o rotación 84 para el cigüeñal, cuando gira en el motor. Se proporciona una chumacera 86 principal en cada uno del primer extremo 80 y segundo extremo 82 para soportar el eje 72 en el bloque del motor. El cuerpo 83 incluye una pluralidad de cojinetes 88 radiales, las chumaceras 90 de perno de cigüeñal y contrapesos 74. La masa de las chumaceras 90 de perno de cigüeñal cuando se acopla con una varilla 64 de conexión, define un eje 92 de desplazamiento de equilibrio. El eje 92 de equilibrio es el eje de rotación a través del cual las fuerzas generadas por la rotación del eje y del montaje de la varilla 64 de conexión se equilibran. El eje de rotación 84 se desplaza desde el eje de equilibrio 92. El desplazamiento crea un momento cuando el cigüeñal está girando. El momento es indeseable porque aumenta la carga en los cojinetes del eje y minimiza el espesor de la película de aceite entre las chumaceras del cigüeñal y sus cojinetes respectivos. Esto limita la capacidad de transporte de carga de las chumaceras principales. Una solución convencional es proporcionar una pluralidad de contrapesos 78 al eje 72 para desplazar el eje de equilibrio 92 hacia el eje de rotación 84. Idealmente, los contrapesos 78 se localizan 180 grados opuestos a cada chumacera 90 de perno de cigüeñal. Tal configuración resulta en un cigüeñal 72 indeseablemente grande. Los diseñadores del motor están constantemente esforzándose por minimizar el tamaño del motor e incrementar la eficiencia del motor. Cigüeñales más grandes hacen necesario un tamaño del motor más grande. Por otra parte, los cigüeñales más grandes también aumentan la inercia rotatoria del motor, reduciendo así la eficiencia . La Patente Norteamericana Número 5,195,398 describe un método para solucionar el equilibrio contra el problema del tamaño de cigüeñal. Esta patente describe el desplazamiento de uno o más de los contrapesos con respecto a las chumaceras de perno de cigüeñal para formar una configuración asimétrica del contrapeso. El arreglo asimétrico ataca un equilibrio entre el espesor de la película de aceite, la masa del cigüeñal y restricciones de empaque. El diseño asimétrico, sin embargo, padece de limitaciones de empaque. El diseño también tiene las mismas desventajas presentes en el cigüeñal desequilibrado y en el montaje de la varilla de conexión, aunque en menor grado . Por consiguiente, existe una necesidad por un método que proporcione el cigüeñal que disminuya los costos mientras proporciona el equilibrio adecuado. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un cigüeñal incluye una estructura no homogénea formada de manera unitaria en un proceso de metalurgia del polvo con por lo menos dos constituyentes metálicos diferentes que proporcionan características disímiles en ubicaciones discretas de la estructura. Se proporciona un método para formar el cigüeñal . BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama de flujo del proceso para un proceso de fabricación de metalurgia del polvo de acuerdo a la técnica anterior; La Figura 2 es una vista de perspectiva en corte parcial de un motor vehicular de acuerdo a la técnica anterior; La Figura 3 es una vista lateral de un cigüeñal de acuerdo a la técnica anterior; La Figura 4 es una vista lateral parcial de un cigüeñal de acuerdo a la técnica anterior; La Figura 5 es un diagrama de flujo del proceso para la fabricación de un componente no-homogéneo utilizando el proceso de fabricación de metalurgia del polvo de acuerdo con la presente invención; La Figura 6 es una vista lateral en corte de la parte no sinterizada que forma el aparato de acuerdo con la presente invención; La Figura 7 es una vista frontal de una parte no sinterizada que forma el aparato de acuerdo con la presente invención; La Figura 8 es una vista superior de una parte no sinterizada que forma el aparato de acuerdo con la presente invención; La Figura 9 es una vista detallada en corte superior parcial de una válvula de alimentación para una parte no sinterizada que forma el aparato de acuerdo con la presente invención; La Figura 10 es una vista detallada lateral en corte parcial de una salida de polvo en la posición abierta de acuerdo con la presente invención; La Figura 11 es una vista detallada lateral en corte parcial de una salida de polvo en la posición cerrada de acuerdo con la presente invención; La Figura 12 es una vista lateral de un cigüeñal no-homogéneo formado por la metalurgia del polvo de acuerdo con la presente invención; La Figura 13 es una vista en corte parcial del cigüeñal de Figura 12; La Figura 14 es una vista en corte lateral de la parte no sinterizada que forma el aparato de acuerdo con la presente invención; y La Figura 15 es una vista en corte lateral de la parte no sinterizada que forma el aparato de acuerdo con la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 5 ilustra un proceso para fabricar un componente fabricado de polvo metalúrgico no homogéneo, incluyendo un cigüeñal 280. Se introducen uno o más polvos de metal en un molde en el paso 106. Pueden introducirse simultáneamente dos, tres, o más polvos de metal (en paralelo) , a diferentes tiempos (en serie) , o en alguna combinación de los mismos. Cada polvo de metal puede ser una mezcla de constituyentes. Los polvos de metal pueden mezclarse antes de la introducción, excepto cuando se desea un resultado no-homogéneo. En el paso 108, se estampa el polvo en el molde para formar una parte no sinterizada. La parte no sinterizada se sinteriza en el paso 110. Opcionalmente, una o más operaciones secundarias, tales como forjado, maquinado, tratamiento con calor, terminando, y así sucesivamente se realizan en el paso 112. Aquellos expertos en la técnica reconocerán que puede realizarse capas adicionales de metales pulverizados y/o pasos de proceso sin apartarse del espíritu y alcance de la presente invención. En la Figura 6 se muestra una modalidad de un aparato 120 de formación del componente no sinterizado. El aparato 120 de formación de la parte no sinterizada generalmente puede referirse como un aparato 120 de zapata de alimentación. El aparato 120 de zapata de alimentación generalmente comprende un recipiente de relleno de polvo 122 que se puede accionar por un cilindro 134 accionador, un troquel 140 superior, un troquel 142 inferior, y una tolva 148 para polvo. Más particularmente, un primer recipiente 122 está conectado de manera rígida a un segundo recipiente 126 por uno o más miembros 138 de conexión. El segundo recipiente 126 está conectado a un cilindro 134 accionador por medio de un pistón 136. El cilindro 134 accionador puede ser un cilindro hidráulico o neumático para propulsar el pistón 136 dentro o fuera, guiando de esta manera el primer recipiente 124 y el segundo recipiente 125 en un movimiento controlado. Cada recipiente 124, 126 comprende paredes 125 laterales que definen una cavidad 124, 128, interior en él. Las paredes 125 laterales tienen porciones 129 sesgadas para dirigir el polvo hacia una válvula 146 de salida de polvo. Una abertura 127 superior en el recipiente 122, 126 se dimensiona para recibir una canaleta 152, 154 conectada a la tolva 148, 150. Las tolvas 148, 150 reciben un respectivo primer y segundo metal pulverizado que se proporciona a una respectiva primer cavidad 124 interior y una segunda cavidad 128 interior. La primera canaleta 152 y la segunda canaleta 154 comprenden un tubo flexible configurado para permitir el movimiento lineal del primer recipiente 122 y del segundo recipiente 126. Ambos, el primer y el segundo recipientes 122, 126 se mueven linealmente deslizándose en el miembro 132 de puente. Cada uno del miembro 132 de puente y el cilindro 134 accionador están montados en una mesa 130 de estampar. En la Figura 7 se muestra una vista lateral del aparato 120 de zapata. Uno o más mecanismos 160 de enclavamiento se proporcionan a la mesa 130 de estampar. Los mecanismos 160 de enclavamiento permiten el registro de los recipientes 122, 126 durante una operación de relleno de la cavidad 144 de estampado. El mecanismo 160 de enclavamiento puede ser un magneto u otros medios de enclavación tal como un enchufe macho-hembra o equivalente a este. El miembro 132 de puente esta dispuesto de manera deslizable en las guías 166. Cada guía 166 está además dispuesta en un riel 168. Un cilindro 162 de elevación está dispuesto en cada miembro 132 de puente y configurado para elevar el miembro 132 de puente sobre las guías 166 mediante la extensión de un pistón 154 de elevación. La separación mostrada en la Figura 2 entre el primer recipiente 122 y la cavidad 144 de estampado permite al cilindro 162 accionador mover el recipiente 122 transversal a la cavidad 144. Los recipientes 122, 126 se mueven ventajosamente fuera de los troqueles 140, 142 tal que los recipientes 122, 126 no interfieran con el proceso estampado. Refiriéndose a la Figura 8, se muestra una vista superior del aparato 120 de zapata. Cada recipiente 122, 126 está representado en un corte parcial para ilustrar el detalle interior. Por propósitos de referencia, se muestra un remarcado del perímetro de la cavidad de estampado. Uno o más salidas 170 de polvo están dispuestas en la superficie inferior de cada recipiente 122, 126. Las salidas 170 de polvo incluyen las válvulas 148 para controlar el paso del metal pulverizado en la cavidad 144 de estampado. Las salidas 170 pueden dimensionarse para controlar la cantidad relativa de flujo a través de una salida 170 particular durante una operación de relleno. El primer recipiente 122 se muestra con una sola salida 170. El segundo recipiente 126 se muestra que tiene tres salidas 170 con diferentes tamaños. Pueden emplearse varias formas poligonales o excéntricas o de tamaño variante en lugar de las salidas de forma circular sin apartarse del alcance de la presente invención.
El tamaño y colocación de las salidas 170 de polvo se eligen ventajosamente para corresponder con la provisión de las características predeterminadas para la parte terminada. El cigüeñal puede incluir ventajosamente material de contrapeso en una ubicación predeterminada del eje opuesto a los pernos de cigüeñales. El material de contrapeso puede estar en la forma de un polvo de aleación pesado, tal como uno que contiene tungsteno, o en la forma lingotes de metal introducidos a la cavidad de estampado. Un método convencional para fabricar un cigüeñal es forjar el eje y posteriormente maquinarlo a las tolerancias finales, como una sola pieza. Alternativamente, el cigüeñal puede formarse a partir de varias partes del componente que se unen como se describe en la Patente Norteamericana Número 5,303,468. El aparato y el método descrito aquí proporcionan una salida de polvo posicionada ventajosamente en la ubicación precisa para el material de contrapeso deseado del cigüeñal. El aparato de caja de alimentación mostrado en la Figura 8 adicionalmente incluye un aparato 174 de inyección de líquido. El aparato 174 de inyección de líquido inyecta líquidos a la primer cavidad 124 interior durante un proceso de formación. Una entrada al aparato 176 de inyección se conecta a un conducto 178 de líquido que suministra una solución líquida. El aparato puede comprender una válvula solenoide, tal como válvula de solenoide de volumen de codo o ramal muerto cero. Puede usarse una variedad de válvulas ingoteables convenientes sin apartarse del alcance de la presente invención. Aquéllos de habilidad en la técnica reconocerán que la presente invención también puede practicarse con un segundo aparato de inyección de líquido proporcionado para el segundo recipiente, o alternativamente, un aparato de inyección de líquido en comunicación con los dos; el primer y el segundo recipiente. La solución líquida puede incluir soluciones acuosas, lubricantes, surfactantes, o soluciones de activación para limpiar las partículas de metal de la soldadura fría. La solución líquida también puede incluir cualquier solución que intente ser incorporada en el material, tal como un endurecedor, o solvente. La inyección de lubricantes puede emplearse para reducir el uso a la cavidad de estampado del aparato. La Figura 9 ilustra un montaje 148 de válvula que comprende la salida 170 de polvo del recipiente 122, 126. Una superficie 182 de alojamiento junto con agujero 124 de deslizamiento define una posición Px abierta y una posición P2 cerrada para la salida 170 de polvo. El agujero 184 de deslizamiento se mueve entre las posiciones Px y P2 mientras el accionador 134 se traslada linealmente al recipiente 122, 126.
La condición abierta permite al polvo de metal salir libremente del recipiente y entrar en la cavidad de estampado. La posición cerrada bloquea la transferencia del polvo a la cavidad. Pueden utilizarse otros métodos o dispositivos por cortar el flujo de polvo desde la zapata a la cavidad de estampado sin apartarse del alcance de la presente invención.
La Figura 10 y la Figura 11 representan una modalidad alternativa de un aparato y método para controlar el flujo de polvo de metal en la cavidad 144 de estampado. Un tubo de alimentación 186 comunica entre la cavidad 124, 128 interior del recipiente 122, 126 y la cavidad 144 de estampado. El tubo de alimentación 186 esta comprendido de un material flexible, tal como el caucho. La pared lateral inferior del recipiente 122, 126 define un canal 188 en ella como se muestra en las figuras. Un dispositivo 190 de presión o de rebordear está dispuesto dentro del canal 188. El tubo de alimentación 186 está en la posición abierta, como se muestra en la Figura 10, cuando los dispositivos 190 de presión se retiran o no estampan en el tubo 186. La Figura 11 muestra el tubo 186 en una posición cerrada en donde los dispositivos 190 de presión estampan sobre las paredes laterales del tubo hasta que las paredes laterales tengan contacto, bloqueando así el flujo de polvo. Los dispositivos de presión 190 se impulsan hacia el tubo de alimentación 186 por medio de control neumático. Se presenta presión alta al canal 188, que impulsa los dispositivos de presión 190 hacia el tubo 186. La remoción de esta condición de alta presión produce la elasticidad natural del tubo 186 para re-abrir, permitiendo así el flujo de polvo. Pueden usarse medios mecánicos, tales como una unión, en lugar de los medios de control neumático sin apartarse del alcance de la presente invención. En la figura 5 hasta la 7 y el texto asociado se describe un método y aparato para fabricar un artículo no homogéneo con la metalurgia del polvo. La descripción siguiente se dirige más particularmente hacia la fabricación de un cigüeñal para un motor de combustión interna en donde el eje tiene material de equilibrio unitario formado como parte de un procedimiento formación individual. Se coloca un primer polvo de metal, tal como el tungsteno u otro material altamente denso, en la primer tolva 148 y un segundo polvo de metal, tal como el acero o un material menos denso, se coloca en una segunda tolva 150. El primer recipiente 122 también se centra sobre la cavidad 144 de estampado expandiendo o retractando el pistón 136 del cilindro 134 accionador según se necesite. Alternativamente, el primer polvo puede ser lingotes de metal pesado (denso) liberado a la cavidad del molde. Aquéllos de habilidad en la técnica reconocerán que puede usarse una variedad de materiales sin apartarse del alcance de la presente invención. El primer polvo de metal se introduce a la primera cavidad 124 interior. El primer polvo llena el molde o cavidad 144 de estampado 144 a través de la salida 170 de polvo con una cantidad predeterminada de polvo para formar las secciones pesadas del eje. El flujo de primer polvo se detiene por la válvula 148 en la salida de polvo 170. El pistón 136 se extiende hasta el segundo recipiente 126, se centra sobre de la cavidad 144 de estampado. Note que la salida 170 de polvo ventajosamente no se centra sobre de la cavidad de estampado, permitiendo al segundo polvo depositarse en las ubicaciones discretas deseadas dónde se forma el material del eje. Una cantidad predeterminada del segundo polvo se llena en la cavidad 144 de estampado. El pistón 136 se retrae hasta que el primer recipiente 122 esta libre de los troqueles superior 140 e inferior 142. El polvo en la cavidad 144 de estampado se estampa para formar una parte no sinterizada, ventajosamente una vez que el espacio libre se ha establecido. La parte no sinterizada se coloca en un horno de sinterización y se enfría. El cigüeñal 280 sinterizado enfriado se maquina a las tolerancias finales. Las operaciones de maquinado pueden retinar el equilibrio impartido al eje quitando algo del material de contrapeso hasta que se logren las características deseadas. Pueden realizarse otras operaciones secundarias sin apartarse del alcance de la presente invención. Un cigüeñal 280 terminado resulta de la complementación de cualquier otra operación secundaria. Un cigüeñal 280 se muestra en la Figura 12 y en la Figura 13. El cigüeñal 280 comprende un cuerpo 281 del cigüeñal que tiene un primer extremo 282, un segundo extremo 284. Una pluralidad de separadores 298 y chumaceras 286, 288, 290 están dispuestos entre los primer y el segundo extremos 282, 284. El primer extremo 282 y el segundo extremo 284 cada uno incluyen una chumacera 286 de cojinete principal. Los separadores 298 separan una pluralidad de chumaceras 288 de cojinete y chumaceras 290 de perno de cigüeñal. El número de pistones en el motor dicta el número de chumaceras 288, 290, y espaciadores 298. Cada chumacera 286, 288, 290 forma una presión hidrodinámica con una superficie de cojinete o soporte respectiva al girar con una capa de aceite entre las superficies respectivas. La anchura del separadores 298 variará con base al espacio de otros componentes del motor, tal como el diámetro interno del cilindro del bloque. Los extremos 282, 284, la chumaceras 290 de perno de cigüeñal, y las chumaceras 286, 288 de cojinete están comprendidos del segundo material, tal como el acero. Los separadores 298 también están parcialmente comprendidos del primer material. Los separadores 298 pueden incluir una porción 292 del material de contrapeso comprendido del primer material. El primer material es ventajosamente más pesado (más denso) que el segundo material para proporcionar un contrapeso en el eje. El primer material puede ser el tungsteno. Aquéllos de habilidad en la técnica reconocerán que pueden usarse diferentes materiales de densidades variables sin apartarse del alcance de la presente invención. La porción 292 del material de contrapeso se localiza ventajosamente opuesta a la chumacera 290 de perno de cigüeñal respectiva para compensar momentos que pueden de otra manera generarse. Tal porción 292 de material de compensación permite al eje 294 rotatorio tener el mismo eje que el eje 296 de equilibrio. La porción 292 de contrapeso puede afinarse mediante el maquinado para lograr una característica de equilibrio deseada. Aquéllos de experiencia en la técnica reconocerán que el material de contrapeso puede proporcionarse a otras porciones del eje, tal como las chumaceras, de manera separada o en lugar de los separadores, sin apartarse del alcance de la presente invención. La Figura 14 representa un aparato alternativo para formar una parte no sinterizada de acuerdo con el método de la Figura 6. El aparato de zapata de acuerdo con esta modalidad comprende un recipiente 222 sencillo. El recipiente 222 comprende paredes laterales 223 y un divisor 224 central. Las paredes laterales 223 y el divisor 224 central definen una primera sección o cámara 226 y una segunda sección o cámara 228. La primera sección 226 recibe un primer polvo de metal de una primera tolva 230 y la segunda sección 228 recibe un segundo polvo de metal de un segunda tolva 232. Una primera salida 234 de polvo se proporciona a la primera cámara 226 y una segunda salida 226 de polvo se proporciona a la segunda cámara 228. En operación, el primer y segundo polvos 200, 202 pueden proporcionarse a la cavidad de estampado al mismo tiempo. La salidas 234, 236 de polvo respectivas se localizan y dimensiona para promover el relleno de la cavidad 238 con el primer y segundo polvos en sus ubicaciones deseadas antes del estampado. Alternativamente, el pistón 240 puede mover el recipiente 222 en una dirección lineal para colocar una respectiva primer 234 o segunda 236 salidas sobre una porción de la cavidad 238 de estampado antes de llenarla con un polvo 200, 202, de metal respectivo. Como una alternativa adicional, las salidas 234, 236, de polvo pueden abrirse y cerrarse de manera selectiva para crear los gradientes de densidad en la parte o para colocar también un primer material 200 dentro del segundo material 202. Adicionalmente, una combinación de las alternativas anteriores puede emplearse como parte de la misma operación de formación. La Figura 15 muestra otra modalidad alternativa de la parte no sinterizada formando (zapata) el aparato 250. Esta modalidad comprende de nuevo un solo recipiente 252. El recipiente comprende el primer divisor 256 y segundo divisor 254 para definir una primera cámara o sección 258, una segunda cámara 260, y una tercera cámara 262. Cada cámara 258, 260, y 262 reciben una respectiva primer 264, segunda 266, o tercera 268 salida de polvo y está en comunicación con una respectivo primera 270, segunda 272, o tercera 274 tolva. Aquéllos de habilidad en la técnica apreciarán que la presente invención puede practicarse con más de tres cámaras sin apartarse del alcance de la presente invención. Por otra parte, una sola tolva puede estar en comunicación con dos o más cámaras. El uso de tres cámaras 258, 260, y 262 permite a un primero de dos polvos diferentes ser introducido simultáneamente a la cavidad 276 de estampado en dos lugares. Alternativamente, las tres cámaras 258, 260, y 262 permiten que tres polvos de densidad diferente se introduzcan a la cavidad 276 de estampado como parte de una sola operación de formación. La modalidad de la Figura 15 se opera substancialmente de la misma manera como se establece anteriormente para la modalidad de dos cámaras.
El proceso anterior se realiza para proporcionar un componente con características disimilares en las ubicaciones discretas en la parte. Por ejemplo, el cigüeñal para un motor de combustión interna, puede proporcionarse con pesos de equilibrio discretos por medio de la operación de formación. El método proporciona un cigüeñal que se puede equilibrar con masa y costo de maquinado menores. Este método para fabricar un cigüeñal proporciona la habilidad de minimizar el tamaño del cigüeñal. Otras ventajas incluyen minimizar los pasos de fabricación, costo, tiempo, labor, y complejidad, y minimizar el desplazamiento entre el eje de rotación y el eje de equilibrio . Aunque la presente invención se ha descrito con referencia a las modalidades anteriores, aquellos experimentados en la técnica reconocerán que pueden hacerse cambios en la forma y detalle sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Las modalidades descritas serán consideradas en todos los aspectos sólo como ilustrativas y no restrictivas. El alcance de la invención, por consiguiente, se indica por las reivindicaciones añadidas en lugar de por la descripción anterior.

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un aparato caracterizado porque comprende: un cigüeñal no homogéneo formado de manera unitaria en un proceso de metalurgia del polvo, en donde el cigüeñal tiene un cuerpo del cigüeñal, en donde el cuerpo del cigüeñal tiene un primer extremo y un segundo extremo, y una pluralidad de separadores y chumaceras dispuestas entre el primer extremo y el segundo extremo, en donde el cuerpo del cigüeñal se forma de un primer material que tiene una densidad conocida, y en donde el cigüeñal tiene al menos un contrapeso que tiene un segundo material de densidad diferente que el primer material y está formado de manera integral con el primer material .
  2. 2. El aparato de la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo material es de densidad mayor que el primer material .
  3. 3. Un cigüeñal caracterizado porque comprende una estructura no homogénea formada de manera unitaria en un proceso de metalurgia de polvo con por lo menos dos constituyentes metálicos diferentes que proporcionan características disímiles a las ubicaciones discretas de la estructura .
  4. 4. El cigüeñal de la reivindicación 3, caracterizado porque un primero de al menos dos constituyentes metálicos diferentes forman por lo menos parcialmente por lo menos un contrapeso .
  5. 5. El cigüeñal de la reivindicación 4, caracterizado porque el primero de al menos dos constituyentes metálicos diferentes es un material relativamente más denso.
  6. 6. El cigüeñal de la reivindicación 4, caracterizado porque un segundo de al menos dos constituyentes metálicos diferentes que forman la estructura del cigüeñal tiene un cuerpo del cigüeñal, el cuerpo del cigüeñal que tiene el primer y segundos extremo del cigüeñal y una pluralidad de separadores y chumaceras dispuestas entre el primer y el segundo extremo, el segundo de al menos dos constituyentes metálicos diferentes es un material relativamente menos denso.
  7. 7. Un método para formar un cigüeñal, caracterizado porque comprende ejecutar un proceso de metalurgia de polvo en al menos dos constituyentes metálicos diferentes para definir una estructura de cigüeñal no homogénea.
  8. 8. El método de la reivindicación 7, caracterizado porque comprende además el paso de proporcionar características disímiles a las ubicaciones discretas de la estructura mediante disposiciones relativas selectivas de al menos dos constituyentes metálicos diferentes.
  9. 9. El método de la reivindicación 7, caracterizado porque comprende además el paso de formar al menos un contrapeso desde un primero de al menos dos constituyentes metálicos diferentes .
  10. 10. El método de la reivindicación 9, caracterizado porque comprende además el paso de formar el primero de al menos dos constituyentes metálicos diferentes de un material relativamente denso.
  11. 11. El método de la reivindicación 9, caracterizado porque comprende además el paso de formar la estructura de apoyo del cigüeñal que tiene un cuerpo del cigüeñal, en donde el cuerpo del cigüeñal tiene un primer extremo y un segundo extremo, y una pluralidad de separadores y chumaceras dispuestas entre el primer extremo y el segundo extremo, y en donde el cuerpo del cigüeñal se forma de al menos un segundo de al menos dos constituyentes metálicos diferentes.
  12. 12. El método de la reivindicación 7, caracterizado porque comprende además los pasos de: llenar una primera porción de un molde con un primer polvo de metal; llenar una segunda porción del molde con un segundo metal ; aplicar presión al polvo de metal en el molde; y sinterizar el polvo de metal en el molde. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un cigüeñal (280) que tiene una estructura no homogénea se forma unitariamente en un proceso de metalurgia de polvo con al menos dos constituyentes (32) metálicos diferentes que proporcionan características disimilares en localizaciones discretas de la estructura. 1/9 FIG. 1 -TÉCNICA ANTERIOR-
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