TW200817158A - A method for making a pressed part with separations or voids - Google Patents

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200817158 九、發明說明： 【♦明所屬之技術領域】 本發明係關於由粉太蘇 田％末獲传之模製零件。更特定言之，本 發明係關於一種用於ώ本、 ,, 、 π末、、且a物獲得模製零件及將間隔 或工隙（或忒兩者）置於該模製零件中之方法。 【先前技術】 使用諸如壓縮模製之4八古 稞i之如末模製技術，可製造諸如 活塞環之機械零件及機妯 Ο
iJ 栻械組件零件可模製粉末可由諸如 孟屬、陶瓷或聚合物之材料製備。 溶點或軟化點之聚合物不易流動，且因此通 :::不可注入模製。通常，粉末模製技術為由該等聚合 物製造成形零件之勤;古、土 較佳方法。然而，因非熔融粉末通常並 不如可炫融或熱塑性聚合物般易於流動及使自身分布於模 具中，故諸如良好間隔或較寬間隙之特徵可能難以模製於 零件中。需要間隔之零件之實例可為密封環，並中間允 許該環被打開且置於機械軸上，或允許熱膨脹。下文:， 術語"間隔”、，，間隙，，及”接點，，可互換使用。 、在機械零件及機械組件之製造中，高溫樹脂正曰益地替 代金屬。結果，已實現用於機械零件及機械組件之製造成 ^及更換成本的顯著減少。為替代在機械零件及機械組件 、、田之金屬，高溫樹脂應具有對機械磨損、表面應力及極端 =條件之南抗性。此外，高溫樹脂之效能特性應等同於 或超過被替代之金屬的效能特性。 由於聚醯亞胺之機械強度、尺寸穩定性、熱穩定性、化 121871.doc 200817158 學穩定性、阻燃性及介電性質，聚醯亞胺為尤其較佳之高 溫樹脂。聚醯亞胺（諸如在1965年4月2〇日頒予Edw訂心之 美國專利第3，179,614號中描述之聚醯亞胺）可用於多種商 業應用中。此等聚合物在應力下及在高溫下之效能特性使 其適用作套管、密封件、f絕緣體、絕熱體、壓縮機葉片 及葉輪、活塞及活塞環、齒輪、螺紋導件、凸輪、制動襯 面及離合器面。
U 適於使用之聚合物之理想群組為在高溫下維持理想機械 性質之彼等聚合物。然而，在此群組中之聚合物通常在非 吊同的/皿度下熔融或在不熔融之情況下分解。此外，該等 聚合物在熔融相中之黏度極高。因此，此等聚合物視為難 處理的(亦即，非熔融可處理的）。因此，使此等聚合物形 :為成形物品在最佳情況下較昂#，且在許多情況下難以 牛例而σ，由己二胺及對苯二酸製得之耐綸（nyl〇n) 展現極佳&溫度性M旦因其在達到結晶熔融溫度之前分 苹故…、法被溶系方或模製。類似地，無法溶融處理許多其 :貫質上之芳族聚合物(諸如由苯均四酸酐及芳族二胺製 付之聚亞月女）。粉末處理及燒結技術已用於將該等難處 理聚合物處理為可用礼 ”、用物°口。因此，在本申請案之上下文 中’ ’’非炫融可處理”係指具有至少霄之 (，，Tm”）（在具有可辨别卜 ^ 辨另i 點之樹脂顆粒之情況下）或不且 可辨別熔點但在高读5 。 、 達至父260 C之溫度下係穩定的樹脂顆 已由多種材料（最通常 由諸如鑄鐵之金屬及多種聚合物） 121871.doc 200817158 製造密封環。已發現具有良 降低之她…人 質、低摩擦係數及 置於、、…广5物尤其適用於密封環應用中。因環係 、，土或機械軸上，且環材料通常無彈性， 間隔置於璟φ 朽、仓、工皆上 艾义/貝將一 軸之以二進活塞或機械軸之應用及自活塞或機械 於機亦允許密封環之熱膨脹及收縮。密封環用 置中以在機械軸（或桿）與孔之間產生 Ο
D 、自㈣㈣動力轉向川。密封環通 桿)之::：狀：可安裝於位於圓柱形外殼内之機械軸(或 =另槽上。密封環之功能通常為控制流體自環之 糾内^ 漏，同時允許機械轴（或桿）在圓柱形外 脹或收縮(例如，在脹或收縮而膨 纟栈械軸之熱膨脹或收縮期間發生）。已 等:點大二!Γ可組態之該等可膨服密封環的接點’且該 寺接點大體上為在環之功能 m工 之力月匕要求與可承受能力之間的折衷 之末端之2有設計中’當在外殼中操作時，最小化在環 ::之間的開口間隔係較佳的。用於密封 用1=包括對接，及搭接。此等密封環之-些應 在此等^中之自動變速器及動力轉向裝置。用於製備 裂處理。、㈣，的已知方法為直接成形、機械加工或破 導致之之機械加工為冗長及勞動密集的，從而 导致較而之零件制生 實際上自…。政外’當機械加工環後，材料 貫p不上自该核被移除，使得在 121871 .doc 200817158 半剛性環（諸如Ve . p辰）無法在機械軸上方拉伸以置於 在该機械軸上之授# 、 ^ 槽中。具有密封諸如傳動流體之流 篮之目的的環且古 A r /、有一尚壓側及一低壓側。適當固定於凹槽 Θ之衣應提供㈣，因此約束高壓流體自由地穿過環 壓側。但為了安妒主丨一 ^ 、半门】性壤，該環必須具有一間隔，以允 /衣拉伸（J衣之有效直徑的增加）以超過大機械轴直徑， 且允許，置於較小機械轴直徑之環形凹槽中。較佳環；隔
U 為允許％直徑回應於改變之環境條件而膨脹/收縮之環間 佳環間隔亦可在其操作之條件之整個範圍内保持恆 疋之松封能力。較佳環間隔為具有重疊區段 間隙環或嵌接環中)之環間隔。 “接 在頒予Berg之美國專利第3,72〇,418號中描述一種用於使 %破裂之方法，其中首先將，，凹口，，蝕刻或刻劃至環之外表 面中，且接著用重物敲擊凹口區域以產生破裂。頒予乂抓 Ryper等人之美國專利第5,988,649號揭示一種具有穿過密 封％厚度之破裂線以形成相對面之密封環。頒予Edw^ds 之U.s· 2005/01560 04揭示一種使用凹進凹穴替代支撐銷之 改良破裂裝置。 通吊藉由仍為冗長及勞動密集的且導致較高零件製造成 本的機械加工來產生具有空隙（諸如空腔、通道、腔室等） 之零件。 需要一種用於在模製處理期間於粉末模製零件中形成間 隔或空隙的方法。另外需要一種用於在粉末模製密封環中 形成間隔的有效方法 121871.doc 200817158 【發明内容】 本發明提供一種用於壓縮模製一粉狀金屬或粉狀樹脂以 產生一金屬或非金屬經加壓零件之方法，該經加壓零件具 有一在形成該零件時於壓製處理中預先確定之部分或完整 的間分隔間或空隙。此係藉由在以粉狀樹脂或粉狀金屬 真充之j、期間或之後，將一間隔物材料或空隙形成材料 插入-壓鑄模中而實現。將該間隔物材料或空隙形成材料
U 置於：在該模製零件中之間隔或空隙所要之位置處。在_ 較佳實施例中，該間隔物材料呈薄膜或薄片之形式。該間 隔物材料或空隙形成材料可在插入之前成形以對間心 隙給出多種幾何形狀。在對零件加壓之後，諸如紙之特定 _材料或空隙形成材料可藉由在一固化或燒結處理中 石反化為灰分來移除；諸如金屬之其他間隔物材料或空隙形 成材料可實體移除。 7 在-態樣中，本發明提供一種用於產生一在零件中具在 —或多個間隔之經加a零件的方法，該方法包含·· ⑷在-或多個步驟中以—粉狀模製材料填充— 附该填充之前、期間或之後’在該經加壓零件之—所要 鑄：：位置上=5戈多個地點處將-間隔物材料插入該壓 心·：自)在一模具中I縮粉狀模製材料以形成該經加麼 4 ’（d)自該模具移除該經加a零件·及⑷㈣ 零件移除該間隔物材料。 X、、二加£ 在另-態樣中’本發明提供—種用於產生—在交件中且 或多個空隙之經加愿零件的方法，該方法包含⑷： 12187I.doc 200817158 一或多個步驟中以一粉狀模製材料填充一壓鑄模；（b)在該 填充之前、期間或之後，在該經加壓零件中之一所要空隙 之一位置上之一或多個地點處將一空隙形成材料插入該壓 鑄模中；⑷在—模具中壓縮粉狀模製材料以形成該經加壓 零件；（d)自該模具移除該經加壓零件；.及（e)自該經加壓 零件移除該空隙形成材料。 【實施方式】 Ο
於本文中使用時，以下術語將具有以下意義： ⑷"壓縮模製”將意謂用力藉由單獨施加屋力$者同時或 依序施加熱量及壓力（藉此粉末經壓製以形成具有足以在 隨後處理步驟中維持形狀之高密度的成形物品)而由聚合 物粉末、非聚合物粉末或其混合物製備零件的任何方法 (包括直接成形及燒結、均衡模製、擠壓衝壓模製及/或— 般熟習此項技術者已知之其他方法）。 (b) ”直接成形”將意謂粉末在晶粒或模具中之壓縮以產生 未加工（green)或未固化之零件； ⑷"燒結"將意謂藉以加熱離散微粒以在不熔融之情況下 形成黏結團塊之處理； ⑷’’碳化"將意謂材料由於熱量而成為灰分之分解作用； ⑷"末端間隙"將意謂在零件之兩個相對端之間的 隔； ⑴’’接點"將意謂-或多個物品之零件接合之區域； 接m胃不具有末端之重疊之兩個末端的接合 (h)”搭接”將意謂具有階狀幾何形狀之重疊接合； 121871.doc -10- 200817158 ⑴”拔接，’將意謂在包含具有藉由成角、、、、 陷而形成之互補嚙合部分 …、對分或凹 合； 刀之互“端的零件中的線内接 ⑴”間隔物”將意謂引入至在 割物； …、之粉狀模製材料的分 隔物材料，，將意謂用於建構間隔物之物質。 本淼明提供一種用於有利地製 至少一空隙之經加愿零件的方^ :有至〉間隔及/或 期間引入間隔，且消除對1:/成:^ 機械加工或破裂處理）之需要。 驟（诸如 在一貫施例中，本發明^^ 半一心 為種用於壓縮模製粉末之方 / 較佳方法為在壓縮之前將間隔物材 入粉末填充麗鑄模中。在另—實施#ίφ才/(〇#如紙）插 ^ ^ ^ 力貫她例中，在填充空腔之 抑或在部分填充空腔之後、在填充空腔之後，將間隔 物材料（諸如金屬）插入壓鑄模中。 ， 在壓鈿模製及燒結之後’間隔物材料之組 :度：定間隔之形式。在插入穿過預填充壓鱗模之:： 二有足以控制間隔物材料之位置及形式之硬度的紙或 :材料係較佳的。在完成填充之前，該等間隔物材料亦 /Μ填充之空腔-起使用。紙或類似材料提供額外優 在兩燒結溫度下還原為碳’留下易於移除灰分之間隔 =域。可在壓縮之後移除其他間隔物材料（諸如金屬）。可 1位或可不定位間隔物材料以暴露間隔物材料之上端或下 虫而° 121871 .doc -11 - 200817158 以二！:知壓縮模製技術在模具中壓縮粉狀模製材料 使靜零件，且接著自模具移除粉狀模製材料。可 使用&、、，°來移除間隔物材料。 當未定位以暴露間隔物 ^ 最玖牛聰~丨， 何卄之上蝠及下端時，必須經由 結零件以—成„ κ /皮衣處理）來處理經加壓及燒 η j 使經加壓零件之1八/精由間早施加足以 環之情況下，使<目另彳刀移位（或在 隔。當間隔物提供穿、A f # }力末暴路間 除去此步驟。 -機向的凡整間隔時，可 本發明亦提供-種用於產生 件的方法。一籀爾认* ^二隙之經加壓零 ;產生在經加麼零件中 隙之該經加愿零件的方 有-或多個空 在一或多個步包含：以粉狀模製材料 ’丨口少鄉中填充壓鑄揲· 後，在該經加壓巾、Μ 、充之前、期間或之 i零件中之所要空 點處將空哼形# ϋ 14 /、 置上的一或多個地 製材料以形成$麵4广 在模具中壓縮粉狀模 件；及自該經加壓W 4具移除該經加屢零 空隙可…件移除該空隙形成材料。 隙了猎由空隙形成材料而形成， 薄片間隔物材料或空隙形成材料。舉例而使用薄膜或 或其他成形幾何形狀可❹在 e，官狀、柱狀 隙）而無需機械加工後 中W入孔洞（亦即，空 室之形式或具有多種形狀之其他形式=呈工腔、通道、腔 使冷卻流體能夠穿過零件。…通道可用於(例如） 、^成空隙之材料與用於形 I2l87l.doc 200817158 ^間隔之材料相同。空隙形成材料 自經加慶零件移除之彼等材料 ：：由… 力寸中可允許之容差而定。容差愈加嚴格，則愈 而要㊣度麵且^ Η於模製之1力㈣形之 成 材料。壓縮紙或硬紙板為用於該 叫 成材料。 等應用之兩種候選空隙形 Γ： ϋ 本务明^供一種用於產生且有 空隙之經加㈣件的方法。〃有^—_及至少— 去=1月之!法將允許一些零件藉由加虔直接形成，且除 "中之雄度梯度及對二次機械加工之需要。 二在用於形成間隔之-實施例中’在對零件進行加塵之 =有朿略地將薄膜材料引入至填充（或部分填充）空腔之 树脂粉末中。因可容易地且均勻地填充所有空隙，且薄膜 無需非常硬以’’切人”待有策略地置於所要位置中之樹脂， 故此為重要的。當麼縮樹脂以形成零件時，薄膜與樹脂一 流動”’從而允許在零件内（且料言之，在分割區域 )之非常均勻的密度。若薄膜應黏附至樹脂，則將藉由 在燒結處理中之分解而移除薄膜。因此，薄膜用作在樹月旨 知末中之實體分割物（諸如，處理晶粒或上模座之一部 分）’但薄膜係可撓的’且將在壓縮時與樹脂同形。當移 除時，薄臈在零件之區段之間留下非常小的間隙間隔，而 無需機械加工或破裂處理。間隔物材料可包含金屬、聚合 物紙、紙板、無機物或陶究。在經歷熱分解之薄膜材料 的情況下’薄膜並非為永久性的，且易於在高溫燒結處理 121871.doc -13 - 200817158 期間被移除。自空腔之開 仇夕办貝口1次在日日粒壁中有策略地定 牙，可手動或由機器人協助將薄膜插 地’一狹縫位於外㈣模壁中，薄膜穿過職 入至經填充空腔中。在一些情況下，在所要間隔 —#丨多個地點處插入間隔物材料可係有利的。 ::過空腔壁饋入間隔物材料時，上沖模及下沖模用作剪 刀波置以自連續饋入切割薄膜，從而為下一循環作準備。 Ο
CJ 在本發明中，間隔物材料並未錯定至模具。非錯定薄膜 間二物材料之性質使得薄膜在壓縮期間可屈服且與樹脂粉 f夕冑’攸而使粉狀樹脂在間隔物材料周圍流動且緊 岔填壓。結果’可達成較利用錨定間隔物品質更佳之較好 間隔。錨定間隔物係為模具之整體部分的間隔物，例：， 建置於模具中之金屬凸舌。錨定間隔物之缺點為難以達成 直至間隔物表面之緊密填壓。可能導致較差品質之間隔。 在模製處理期間，用於本發明之間隔物材料由於與流動且 壓縮之樹脂接觸而經受應力。視間隔物材料之類型而定， 此等應力可導致在圖i中沿間隔物之邊緣展示之輕微彎折 或不規則波狀圖案，圖丨展示在燒結之前的”未加工"零件 中之間隔物材料的邊緣。如圖2中所示，纟間隔物材料中 之不規則性在鄰近壓縮樹脂中壓印出對應圖案。零件之兩 個末^具有在將該等末端置於一起時精確"配合"" 〜回對的 互補圖案。 在密封環之情況下’成角度配合表面導致阻擋受壓液體 或氣體之流動且降低洩漏之曲折路徑。藉由vB、階狀及 121871.doc -14- 200817158 ^他空隙可達成類似效應。有可能藉由 度或V形間隙，但表面將為光滑的。藉 7成角 技術，可產生舨耖Λ T本； k擇a適之切割 中之精確配合表面。 為如在本發明 徑多Π:Γ隔物材料可用於在密封環中形成曲折路 干在二 些間隔物材料組態及所得間隔。圖1展 绫：：之前的經加壓ifl，其中成角度間隔物材料之邊 環1之頂部3及外側4上。圖2展示在燒結之後的 、:…W其中移除了間隔物材料且環1輕微打開以更 W，不間隔5。圖3展示在燒結之前的經加壓環6,其 中V形間隔物材料之邊緣7暴露於環6之頂部8及外側9上。 圖4展示在燒結之後的 # 其中移除了間隔物材 ’衣坐微打開以更清蜥地展示間隔10。圖5展示在燒社 之f的，加壓環11，其中水平薄片間隔物材料12之邊緣^ 1路於衣11之外側13上。薄片間隔物材料12之平面平行於 環頂部14的表面。在環之頂部14上之位置15處及在環 之底部上之位置16處刻劃環11之頂部表面及底部表面（或 使頂部表面及底部表面凹陷）。位置15直接在薄片間隔物 ^ 末螭之上且位置16直接在薄片間隔物材料12之 相對末端之下。圖6展示在燒結之後(其中移除了間隔物材 ； 且在刻痕軚§己或凹口處折斷環11以在此等位置處斷 開環及提供完整間隔17之後的圖5中之環u。環u展示為 輕微打開以更清晰地展示間隔17。 使用皮裂處理技術之間隔形成產生配合表面，但破裂處 121871.doc 200817158 =Γ 從而提供較配合之嵌接更短的流體
中^路徑。機械加工或破裂處理皆無法給出具有在本發明 =之精確配合表面的成角度重疊接點。機械加工可用 *供成角度接點，但表面並非如在本發明中般不規則。 2處理產生精確互補之接合表面，但破裂處理無法產生 /、有成角度之重疊幾何形狀之接點。本發明提供具有不規 則表面及重疊幾何形狀之成角度接點，其中接點之每一侧 與另-側精確互補。因提供㈣漏之額外保護，故在本發 月中提供之不規則或粗輪表面連同每一側精確互補為本發 明之優點。適於用作間隔物材料之材料包含聚合物、無機 物孟屬、陶竟、含纖維材料（諸如紙、紙板或布 合物。 適於在本發明中使用之模製材料包括粉狀材料（諸如複 5物玉屬及陶竞）。適用於本發明之金屬粉末可為熟習 此項技術者已知之在粉狀金屬技術中使用的金屬粉末。該 等金屬粉末可包括（但不限於）鐵、鋼、鋁、銅、黃銅、青 銅或錄。 多種聚合物適於在本發明中使用，且可包括（但不限 於I聚苯、聚醚砜、聚苯砜、聚苯硫醚、氧化聚苯硫 醚、聚醯亞胺硫醚（P〇lyimid〇thi〇ether)、聚乙二醯胺、聚 亞胺、聚磺醯胺、聚醯亞胺、聚磺醯亞胺、聚醯亞胺啶 (polyimidine)、聚吡唑、聚異噁唑、聚苯幷噁唑、聚苯幷 咪唑、聚噻唑、聚苯幷噻唑、聚噁二唑、聚三唑、聚三唑 啉、聚四唑、聚喹啉、聚蒽唑啉、聚吡嗪、聚喹喏啉、聚 121871.doc -16- 200817158 口I：嗓酮、聚唾唾_、聚三嗪、聚四嗓、聚嗟_、聚处酉同 (polypyrrone)、聚菲略琳（p〇iyphenanthroline)、聚碳酸石夕 烧及聚石夕氧烧、聚醢胺、聚醋、聚醚酮、聚驗鱗酮、聚鱗 酮酮（polyetherketoneketones)、聚醯胺醯亞胺 (polyamideimide)、聚醚醯亞胺、環氧聚合物、雙馬來醯 亞胺聚合物、酚系聚合物、呋喃聚合物、尿素基聚合物、 不飽和聚酯、環氧丙烯酸酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、乙歸 酉旨、三聚氰胺、耐綸聚合物、液態芳族聚醯胺、液態芳族 聚醋、聚丙烯、聚氯乙烯、聚合物上乙烯（vinyi时 polymer)及含氟聚合物（諸如聚四氟乙烯或全氟烷氧化物 (perfluoroalkoxy))、液晶聚合物（LCp)、胺基甲酸酯、乙稀 乙烯醇共聚物（ethylenevinylalcohol)、聚丙烯酸酯、聚甲 基丙烯酸甲醋、聚乙烯、氯化聚乙烯（chlorinated polyethylene)、聚縮醛、聚碳酸酯、乙烯_四氟乙烯共聚 物、接枝聚苯醚樹脂，抑或其混合物、共聚物或摻合物。 聚醯亞胺為一種較佳聚合物。 聚醯亞胺含有作為沿聚合物骨幹之主鏈之線性或雜環單 兀的特徵-CO-NR-CO-基團。聚醯亞胺可（例如）經由單體 (諸如有機四羧酸或對應之酐或其酯衍生物）與脂族或芳= 二胺之反應而獲得。 、 用於製備聚醯亞胺之聚醯亞胺前驅物為在加熱或化學處 里。亥聚醯亞胺前驅物時變為對應聚醯亞胺之有機聚人物 在如此侍到之聚醯亞胺之某些實施例中，約6〇至莫耳 百刀比，較佳約70莫耳百分比或7〇莫耳百分比以上，更佳 121871.doc -17- 200817158
的重複
其中為具有1至5個苯型不飽和環（具有6個碳原子）的四價 芳族基，四個羰基直接鍵結至在心基之苯環中的不同碳原 子，且每一對羰基鍵結至在心基之苯環中之相鄰碳原 且I為具有1至5個苯型不飽和環（具有碳分子）之二價芳族 基，兩個胺基直接鍵結至在I基之苯環中之不同碳原子。 較佳聚醯亞胺前驅物為芳族，且在被亞胺化時提供聚醯 亞胺’其中芳族化合物之苯環直接鍵結至醯亞胺基。一種 尤佳之聚醯亞胺前驅物包括具有（例如）由以下通式表示之 重複單元的聚醯胺酸，其中該聚醯胺酸可為均聚物或兩種 或兩種以上重複單元之共聚物：
其中R3為具有1至5個苯型不飽和環（具有6個碳原子）的四價 芳族基，四個羰基直接鍵結至在R3基之苯環中的不同碳原 子’且每一對獄基鍵結至在R3基之苯環中之相鄰碳原子· 121871.doc -18- 200817158 且R4為具有1至5個苯型不飽和環（具有碳分子）之二價芳族 基’兩個胺基直接鍵結至在R4基之苯環中之不同碳原子。 具有由以上通式表示之重複單元之聚醯胺酸的典型實例 為自苯四甲酸二酐（，，PMDA，，）與二胺基二苯醚（”〇dA，，），以 及自3,3’，4,4’-聯二鄰苯二甲酸二酐（，，BPDA·’）與〇DA獲得之 聚醯胺酸。當經受閉環時，前者變為聚（4,4ι_氧基二聯苯 基均苯四醯亞胺），且後者變為聚（4,4，_氧基二聯苯基— 3,3’，4,4’-聯苯四羧基醯亞胺）（p〇ly(4,4，_〇xydipheny][ene_ 3,3’，4,4’-biphenyltetracarboxy imide)。 由溶液亞胺化處理製備之聚醯亞胺之典型實例為硬的芳 族聚醯亞胺組合物，該聚醯亞胺組合物具有複現單元：
其中L為大於60至約85莫耳百分比之對苯二胺（"ppD，，） 單元及約15至小於40莫耳百分比之間苯二胺（"MpD”）單 元0 於 羧 較佳用於本發明之實踐之四羧酸，或可藉以製備適用 本發明之實踐之衍生物之四羧酸為具有以下通式之四 酸： 121871.doc -19- 200817158
其中Α為四價有機基團，且R6SR9包括性地包含氫或低碳 烧基，且較佳為曱基、乙基或丙基。四價有機基團A較佳 具有以下結構中之一者： Ο 〇 〇 其中X包含 CF3 -c- 0-、-S-、-S〇2-、-CH〗-、-CH2CH2- -c- 及 中之至少一者。 作為芳族四羧酸組份，可存在所提及之芳族四羧酸、其 酸酐、其鹽及其酯。芳族四羧酸之實例包括3,3’，4,4’-聯苯 四羧酸、2,3,3’，4’-聯苯四羧酸、苯均四酸、3,3’，4,4’-二苯 121871.doc -20- 200817158 甲酮四羧酸、2,2-替π 4 - ，-一竣基苯基）丙烷、雙（3,4-二羧基 本土）甲坑、雙（3，4-二緩美贫| 土本基）醚、雙（3,4-二羧基苯基）硫 醚、雙（3,4-二竣臬芏装 “丄 基本基）軌氫、2,2-雙（3，，4，-二幾基苯基） 八氟代丙烷、2,2-雙『4-n /1 _、/ ，-一竣基苯氧基）苯基]丙烷二酐 及雙（3,4-二羧基苯基）碾。
此等方無四羧酸可單獨或組合使用。較佳的為芳族四羧 酐’且尤佳為3,3，，4,4、聯二鄰苯二甲酸二酐、苯四甲 酉夂一酐、3’3，4,4、二苯甲g同四羧酸二酐及其混合物。 、為有機芳知_胺，較佳使用自身已為此項技術所知之 或多種芳族及/或雜環二胺。該等芳族二胺可由結構 ίο NH2表示’其中為芳族基團，該芳族基團含有 至夕16個碳原子’且視情況可在環中含有至多—個雜原 子ϋ亥雜原子包含-N-、_〇_或_s…本文亦包括彼等 基，其中R10為二聯苯基或二苯基曱烷基。該等二胺之代 表物為2,6-二胺基吡啶' 3,5_二胺基吡啶、間伸苯基二 月女對伸笨基一胺、p，p’ -亞甲基二苯胺、2,6-二胺基曱苯 及2,4-二胺基甲苯。 芳族二胺組份之其他實例（僅為說明性的）包括：苯二胺 (諸如丨，4·二胺基苯、1，3-二胺基苯及1，2-二胺基苯）；二苯 (硫基）鱗二胺（諸如4,4，-二胺基二苯基醚、3,4，-二胺基二笨 基峻 3,3 胺基二苯基_及七4’_二胺基二苯基硫鱗）；二 苯甲1同二胺（諸如3,3，-二胺基二苯甲酮及4,4，-二胺基二苯曱 酉同）’聯本碟化氫二胺（diphenylphosphine diamine)(諸如 3，3、二胺基聯苯磷化氫及4,4，-二胺基聯苯磷化氫）；聯苯伸 121871.doc -21 - 200817158 烷基二胺（諸如3，3’-二胺基聯苯甲烷、4,4，_二胺基聯苯曱 烷、3,3’-二胺基聯苯丙烷及4,4’-二胺基聯苯丙烷）；二苯硫 醚二胺（諸如3,3’-二胺基聯二硫醚及4,4，_二胺基二苯硫 醚）；聯苯礙二胺（諸如3，3’-二胺基聯苯;g風及4，4，-二胺基聯 苯石風）；及聯苯胺（諸如聯苯胺及3，3二曱基聯苯胺）。 其他適用之二胺具有含有至少一個非雜原子之芳環，或 由官能基橋接之至少兩個芳環。
U 此等芳族二胺可單獨或組合使用。較佳用作芳族二胺組 份的為M-二胺基苯、L3-二胺基苯、4,4，-二胺基二苯基醚 及其混合物。 多種填充劑及添加劑可與本發明之聚合物粉末組合使 用。此等填充劑及添加劑可包括（但不限於）：玻璃纖維、 陶变纖維、硼纖維、玻璃珠粒、鬚晶、金剛石粉末、氧化 銘或矽石、天然雲母、合成雲母、氧化銘、碳黑、銀粉 末、銅粉末、鋁粉末、鎳粉末、芳族聚醯胺纖維、金屬纖 維、陶瓷纖維、鬚晶、碳化矽、氧化矽、氧化鋁、鎂粉 末、鈦粉末、短切碳纖維、礙塵碳纖維、石墨、含氣精細 粉末、層狀石夕酸鹽、高嶺石、白雲母、滑石、含氣聚合 物、二硫化銦、氧化辞、碳化鶴、聚石夕氧、碳黑、顆粒狀 聚酿亞胺、氮化硼、芳族聚醯胺、鈦酸鉀、鈦酸鋇及聚四 既乙烯（PTFE)及其組合。 可在多種溫度及壓力你杜 莖力條件下杈製本發明之粉末。通常， 二、才、製叙末且獲得本發明彳紫 每平方英彻… 可早獨使用，或與 牛面表面約15,000石旁至約12〇，_碎範圍内之 121871.doc -22- 200817158 溫度。保持時間 模製條件下之時 至約5天改變。 壓力組合使用約5〇〇〇F至約3200°F之燒結 (亦即，將粉末保持於合適之溫度及壓力 間）可視處理條件或其他變數而自約1分鐘 習知模製設備可用於將粉末加壓為本發明之零件。可在 合適情況下使用手動及/或自動程序。 實例
具有4英对外徑及0.15英对厚度之若干環係使用㈣ PowderMate®水壓機及成套工具，由聚醢亞胺樹脂粉末模 製而成。用《亞胺樹脂填m且使關子或尖嘴甜 將預切割紙分割物插入樹脂填充空腔中。使用0 003英吋 (〇.〇7叫厚之印表機紙及更硬之〇〇11英忖（θα _厚）之 索引卡片紙。將分割物預切割為環壁厚度之寬度⑽減叫 及足以能夠使-端接觸下㈣且允許另—相對端恰達到填 充空腔之頂部的長度(在慮及用於形成接點幾何形狀之彎 曲的情況下）。最簡單技術及所製造的第一環使用以怪定
角度插入樹脂填充空腔中之〇 n 二/ A 之0·_央对（〇·()7 _)厚印表機 紙之平直分割物（無彎曲）。并 J此可在壓縮中形成類似於在圖2 中展示之起皺斜分割。由於έ + Α π、，、氏之不硬性質，故起皺效應係 來自於紙張之壓縮。 使用插入分割物之幾何形狀之變體產生額外環，以演示 形成較上述斜分割更複彳I t " 又複雜之裱末端接點的能力。較重、f 硬之0.011英吋（0·27 mm)厚 又 勺索引卡片紙亦用於確定起皺 之程度是否由硬度所控制。 _lf ^ 特別地測試用於間隔物材料之 Z及’’V”組態。當插入此等 寺、、且怨時，需要在空腔中對樹脂 121871.doc 200817158 進行一些手動移位以插 ^ 要者使樹脂恢復在分 D"勿周圍之填充。接著用標準壓製力壓縮樹脂， 且 有標準壓製密度且符合尺寸規袼之環。 y /、 在燒結之後及在冷卻時，藉由輕拉及扭轉運動易於分離 加壓分割物處之環末端。環末端展現彼此精確套合之互t 突起及凹座。使用其他已知方法益 π ? 複雜形狀。 去達成所形成之銳度及 〇
J 作為-種形成階狀間隙環之替代方法，藉由使用水 =;=位於環壁中間之中央間隔(其中分割材料 暴路於…表面及外表面上)來製造額外環。在圖5中展 不水平間隔物材料組態。 藉由以下步料行此㈣之產生：將下沖模降低至 填充位置；使饋料板向前以填充一半位置之空腔，·使饋料 板返回至儲料（尾）位置；將下沖模降低至完全填充位置. 在樹脂上水平置放由預切割0·003英佩07 _)厚之紙組 成之間隔物材料；使饋料板、^ ^ 70成填充處理，·使 =板返回至儲料位置；降低上沖模以I縮模製該環及使 零件脫模。 +久從 =由在耗氧燒結循環中之高熱量而碳化纖維素紙產物 刀D|J物之標準條件下，對所有環進行燒結。 广圖5中所示，在環之面上刻劃具有水平間隔物材料之 標記確保斷開將發生於所要末端及側上。使用轴 二Γ:在刻痕？記處折斷環以產生組合分離技術與破 乂 π之P白狀間隙環。階狀之長度自約〇·3英忖⑽cm)至 12I871.doc -24- 200817158 約3·5英吋（10 cm)而改變。 因此，小於1 mm厚且小於〇·ι mm厚之紙產生較佳 隔。 自動織帶饋料系統可經設計及製造至加壓機中，且更特 疋σ之，穿過晶粒壁以將分割材料自動插入樹脂填充空腔 中。此處理不僅使技術自動化，而且將提供具有可預測= 、之貝較佳之幾何形狀。其他技術亦可用於使處理自動
、亦可針對硬度與厚度及最小化殘餘灰分來最佳化分割 材料。對階狀間隙環而t，刻劃環表面將由在上沖模面及 下沖模面上之凸條來完成。 【圖式簡單說明】 其中暴露成角度間隔 圖1展示在燒結之前的經加壓環 物材料之邊緣。 其中移除了間隔物材 〇 中暴露V形間隔物材 圖2展示在燒結之後的圖丨中之環， 料且環輕微打開以更清晰地展示間隔 圖3展示在燒結之前的經加壓環，其 料之邊緣。 圖4展示在燒結之後的圖3中之環，其中移除了 B 埋 人·., · 4 料且環輕微打開以更清晰地展示間隔 Γ=展不在燒結之前的經加壓環，*中暴露水平薄片間 :料之邊緣且刻痕在頂部表面及底部表面上。 #二二在粍結之後(其中移除了間隔物材料)，且在刻 痕^^己處折斷環以在 後的圖5中之環。 置處斷開環及提供完整間隔之 121871.doc -25- 200817158
【主要元件符號說明】 1 經加壓環 2 邊緣 3 頂部 4 外側 5 間隔 6 經加壓環 7 邊緣 8 頂部 9 外側 10 間隔 11 經加壓環 12 薄片間隔物材料 13 邊緣/外側 14 頂部 15 位置 16 位置 17 間隔 121871.doc -26-

Claims (1)

  1. 200817158 十、申請專利範圍： 於產生在經加壓零件中具有一或多個間隔之該紗 加壓零件之方法，該方法包含： (a) 在—或多個步驟中以粉狀模製材料填充一壓鑄模· (b) 在該填充之前、期間或之後，在該經加壓零件之所 要間隔之位置上之一或多個地點處將間隔物材料插 入該壓鑄模中； ⑷在—模具中壓縮該粉狀模M材料以形成該經 件； 芩 (d) 自該模具移除該經加壓零件；及 (e) 自該經加壓零件移除該間隔物材料。 2·如明求項丨之方法，其中該間隔物材料.呈薄膜 形式。 之 3·如明求項1之方法’其中該間隔物材料呈管狀或柱狀之 形式。 U 4. 如請求項！之方法，其中該粉狀模製材料包含—選自由 粉狀金屬、粉狀聚合物及粉狀陶究組成之群組中之材 料。 5. 如請求項4之方法，其中該粉狀模製材料包含一含有填 充劑及添加劑之粉狀聚合物。 、 6. 如請求項4之方法，其中該粉狀模製材料包含一包含粉 狀聚醯亞胺之粉狀聚合物0 刀 7. 如請求項2或3之方法，其中該間隔物材料包含聚合物、 無機物、金屬、陶瓷或纖維材料。 口 121871.doc 200817158 δ· ::=4之方法’其中該間隔物材料包含纖維材料， 義、准材料包含紙、紙板或布。 件項1之方法，其中燒結步驟係、用於自該經加壓愛 件私除該間隔物材料。 7 其中該間隔物材料為平坦、¥形、曲 10·如請求項8之方法 線形或褶皺形。 其中該間隔物材料具有一小於或等 其中該間隔物材料具有一小於或等 其中該經加壓零件係使用壓縮模製 i 11.如請求項2之方法 於1 ·〇 mm之厚度。 12 ·如晴求項9之方法 於〇· 1 mm之厚度。 13·如請求項1之方法 而形成。 月求項1之方法，其中在該零件中之該間隔處的相對 :具有-粗糙、不規則表面’其中一端與另一端互補， 藉此提供一配合表面。 15. —種密封環，其係主 T便用如印求項1之方法所產生。 1 6 ·如睛求項1 $之密封j罗，甘士 衣 /、中该逸、封環包含聚醯亞胺聚合 物。 17· —種用於產生在經加 &零件中具有一或多個空隙之該經 加壓零件之方法，該方法包含： ⑷在—或多個步驟中以粉狀模製材料填充-壓鑄模； (b)在該填充之前、期間或之後，在該經加壓零件中之 所要空隙之位置上夕_斗、& K 一或多個地點處將空隙形成材 料插入該壓矯模中； 121871.doc 200817158 (〇在一模具中壓縮該粉狀模製材料 件· 1 Α彤成该經加壓零 (d) 自该模具移除該經加壓零件，·及 (e) 自该經加壓零件移除該空隙形成材料。 i 8.如請求項〗7之方法， 填充之針r亥二“成材料之插入係在該 具兄之别或期間發生。 1 9.如請求項】7士、+ , 、 / ’，、中該空隙形成材料係夢由 Ο 隙形成材料碳化為方八品占 了十係精由將该空 為火刀，而自該經加壓 2〇·如請求項17之方 π仵移除。 亞胺。 ^ μ々狀模製材料包含粉狀聚醯 或多個空隙之經加壓零件使用如 方法而產生，其係使用如請求項17之方法而產生的、。
    121871.doc
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