TW201347875A - 利用真空及高壓的微封孔方法 - Google Patents

Abstract

一種利用真空及高壓的微封孔方法，包含下列步驟：先將一個表面具有數個孔隙的孔隙物放入一個封孔裝置的一個腔體內，接著將該腔體抽真空，然後將一封孔材料送入該腔體內，最後增加該封孔材料的壓力，迫使該封孔材料填入該孔隙物的孔隙中。藉由將該腔體抽真空來移除該孔隙物之孔隙內的氣體，使得封孔材料不會被氣體阻礙而能順利地填入孔隙中，因而具有較佳的封孔效果。藉此讓原本應該要被丟掉、淘汰，或者要被重新再鑄造的不良品變得可供使用，不僅能減少資源浪費，還能降低製造成本。

Description

利用真空及高壓的微封孔方法

本發明是有關於一種封孔方法，特別是指一種利用真空及高壓的微封孔方法。

一般機械產業中，通常藉由鑄造(casting)、粉末冶金(powder metallurgy)等加工技術來製作機械的零組件。所謂的鑄造技術，就是先將金屬原料加熱並使其熔化，接著將熔融的金屬熔液澆注於特定形狀的鑄模中，待其冷卻凝固後即成為一個具有特定形狀的鑄造件。多數的金屬零組件會選擇以鑄造做為第一道加工步驟，是因為鑄造技術可製造出形狀複雜或者體積較大、重量較重的鑄造物，並且能大量生產進而具有較高的生產效率。

然而在鑄造的過程中往往因為澆注溫度、澆注速度等參數難以準確地控制，進而容易製造出表面具有裂痕、氣孔、凹陷、孔隙或裂縫等缺陷的鑄造物，故常常必須淘汰大量的不良品，造成資源虛耗而增加製造成本。

另一方面，粉末冶金是以金屬粉末為原料，並經過壓縮成型和燒結等工序來製造各種成品。由於粉末冶金技術能直接將原料製成最終尺寸的成品，故材料利用率高而可減少後續的機械切削等加工對材料的消耗，進而適合用來製造單一形狀且數量龐大的製品，並能降低產品的成本。然而，粉末冶金的成品同樣也容易產生孔隙。

由於鑄造與粉末冶金技術都能快速且大量地生產，但 僅因為表面上的孔隙等缺陷，而必須將鑄造物或者粉末冶金的部分成品淘汰丟棄，實在可惜。除此之外，一般業界用來接合兩個金屬物件的焊接方法，也容易在焊道之表面留下氣孔、龜裂等缺陷。為了減少資源浪費並降低製造成本，有些業者會使用電鍍的方式，將鋅鍍覆在所述粉末冶金的成品或者鑄造物之表面，藉此封閉表面的孔隙。但僅是單純利用電鍍的封孔方式，實際上並不理想，因為存在於孔隙中的氣體會阻礙並使鍍膜無法於孔隙內生成，使封孔效果不佳，故習知封孔方法效果較差。

因此，本發明之目的，即在提供一種封孔效果較佳而能減少資源浪費與降低製造成本的利用真空及高壓的微封孔方法。

於是，本發明利用真空及高壓的微封孔方法，包含：步驟A：將一個表面具有數個孔隙的孔隙物放入一個封孔裝置的一個腔體內；步驟B：將該腔體抽真空；步驟C：將一封孔材料送入該腔體內；及步驟D：增加該封孔材料的壓力，迫使該封孔材料填入該孔隙物的孔隙中。

本發明的有益功效在於：藉由在步驟B中將該腔體抽真空，來移除該孔隙物之孔隙內的氣體，配合步驟D的加壓過程，讓封孔材料能順利地填入所述孔隙中而不會被氣體阻礙，因而具有較佳的封孔效果。藉此讓原本應該要被 丟掉、淘汰，或者要被重新再鑄造的不良品變得可供使用，不僅能減少資源浪費，還能降低製造成本。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之二個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1、2、3，本發明利用真空及高壓的微封孔方法之第一較佳實施例，是藉由一個封孔裝置1與一封孔材料的配合，來密封一個孔隙物2之表面的數個圖未示出的孔隙。在實施上，該孔隙物2可以為鑄造物、陶瓷、粉末冶金之燒結物，或者其他表面本身就具有孔隙的材料。

在本較佳實施例中，該封孔裝置1包括一個界定出一個容裝腔室12的腔體11，以及一個設置在該腔體11上並可開啟地封閉該容裝腔室12之一開口的腔蓋13。該腔體11具有與該容裝腔室12連通的一個送料口14、一個排料口15，以及一個抽氣口16。該封孔裝置1藉由一個送料機構101將封孔材料經由該送料口14送入該容裝腔室12內，並藉由一個排料機構102將封孔材料經由該排料口15排出該容裝腔室12外，此外，該封孔裝置1還可藉由一個抽氣機構103將氣體經由該抽氣口16抽出該容裝腔室12外。

其中，在該送料口14、該排料口15與該抽氣口16分別安裝有數個圖中未顯示的閥門，藉此分別控制該送料口 14、該排料口15及該抽氣口16與該容裝腔室12的連通與否。由於所述閥門如何被驅動而開合、該送料機構101如何被驅動而送料、該排料機構102如何被驅動而排料，以及該抽氣機構103如何被驅動而抽氣皆非本發明改良之重點，不再詳述。

本實施例之封孔方法，依序包含下列步驟：

步驟91：將該封孔裝置1的腔蓋13打開，並將該孔隙物2放入該腔體11的容裝腔室12內，然後將該腔蓋13蓋設在該腔體11上並封閉該容裝腔室12之開口。

步驟92：驅動該抽氣機構103，並將存在於該容裝腔室12內的氣體經由該抽氣口16抽出，在此同時，該送料口14及該排料口15皆不與該容裝腔室12連通。將該容裝腔室12抽真空之目的在於，移除該孔隙物2表面的孔隙內的氣體，以利於封孔材料流入孔隙中。在本實施例中，當該腔體11之容裝腔室12的氣壓值為10^-1~10^-5 torr時，即可進行下一步驟。

步驟93：驅動該送料機構101，並將封孔材料經由該送料口14送入該腔體11之容裝腔室12內。在此同時，該抽氣口16及該排料口15皆不與該容裝腔室12連通。

步驟94：當封孔材料填滿該腔體11之容裝腔室12後，繼續將封孔材料朝該容裝腔室12移送，也就是說在該容裝腔室12的容積不變的狀況下，藉由容置在該送料機構101內的封孔材料，來推擠並增加容置在該容裝腔室12內之封孔材料的壓力，迫使封孔材料填入該孔隙物2的孔隙 中。需要說明的是，在步驟92時已先將該孔隙物2的孔隙內的氣體移除，再配合步驟94的加壓封料動作，可以讓封孔材料確實地填入且附著於該孔隙物2的孔隙中，而達到封孔目的。在本實施例中，該封孔材料的壓力值為50~6000 bar，即有足夠的壓力使封孔材料確實地填入孔隙中，並產生良好的封孔效果。

步驟95：驅動該排料機構102，並將封孔材料經由該排料口15排出該腔體11之容裝腔室12外。在此同時，該該送料口14及該抽氣口16皆不與該容裝腔室12連通。在實施上，該送料機構101與該排料機構102之間也可相連通，使得送入該排料機構102內的封孔材料，可以被送回該送料機構101內，供下一次的封孔製程使用。

步驟96：待該腔體11之容裝腔室12內的封孔材料都由該排料口15排出後，藉由該抽氣機構103將氣體經由該抽氣口16送入該容裝腔室12，待該容裝腔室12內的氣壓值回復到與外界環境相同時，即可將該封孔裝置1的腔蓋13打開，並將表面塗佈有封孔材料的該孔隙物2取出。在此之後，則依據所使用的封孔材料，選擇自然乾燥或進行加熱烘乾等工序，由於使封孔材料乾燥的技術手段非本發明改良之重點，不再詳述。

需要說明的是，在實施上也可依照需求，一次將數個孔隙物2放入該封孔裝置1內進行封孔，以節省製造時間，即每次放入該封孔裝置1內的孔隙物2的數量，並不以本實施例所揭露的形式為限制。

本實施例之封孔材料大致上可以分成有機和無機兩種類別，並依據該孔隙物2的使用環境的腐蝕情況及工作溫度，選擇可以耐高溫或抗腐蝕的封孔材料。舉例來說，在工作溫度不高，但處於大氣、海水等容易腐蝕的環境時，可以選用例如乙烯樹脂、酚醛、環氧樹脂及聚氨樹脂等的有機封孔材料。於高溫環境時，則可選擇使用瀝青基鋁漿、鋁矽酮樹脂等無機封孔材料。

除此之外，封孔材料的選擇也必須考慮該孔隙物2的孔隙大小，若孔隙物2的孔隙較小時，則封孔材料的黏稠度就要低才能順利地流入孔隙中，若孔隙較大時，則可使用黏稠度較高的封孔材料。另外，封孔材料由乾燥的方式還可分成自然乾燥型、烘烤型、照光固化等種類，由於封孔材料實質上可以是樹脂、塗料或黏膠，其種類眾多不勝枚舉，且於實施時是依據需求做選擇，在此不需限制。

由以上說明可知，本發明配合該孔隙物2選擇適合的封孔材料，並藉由在步驟92中將該腔體11抽真空，來移除該孔隙物2的孔隙內的氣體，配合步驟94的加壓過程，可以讓封孔材料更順利地填入所述孔隙中而不會被氣體阻礙，因此，本發明可以更有效地填補孔隙，進而具有較佳的封孔效果。藉此讓原本應該要被丟掉、淘汰，或者要被重新再鑄造的不良品變得可供使用，不僅能減少資源浪費，還能降低製造成本。

參閱圖4、5，本發明利用真空及高壓的微封孔方法之第二較佳實施例與該第一較佳實施例大致相同，二者的差 別在於：本實施例之封孔裝置1的腔蓋13受一個壓縮機構104的驅動，進而可朝該容裝腔室12內壓縮，在實施上，該腔蓋13可與該壓縮機構104以加壓衝頭的形式設置在該封孔裝置1上，由於該壓縮機構104如何被驅動非本發明改良之重點，不再詳述。

本實施例同樣先將該腔體11抽真空，並且當封孔材料填滿該腔體11之容裝腔室12後，即可藉由該壓縮機構104將該腔蓋13向內推擠，來壓縮該容裝腔室12之容積，藉此增加封孔材料的壓力，迫使封孔材料填入該孔隙物2的孔隙中。因此，本實施例同樣具有該第一較佳實施例之封孔效果較佳等功效。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧封孔裝置

11‧‧‧腔體

12‧‧‧容裝腔室

13‧‧‧腔蓋

14‧‧‧送料口

15‧‧‧排料口

16‧‧‧抽氣口

101‧‧‧送料機構

102‧‧‧排料機構

103‧‧‧抽氣機構

104‧‧‧壓縮機構

2‧‧‧孔隙物

91~96‧‧‧步驟

圖1是一個剖視示意圖，顯示本發明利用真空及高壓的微封孔方法之第一較佳實施例所配合使用的一個封孔裝置；圖2是該第一較佳實施例的流程方塊圖；圖3是該第一較佳實施例進行各個步驟的流程示意圖；圖4是一個剖視示意圖，顯示本發明利用真空及高壓的微封孔方法之第二較佳實施例所配合使用的一個封孔裝 置；及圖5是該第二較佳實施例的其中二個步驟的流程示意圖。

1‧‧‧封孔裝置

11‧‧‧腔體

12‧‧‧容裝腔室

13‧‧‧腔蓋

14‧‧‧送料口

15‧‧‧排料口

16‧‧‧抽氣口

2‧‧‧孔隙物

Claims (6)

1. 一種利用真空及高壓的微封孔方法，包含：步驟A：將一個表面具有數個孔隙的孔隙物放入一個封孔裝置的一個腔體內；步驟B：將該腔體抽真空；步驟C：將一封孔材料送入該腔體內；及步驟D：增加該封孔材料的壓力，迫使該封孔材料填入該孔隙物的孔隙中。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之利用真空及高壓的微封孔方法，其中，在步驟B中，該腔體內的氣壓值為10^-1~10^-5 torr。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之利用真空及高壓的微封孔方法，其中，在步驟D中，該封孔材料的壓力值為50~6000 bar。
4. 依據申請專利範圍第2項所述之利用真空及高壓的微封孔方法，其中，在步驟D中，該封孔材料的壓力值為50~6000 bar。
5. 依據申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之利用真空及高壓的微封孔方法，其中，在步驟D中，當封孔材料填滿該腔體後，繼續將封孔材料朝該腔體移送來增加封孔材料的壓力。
6. 依據申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之利用真空及高壓的微封孔方法，其中，在步驟D中，當封孔材料填滿該腔體後，向內擠壓該封孔材料來增加該封孔 材料的壓力。