用于制造多孔部件的方法及其部件技术

本发明专利技术涉及一种用于制造用作为流量限制器的多孔部件（1）的工艺，所述多孔部件（1）的基本理念包括为了获得具有均匀分布的开口孔隙的部件的已经得到改善的金属注射成型工艺。该例如，流量限制器包括至少一个具有至少一个限制部分的多孔部件（1），所述限制部分通过孔隙尺寸来调节流动到机械系统（诸如包括在相对于汽缸运动的活塞中的封闭式压缩机）中空气静压轴承的气体的流量。本发明专利技术还涉及通过粉末注射成型或多种材料部分的粉末注射成型获得的多孔部件（1）的使用和制造，且多孔部件（1）是具有致密层的流量限制器，即，在平行于通过多孔部件的流动应该发生的流动方向的外表面上没有开口孔隙，从而允许在不干扰核心的多空结构（双孔隙度）的情况下将所述多孔部件插入到轴承系统中。本发明专利技术还涉及多孔部件（1）和其壳体之间存在的密封。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于制造多孔部件的方法及其部件本专利技术涉及一种关于粉末注射模制成型MIM的改进方法，以获得旨在限制及控制机械系统(如封闭式压缩机)的空气静压轴承中气体流体流量分布的多孔部件。
技术介绍
目前，使用由电马达驱动的活塞和气缸组是非常普遍的，用在冷却设备的气体压缩机上，所述冷却设备诸如家用、商用和工业用的电冰箱，冷冻机和空气调节器。在这类气体压缩机中，所观察到的技术挑战是要确保活塞和气缸没有直接接触。因此，由于活塞和气缸之间的相对运动，有必要借助于位于活塞气缸组的可动表面之间的流体来支承活塞，以避免可动部件之间的接触及其它们的过早磨损。通常，为了空气静压轴承有效工作，有必要使用能够限制来自于压缩机中高压区域的压缩流体流量的限制器，以便活塞和气缸之间间隙内的气体压力是较低的并且适于专门应用。换句话说，如文献中公开的，此限制的目的在于允许通过负载损耗和控制来自压缩机中高压区域的压缩气体的流量来减小或控制轴承区域中的压力。为了使限制器的实施方式能提供轴承区域中压力的减少，已经提出多个实施例。例如，美国专利US 6，901，845描述了一种包括多孔介质的限制器，其中多孔带材与压缩环一起使用。该构造类型的缺点是在压缩环生产中需要尺寸精度，这使生产方法更昂贵，由于尺寸精度越高，制造机械构件的成本也越高。另一个美国专利(US 6，293，184)描述了由设置在气缸的外壁上的微通道形成的限制器，其中所述气缸与里面插入有所述气缸的套筒一起形成独立且闭合的通道，从而产生多种限制器。与前述专利的情况类似，该构造类型的缺点是需要套筒生产的精确度，那会使生产成本更昂贵。该技术的另一个缺点来自于由微通道形成的这种类型容易被压缩机中所观察到的粒子或污垢所堵塞；因此需要过滤器以确保流体可免受任何污垢类型地到达限制器，因为污垢将会妨碍设备的正确工作。国际专利申请W0/2008/055809描述了包括设置在产生于激光器应用上的汽缸壁上的微小孔的限制器。而且，微小孔的生产要求高的精确度，这可以防止在市场上压缩机以有竞争的价格加以制造。此外，微小孔也可能被压缩机中所观察到的粒子或污垢所堵塞。因此，仍然没有一种已知的高效的及令人满意的解决办法来为用于气体压缩机的活塞和气缸之间的轴承中的气体流量提供限制，并具有良好的可靠性、性能、应用性同时还有低的成本。因此，本专利技术阐述了一种满足这一缺陷的解决方法，其在技术上通过使用精制的多孔材料来控制流体流量而变得可行，所述材料可以通过由零件的粉末注射模制成型和烧结技术改造而成的方法路线来生产。从技术上讲，在工程学中，表达“多孔材料”用在当材料的工程学功能通过自身体积中孔隙的存在而成为可能的时候，其百分比、大小、分布取决于它的专门应用。当某些材料由于它的生产方法具有残余孔隙时，但所述孔隙不需要满足其工程学功能，当他们没有损害应用时，则这些孔隙被认为是可容许的，当他们负面影响了材料预期用途或应用的性能时，则这些孔隙被认为是不期望的。关于孔隙类型，材料可以分类成具有可以用作结构支撑的闭口孔隙的材料、或具有可以主要用于需要输送流体处的开口孔隙的材料；例如，在流量控制、过滤、催化剂支撑、热绝缘及隔音的润滑剂沉积，或者其它情况。用于生产多孔材料的方法限定了他们的特性，诸如(闭口或开口)孔隙、在体积中孔隙的体积百分比、大小与形状、分布上的均匀性和孔隙的互连性。可以由诸如复制、材料的受控沉积(INC0F0AM)的方法路线通过快速成型技术和诸如包括与(金属或陶瓷)基体粉末混合的牺牲相(造孔剂(space holder))的粉末混合物的烧结的粉末冶金技术来形成具有开口孔隙的结构，其中所述基体粉末在烧结步骤等期间被消除。可以通过具有中空元素的金属基体(“复合泡沫塑料”)、具有发泡剂的合金粉末的混合物的压实、简单倒入容器中的粉末的烧结、在金属铸造中气体的直接注射或在金属铸造中造孔剂的添加等联合起来生产具有闭口孔隙的材料。多年以来，已经提出多种可替换的工艺方法用于生产多孔材料。然而，对于特殊地预期应用，即，用于封闭式压缩机、多孔部件中空气静压轴承的流体流量控制必须具备低成本；因此，可以通过具有高度自动化水平及易控制的高产能方法以大规模系列等效零件的形式来生产多孔部件。为此，粉末冶金技术是高潜能的处理技术。由于在提出的多孔部件中同时需要高开口孔隙率和高负载损耗，因此需要生成精确的多孔结构，导致需要使用具有窄颗粒大小分布的精细粉末，以便能够在孔隙大小上有窄分布，诸如那些用在粉末冶金学上的可替代技术，称为粉末注射模制成型。该技术，由于使用了非常精细的粉末且窄的大小分布，允许获得总体精确的微结构、包括所有的微结构要素、包括烧结不完全时的孔隙结构；即，经过生坯(green)零件的烧结以足够低的温度进行传导以避免明显的稠化的时候。因此，获得具有高百分比开口孔隙率的多孔部件是可能的，所述开口孔隙是精细的(几微米)、在多孔部件的体积上均匀分布，因而当多孔部件作为流量限制器时，通过所述多孔部件考虑允许流量和负载损耗的精细控制。要重点强调的是，不同于这里说明的应用，即，对于生产多孔体，由于通过使用非常精细的粉末(通常具有大概I到40微米平均大小的粉末，这取决于粉末生产方法)呈现的高烧结性，粉末注射模制成型技术在工程领域被公知为考虑可以允许高密度部件(低残余孔隙率)的技术。通常，在常规条件下实施的粉末注射模制成型，生成具有残余闭口孔隙(未互相连通)的体积百分比低于5%的部件。然而，如本专利技术所示，通过准确地使用选定的粉末原材料和适当的方法参数，有可能获得具有合适的孔隙度及孔隙大小的烧结的多孔材料，用于生产具有本专利技术中预期的工程功能的多孔部件；BP，用作多孔限制器，其允许精确控制关于设置在封闭式压缩机中汽缸活塞组的空气静压轴承的气体流体流量。由于将塑料注射模制成型的通用性及产率与金属材料的固有性质相结合，金属注射模制成型(MIM)已经成为极具吸引力的方法。在用于以粉末(诸如陶瓷粉末、复合粉末和近年来的金属粉末)形式作原材料生产材料的技术中，粉末注射模制成型方法(以下称作PM)变得突出。更具体地，按照传统的应用技术，诸如基体单轴向压制、深拉及粘结，粉末注射模制成型的优点之一是能够生产具有良好自身几何形状的零件。这些零件，当通过其它方法生产时，需要许多额外操作才可获得他们自身的复杂形状。目前，吸收基于这种模制方法生产的产品的潜在市场基本包括具有较小质量和尺寸及高稠化率且需要大规模生产的零件。换句话说，由通过粉末注射模制成型方法获得的材料和部件服务的主要市场是面向汽车、牙齿矫正、防卫和军火、电子设备市场及主要的还有医疗工业。按照方法，PIM基本上上分成金属注射模制成型(MM)方法和陶瓷注射模制成型(CM)技术。简而言之，粉末注射模制成型的基本原理在于两种工业上的合并技术:注聚合物和常规的粉末冶金。总之，(陶瓷和/或金属)粉末与由聚合体和其它有机物(例如，石蜡和聚丙烯)一起形成的有机系统相混合。因此，这些有机产品用作输送金属载荷、陶瓷粒子(粉末)或两者的混合物的工具，从而力图来填充具有要获得零件(部件)形状的某一模具腔体。目前，在工程应用中，当使用金属注射模制成型方法(MIM)时，预期获得的是高密度金属材料(即，具有低含量的残余孔隙)，通过由于所本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造多孔部件（1）的方法，所述多孔部件（1）用作应用到封闭式压缩机的空气静压轴承中的流量限制器，其特征在于，这种部件通过粉末注射模制成型技术获得，所述方法包括以下步骤：步骤i）：使至少一种制剂均质化，其包括（a）一部分金属粉末和（b）有机粘合剂，其包括热塑性聚合物和石蜡的混合物；步骤ii）：对在步骤i）中获得的至少一种制剂进行造粒；步骤iii）：加热步骤ii）中获得的至少一种造粒后的制剂至少到所述粘合剂初始熔化的温度；步骤iv）：用步骤iii）中获得的至少一种混合物填充模具的腔体；步骤v）：将步骤iii）中获得的至少一种混合物压缩在模具的所述腔体中直到所述腔体被完全填满；步骤vi）：使用热处理或化学处理中的至少一种在至少一个步骤中去除所述有机粘合剂；步骤vii）：预烧结在步骤vi）中获得的材料，至少到促使机械阻力足以处理所述材料的温度；以及步骤viii）：以促使开口孔隙的互连基体比在所述多孔部件（1）的至少一个中心部分中大于大约5%的温度对在步骤vii）中获得的模制材料进行受控烧结，而步骤viii）能够与之前的步骤同时发生。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：F威特斯托雷斯，R宾德，AN克莱恩，C宾德，R穆勒施罗伊德，K帕格南富兰，
申请(专利权)人：惠而浦股份公司，
类型：发明
国别省市：巴西;BR