專利名稱：制造加強(qiáng)纖維金屬連桿的方法以及生成的連桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種獲得由纖維(尤其是陶瓷纖維)加強(qiáng)的金屬基質(zhì)制成的復(fù)合連桿的方法，并且還涉及一種由此獲得的連桿。
背景技術(shù)：
公知的復(fù)合連桿包括由金屬或金屬合金(尤其是鈦合金)制成的基質(zhì)，該基質(zhì)通過纖維加強(qiáng)件進(jìn)行加強(qiáng)，包括陶瓷纖維覆蓋在相同的金屬中作為基質(zhì)。從而，專利申請(qǐng)W02009/034264公開了一種制成這種類型的連桿的方法。在所述方法中，初始制成纖維加強(qiáng)件，其中纖維相互平行地延伸且結(jié)合在一起。因此，加強(qiáng)件被放置在金屬坯件內(nèi)的縱向槽中從而構(gòu)成連桿，限定了殼體的有限長(zhǎng)度的諸槽容納纖維加強(qiáng) 件。該組件受到熱等靜壓，從而具有緊密結(jié)合纖維和坯件金屬的作用。接下來為了獲得完成的連桿所要做的就是加工該坯件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種比現(xiàn)有方案更簡(jiǎn)化的制造復(fù)合連桿的方法。為此，本發(fā)明涉及一種制造金屬連桿的方法，該金屬連桿在其厚度上通過纖維加強(qiáng)件縱向加強(qiáng)，該方法包括以下步驟 制造具有至少一個(gè)縱向殼體的金屬坯件，該縱向殼體引導(dǎo)入金屬坯件的端面； 將纖維加強(qiáng)件插入在殼體中； 通過金屬在纖維加強(qiáng)件的纖維周圍擴(kuò)散而將纖維加強(qiáng)件與坯件結(jié)合；以及 加工坯件以獲得連桿。根據(jù)本發(fā)明，通過下述操作插入纖維加強(qiáng)件 首先將纖維加強(qiáng)件放置在角條形式的支承件上；以及 將帶有相應(yīng)纖維加強(qiáng)件的角條插入在殼體內(nèi)。因此，纖維加強(qiáng)件可在坯件的整個(gè)長(zhǎng)度上縱向延伸，從而簡(jiǎn)化了將加強(qiáng)件放入殼體。首先將纖維加強(qiáng)件放置在角條支承件上使其更易于放置在殼體中。實(shí)質(zhì)上，支承件與坯件以相同的金屬制成。此外，殼體可通過擠壓坯件而獲得，或者通過沒有進(jìn)料的縱向加工獲得，從而使坯件更易于制造。這種方法生成連桿，其中沿連桿整個(gè)長(zhǎng)度延伸的纖維加強(qiáng)件引導(dǎo)入其端面。該特征沒有明顯地改變連桿的機(jī)構(gòu)性能。連桿根據(jù)環(huán)境操作，合適的是用合適的涂料或涂層保護(hù)連桿的縱向端部的端面。另外，纖維加強(qiáng)件的在加工連桿的過程中被消除的部分可用作測(cè)試件，該測(cè)試件適合在已經(jīng)制造了連桿之后被監(jiān)測(cè)和/或被測(cè)試，但這在加強(qiáng)件被完全包含在殼體內(nèi)時(shí)是不可能不引導(dǎo)入端面的。本發(fā)明還提供以下方法 制造固定部分的金屬部件且包括至少兩個(gè)縱向殼體；
將相應(yīng)的纖維加強(qiáng)件插入在每個(gè)殼體內(nèi)，纖維加強(qiáng)件的插入包括首先將纖維加強(qiáng)件放置在角條形式的支承件上，然后將帶有相應(yīng)纖維加強(qiáng)件的每個(gè)角條插入在殼體之一內(nèi)； 將熱等靜壓施加于所述組件以便獲得加強(qiáng)棒； 切開加強(qiáng)條以便制造多個(gè)連桿坯件；以及
加工每個(gè)坯件以便獲得加強(qiáng)連桿。因此本發(fā)明的方法可以使得復(fù)合連桿的制造相當(dāng)簡(jiǎn)單。不像上述文獻(xiàn)W02009/034264-A2所述的方法那樣，連桿可通過采用本發(fā)明而獲得，其制造步驟的總量較少。通過本發(fā)明的方法，連桿不再一個(gè)接一個(gè)地制造，而是從加強(qiáng)條成系列地制造。特別地，對(duì)于所有生成的連桿只有一個(gè)插入纖維加強(qiáng)件的步驟以及只有一個(gè)實(shí)施金屬擴(kuò)散的步驟。


通過參考給出非限制性實(shí)施例的附圖描述具體的實(shí)施方式可以更好地理解本發(fā)明，其中圖I是獲得本發(fā)明連桿的加強(qiáng)金屬條的分解圖；圖2是圖I的加強(qiáng)金屬條的截面圖；圖3示出圖I的加強(qiáng)金屬條的立體透視圖；圖4是圖I組件的平面圖，該圖示出了具有切除連桿的線的加強(qiáng)金屬條；圖5是沿圖4中所示的切除線在切除加強(qiáng)金屬條后得到的連桿的透明平面圖；圖6是本發(fā)明連桿的俯視圖。為易于理解，所有附圖都是概示圖而并不需要在所示元件間按比例示出，在每個(gè)所示附圖中所示的每個(gè)元件具有相同的附圖標(biāo)記。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的方法包括下列順序的步驟首先，如圖I至3所示，制成金屬部件I，這里是通過擠壓鈦合金制成。部件I沿對(duì)稱縱軸線X延伸且具有固定不變的部分。部件I具有兩個(gè)端部敞開的殼體11和12，這些殼體11和12在軸線X兩側(cè)對(duì)稱地設(shè)置。在該示例中，殼體具有方形或矩形截面的槽的形式。此外，制備兩個(gè)纖維加強(qiáng)件2。特別地，纖維加強(qiáng)件2采用上述專利W02009/034264中描述的方法獲得，而且在該示例中，它們包括覆蓋金屬的陶瓷纖維，尤其是，在由與部件I相同的金屬合金制成的護(hù)套中的碳化硅纖維。每個(gè)纖維加強(qiáng)件2布置在各自的角條3上，該角條限定了底部31和側(cè)壁32。纖維沿縱向彼此平行地延伸。此后，帶有纖維加強(qiáng)件2的角條3被插入部件I的殼體11、12中。為此目的，角條3具有使其能夠布置在殼體11和12底部的尺寸，基本上覆蓋殼體11、12的整個(gè)底表面。一旦角條3已經(jīng)插入在殼體11、12的底部上，在其角條3之上每個(gè)殼體11、12中留有空隙，通過在每個(gè)殼體11、12中插入填充塊4而將該空隙填滿，填充塊4由與部件I和角條3相同的合金制成。填充塊4的頂面與部件I的頂面13平齊。因此，薄金屬蓋5放置在部件I的頂面13上，在該實(shí)施例中蓋5制成具有頂壁51和兩個(gè)端壁52的單一金屬片。其具有這樣的尺寸，即適于確保其頂壁51完全覆蓋部件I的頂面13，并且其端壁52完全覆蓋部件I的端面14。蓋5焊接于該部件以密閉組件和封裝纖維加強(qiáng)件2。然后，包括部件、纖維加強(qiáng)件和填充塊的組件被放入真空中，然后該組件經(jīng)受熱等靜壓，從而使金屬在纖維周圍擴(kuò)散。這樣生成了由鈦合金的金屬基質(zhì)構(gòu)成的加強(qiáng)條7，如圖4所示，加強(qiáng)條7通過沿大致對(duì)應(yīng)于初始?xì)んw11、12區(qū)域的兩個(gè)縱向區(qū)域延伸的碳化纖維得以加強(qiáng)。隨后，加強(qiáng)條7被切開，例如沿如圖4所示的切開線D，從而獲得多個(gè)連桿坯件6。然后加工坯件以便獲得連桿。這種加工包括裁剪連桿以使其具有外形60，以及在其每個(gè)端部穿孔61，如圖5所示，該示例中的孔在兩個(gè)縱向加強(qiáng)區(qū)域之間延伸。在該附圖中，可以知道纖維展開在連桿端面的區(qū)域63中。然后連桿可配置有環(huán)圈，并且可接收保護(hù)涂層，尤其是為了保護(hù)連桿的端面目的。
圖6示出實(shí)施用于連桿101的本發(fā)明，其設(shè)有四個(gè)本發(fā)明的纖維加強(qiáng)件。本發(fā)明不局限于上述實(shí)施，相反其包括所有采用再生上述本質(zhì)的技術(shù)特征的相同方法的任何變形。進(jìn)一步地，在本發(fā)明的內(nèi)容中，術(shù)語(yǔ)“金屬部件”不限制通過擠壓出適當(dāng)形狀的模具所獲得的方法盡管擠壓是特別適合這類部件的方法，但是也可以通過金屬制造領(lǐng)域的其它公知的方法獲得所述部件。最后，盡管這里所描述的纖維加強(qiáng)件通過覆蓋陶瓷纖維的金屬構(gòu)成，該加強(qiáng)件尤其可通過根據(jù)專利W02009/034264的教導(dǎo)而獲得，本發(fā)明也覆蓋包括其它類型的纖維加強(qiáng)件的連桿，而且特別地是具有被直接插入在部件的殼體中的陶瓷纖維形式的加強(qiáng)件。盡管上述示例中提出將金屬塊插在槽中以填滿在纖維加強(qiáng)件上留下的空隙，在其被插入殼體后，但是也可以布置纖維加強(qiáng)件以完全填滿部件中的殼體。最后，盡管從工業(yè)方面來說制造充足使其可被切成較短的連桿的長(zhǎng)度的條是有益的，本發(fā)明實(shí)質(zhì)上可應(yīng)用于接納纖維加強(qiáng)件然后被加工的單一坯件。
權(quán)利要求
1.一種制造金屬連桿￠)的方法，該金屬連桿在其厚度上通過纖維加強(qiáng)件(2)縱向加強(qiáng)，所述方法包括以下步驟 制造具有至少一個(gè)縱向殼體(11、12)的金屬坯件，所述縱向殼體引導(dǎo)入金屬坯件的端面； 將纖維加強(qiáng)件(2)插入在殼體中； 通過金屬在纖維加強(qiáng)件(2)的纖維周圍擴(kuò)散而將纖維加強(qiáng)件與金屬坯件結(jié)合；以及 加工所述坯件以獲得連桿(6)； 所述方法其特征在于，通過下述操作插入纖維加強(qiáng)件 籲首先將纖維加強(qiáng)件放置在角條形式的支承件上；以及 將帶有相應(yīng)纖維加強(qiáng)件的角條插入在所述殼體內(nèi)。
2.一種制造金屬連桿￠)的方法，該金屬連桿在其厚度上通過平行于連桿的縱向延伸的纖維加強(qiáng)件(2)縱向加強(qiáng)，該方法包括如下步驟 制造固定部分的金屬部件(I)且包括至少兩個(gè)縱向殼體(11、，12)； 將相應(yīng)的纖維加強(qiáng)件內(nèi)(2)插入在每個(gè)殼體，纖維加強(qiáng)件的插入包括首先將纖維加強(qiáng)件放置在角條形式的支承件上，然后將帶有相應(yīng)纖維加強(qiáng)件的每個(gè)角條插入在殼體之 籲將熱等靜壓施加于組件以便獲得加強(qiáng)條； 切除加強(qiáng)條以便制造多個(gè)連桿坯件；以及 加工每個(gè)坯件以便獲得加強(qiáng)連桿。
3.—種通過權(quán)利要求I或2的方法獲得的連桿￠)，所述連桿包括具有加強(qiáng)纖維的金屬基質(zhì)，所述加強(qiáng)纖維嵌在其中并位于所述連桿的縱軸(X)的任一側(cè)，所述纖維引導(dǎo)入連桿的端面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造金屬連桿(6)的方法，在其本體中通過纖維加強(qiáng)件(2)縱向加強(qiáng)，其中所述方法包括以下步驟制造具有至少一個(gè)縱向殼體(11、12)的金屬坯件，所述縱向殼體引導(dǎo)入坯件的端面；將纖維加強(qiáng)件(2)插入在凹部中；通過金屬在纖維加強(qiáng)件(2)的纖維周圍擴(kuò)散而將纖維加強(qiáng)件與坯件結(jié)合；加工坯件以獲得連桿(6)；將纖維加強(qiáng)件預(yù)先布置在角形基片上；以及將設(shè)有相應(yīng)纖維加強(qiáng)件的角形件插入凹部。本發(fā)明還提供一種可以根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的連桿，該連桿具有金屬基質(zhì)，其中加強(qiáng)纖維被嵌入，在連桿的縱軸線(X)的任一側(cè)延伸，纖維引導(dǎo)入連桿的端面。
文檔編號(hào)F16C7/00GK102753846SQ201080039716
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者G·克萊恩, J-M·弗朗謝, P·鄧?yán)锞S, R·梅森 申請(qǐng)人:梅西耶-布加蒂-道提公司