FR2863186A1 - Cast composite element with a porous iron based substance coated with a light metal for components subjected to elevated pressures such as engine cylinder blocks and compressor casings - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un élément coulé composite dans lequel uneThe present invention relates to a composite cast member in which a
substance poreuse à base de fer est enrobé d'un alliage léger, une substance poreuse à base porous iron-based substance is coated with a light alloy, a porous substance based
de fer utilisée dans un élément coulé composite, un carter sous pression doté de l'élément composite, des procédés de fabrication de ce carter sous pression, un élément constitutif de compresseurs, un exemple de l'élément coulé composite ou de carter sous pression, et les compresseurs. of iron used in a composite cast element, a pressure casing equipped with the composite element, methods of manufacturing this pressurized housing, a component of compressors, an example of the composite casting element or of the pressurized housing, and compressors.
Pour économiser du poids, générer une puissance plus élevée et effectuer un recyclage, des matières premières destinées à diverses pièces constitutives sont transformées de matériaux à base de fer, tels que du fer, des aciers, des aciers coulés, en matériaux métalliques légers, tels que des alliages d'aluminium et des alliages de magnésium. Cependant, lorsque de tels matériaux d'alliage léger remplacent tous les éléments constitutifs, il est difficile d'assurer une solidité, une rigidité, une capacité de glissement, une résistance à l'usure et une durabilité. En conséquence, on utilisait jusqu'à présent des produits coulés composites qui sont réalisés en enrobant par coulage avec des alliages fondus en métal léger des matériaux composites ou des pièces consécutives à base de fer situés seulement au niveau de pièces qui doivent avoir, par exemple, une caractéristique de glissement élevée. Il faut noter que l'élément coulé composite de la présente spécification inclut les produits coulés composites. Les matériaux composites comprennent des matériaux hôtes constitués de métaux légers, et d'éléments de renforcement, tels que des fibres de céramique et des particules de céramique, dispersés dans les matériaux hôtes. To save weight, generate higher power and perform recycling, raw materials for various component parts are processed from iron-based materials, such as iron, steels, cast steels, of light metal materials, such as than aluminum alloys and magnesium alloys. However, when such light alloy materials replace all of the constituent elements, it is difficult to provide strength, stiffness, slip ability, wear resistance and durability. As a result, cast composite products have been used up to now, which are made by casting-casting composite materials or consecutive iron-based parts made from light metal alloys only at parts which must have, for example, , a high slip characteristic. It should be noted that the composite cast member of this specification includes cast composite products. The composite materials comprise host materials made of light metals, and reinforcing elements, such as ceramic fibers and ceramic particles, dispersed in the host materials.
En ce qui concerne les applications réelles, il y a les blocs cylindres de moteurs, en particulier, les chemises de cylindre. Dans les blocs cylindres, on économise du poids en utilisant des produits coulés en aluminium pour les corps, et simultanément on assure la résistance à l'usure et la résistance composites au grippage requises en utilisant les matériaux susmentionnés, les chemises de cylindre et les douilles étant réalisés en acier coulé avec les matériaux composites. As far as real applications are concerned, there are cylinder blocks of engines, in particular, cylinder liners. In the cylinder blocks, weight is saved by using aluminum castings for the bodies, and simultaneously the required wear resistance and seizure resistance are achieved using the aforementioned materials, cylinder liners and bushings. being made of cast steel with composite materials.
Cependant, il l'économie de poids obtenue lorsque lesn'est pas nécessaire de dire que sur les blocs cylindres est totalement douilles en acier coulé sont enrobées par coulage avec des matériaux métalliques légers. De plus, dans cet exemple, la force d'adhérence est médiocre au niveau de l'interface entre les douilles en acier coulé et les éléments d'enrobage par coulage constitués de matériaux métalliques légers, tels que par exemple des alliages d'aluminium, et en conséquence les douilles en acier coulé et les éléments d'enrobage par coulage pourraient être séparés au niveau de l'interface lorsqu'ils sont utilisés pour les blocs cylindres. Pour satisfaire simultanément les exigences en matière d'économie de poids et d'adhérence, on place des substances poreuses à base de fer dans des produits coulés en alliage d'aluminium, c'est-à-dire que des substances poreuses à base de fer sont enrobés par coulage dans des produits coulés en alliage d'aluminium. Le brevet japonais publié avant examens (KOKAI) n 7-124 738, le brevet japonais publié avant examen (KOKAI) n 9-24 456, le brevet japonais publié avant examen (KOKAI) n 2003-181 620 et le brevet japonais publié avant examen (KOKAI) n 2003- 181 622 concernent de telles technologies. However, it saves weight when it is not necessary to say that on the cylinder blocks is completely cast steel sleeves are coated by casting with light metal materials. In addition, in this example, the adhesion force is poor at the interface between the cast steel bushings and the casting embedding elements made of lightweight metal materials, such as for example aluminum alloys, and accordingly the cast steel bushings and the casting embedding elements could be separated at the interface when used for the cylinder blocks. In order to simultaneously satisfy the requirements of weight saving and adhesion, porous iron-based substances are placed in cast aluminum alloy products, that is, porous substances based on Iron are cast-coated in cast aluminum alloy products. Japanese Patent Pre-Examination (KOKAI) No. 7-124,738, Japanese Patent Laid-Open (KOKAI) No. 9-24,456, Japanese Patent Laid-Open (KOKAI) No. 2003-181,620, and Japanese Patent Laid-Open review (KOKAI) n 2003- 181 622 relate to such technologies.
En ce qui concerne les applications de matériaux composites, le brevet japonais publié après examen (KOKOKU) n 63-40 943 concerne les applications de matériaux composites à des chemises de cylindre. Le brevet japonais publié avant examen (KOKAI) n 11-293 364 concerne les applications de matériaux composites à des disques en nutation de compresseurs de type à disques en nutation. With regard to the applications of composite materials, the Japanese Patent Examined Publication (KOKOKU) No. 63-40,943 relates to the applications of composite materials to cylinder liners. Japanese Patent Laid-open Publication (KOKAI) No. 11-293,364 relates to applications of composite materials to nutation discs of nutation disc type compressors.
Dans le cas d'éléments coulés composites dans lesquels des substances poreuses à base de fer sont enrobées par coulage de matériaux d'enrobage par coulage en alliages légers, on s'attend à ce que les substances poreuses à base de fer améliorent la solidité des éléments coulés composites. Lorsque la porosité de substances poreuses à base de fer est importante, c'est-à-dire lorsque que la fraction en volume de fer (Vf) est faible, de telles substances poreuses à base de fer ne peuvent naturellement pas présenter un effet de renforcement suffisant. D'autre part, lorsque la porosité de substances poreuses à base de fer est faible, c'est-à-dire lorsque la fraction en volume de fer (Vf) est importante, la résistance des éléments coulés composites est améliorée mais les matériaux d'enrobage par coulage sont moins susceptibles de s'imprégner dans les substances poreuses à base de fer. En conséquence, la force d'adhérence entre les substances poreuses à base de fer et les éléments d'enrobage par coulage est susceptible de se dégrader. Lorsque des séparations apparaissent entre les substances poreuses à base de fer et des éléments d'enrobage par coulage, ou lorsque l'un d'eux se détache de l'autre, les substances poreuses à base de fer sont sensiblement responsables de la solidité. En conséquence, il n'est guère possible de renforcer totalement les éléments coulés composites. In the case of composite castings in which porous iron-based materials are coated by casting light-alloy cast investment materials, it is expected that the porous iron-based materials will improve the strength of the castings. composite castings. When the porosity of porous iron-based substances is high, that is to say when the volume fraction of iron (Vf) is low, such porous iron-based substances can not of course have a cooling effect. sufficient reinforcement. On the other hand, when the porosity of porous iron-based substances is low, that is to say when the volume fraction of iron (Vf) is important, the resistance of composite castings is improved but the materials of casting coatings are less likely to imbibe in porous iron-based substances. As a result, the adhesion strength between the porous iron-based substances and the casting embedding elements is liable to degrade. When separations occur between the porous iron-based substances and casting embedding elements, or when one of them becomes detached from the other, the porous iron-based substances are substantially responsible for the strength. As a result, it is hardly possible to fully reinforce composite castings.
Le brevet japonais publié avant examen (KOKAI) n 7-124 738 et le brevet japonais publié avant examen (KOKAI) n 9-24 456 proposent d'ajouter du béryllium (Be) dans des métaux fondus dans une quantité appropriée pour améliorer la force d'adhérence. Cependant, il n'est pas souhaitable d'ajouter du béryllium nocif. Le brevet japonais publié avant examen (KOKAI) n 2003-181 620 et le brevet japonais publié avant examen (KOKAI) n 2003-181 622 décrivent des éléments coulé composites dans lesquels des substances poreuses en acier inoxydable sont enrobées par coulage avec des alliages d'aluminium. Cependant, le Vf des substances poreuses est compris entre 10 et 30 % en volume. En conséquence, bien que les éléments coulés composites résultants puissent garantir une résistance à l'usure lorsqu'ils sont utilisés pour des chemises de cylindre, on ne peut guère s'attendre à ce que les substances poreuses produisent dans l'ensemble l'effet de renforcement attendu des éléments coulés composites. Japanese Patent Laid-Open (KOKAI) No. 7-124,738 and Japanese Unexamined Patent Publication (KOKAI) No. 9-24,456 propose the addition of beryllium (Be) in molten metals in an amount suitable for improving the strength. adhesion. However, it is not desirable to add harmful beryllium. Japanese Patent Laid-Open Publication (KOKAI) No. 2003-181 620 and Japanese Patent Laid-Open (KOKAI) No. 2003-181 622 disclose composite castings in which porous stainless steel materials are coated by casting with aluminum alloys. 'aluminum. However, the Vf of the porous substances is between 10 and 30% by volume. Therefore, although the resulting composite castings can provide wear resistance when used for cylinder liners, porous substances can hardly be expected to produce the overall effect. expected reinforcement of composite castings.
L'utilisation de matériaux composites n'est pas appropriée à la fabrication en série de produits qui doivent être fabriqués à faible coût, car les éléments de renforcement constitués par les fibres de céramique sont onéreux. De plus, les pièces constitutives utilisant des matériaux composites présentent une capacité de traitement médiocre car les fibres de céramique sont très dures. The use of composite materials is not suitable for mass production of products that must be manufactured at low cost because the reinforcing elements made of the ceramic fibers are expensive. In addition, the constituent parts using composite materials have a poor processing capacity because the ceramic fibers are very hard.
La présente invention a été mise au point en ayant à l'esprit les conditions susmentionnées. Par conséquent, un but de la présente invention est de proposer un élément coulé composite dans lequel une substance poreuse à base de fer présente un effet de renforcement tout en garantissant une force d'adhérence importante entre la substance poreuse à base de fer et un élément d'enrobage par coulage. The present invention has been developed with the above-mentioned conditions in mind. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a composite cast member in which a porous iron-based substance has a reinforcing effect while ensuring a high adhesive force between the iron-based porous substance and an element. casting coating.
De plus, un autre but de la présente invention est de proposer une substance poreuse à base de fer utilisée dans des éléments coulés composites, et un carter sous pression doté d'un élément coulé composite. Un autre but de la présente invention est de proposer des procédés de production de ceux-ci. En outre, un but de la présente invention est de proposer un élément constitutif de compresseurs, un exemple de carter sous pression, et les compresseurs. In addition, another object of the present invention is to provide a porous iron-based substance used in composite cast elements, and a pressure casing with a composite cast member. Another object of the present invention is to provide methods of producing the same. In addition, an object of the present invention is to provide a constituent element of compressors, an example of a pressurized housing, and compressors.
Par conséquent, les présents inventeurs se sont penchés avec succès sur la résolution des problèmes, et ont répété des tests d'essai et d'erreur. En conséquence, ils ont imaginé de modifier partiellement la porosité des substances poreuses à base de fer, des substances à base de fers qui sont enrobés par coulage dans des éléments d'enrobage par coulage. En se fondant sur cette idée, ils sont arrivés à la présente invention. Therefore, the present inventors have successfully addressed problem solving, and repeated test and error tests. Accordingly, they have envisioned partially modifying the porosity of porous iron-based substances, iron-based materials which are cast-coated into casting embedding elements. Based on this idea, they arrived at the present invention.
(Éléments coulés composites) Par exemple, un élément coulé composite de la présente invention comprend. For example, a composite cast member of the present invention comprises.
une substance poreuse à base de fer comprenant du fer (Fe), et comportant un grand nombre de pores; et un élément d'enrobage par coulage comprenant un métal dont le constituant principal est au moins un élément choisi dans le groupe constitué de l'aluminium (Al) et du magnésium (Mg), et enrobant par coulage au moins une partie de la substance poreuse à base de fer; la substance poreuse à base de fer comprenant en outre un connecteur placé à proximité d'une frontière entre la substance poreuse à base de fer et l'élément d'enrobage par coulage et présentant une porosité prédéterminée, et un élément de renforcement très solide placé dans la substance poreuse à base de fer dépourvue du connecteur et présentant une porosité inférieure à celle du connecteur; et le connecteur étant imprégné de l'élément d'enrobage par coulage, et se solidifiant avec celui-ci, ce qui lie ainsi solidement la substance poreuse à base de fer à l'élément d'enrobage par coulage. a porous iron-based substance comprising iron (Fe), and having a large number of pores; and a casting encapsulant comprising a metal whose main constituent is at least one member selected from the group consisting of aluminum (Al) and magnesium (Mg), and casting-coating at least a portion of the substance porous iron-based; the porous iron-based substance further comprising a connector placed near a boundary between the porous iron-based substance and the casting-coating element and having a predetermined porosity, and a very strong reinforcing element placed thereon in the porous iron-based substance devoid of the connector and having a porosity lower than that of the connector; and the connector being impregnated with the casting coating member, and solidifying therewith, thereby securely bonding the porous iron-based substance to the casting coating member.
Il faut noter que le terme métal signifie ici des métaux purs et des alliages. De plus, les compositions de la substance poreuse à base de fer et de l'élément d'enrobage par coulage dépendent des applications réelles. It should be noted that the term metal here means pure metals and alloys. In addition, the compositions of the iron-based porous substance and the casting coating element are dependent on actual applications.
En premier lieu, la substance poreuse à base de fer selon la présente invention présente une importante porosité au niveau du connecteur réalisant la frontière entre la substance poreuse à base de fer et l'élément d'enrobage par coulage. En conséquence, lorsque la substance poreuse à base de fer est réellement enrobée par coulage dans l'élément d'enrobage par coulage, le connecteur est imprégné d'une importante quantité de métal fondu de l'élément d'enrobage par coulage, et se solidifie avec lui. En conséquence, un effet d'ancrage important apparaît au moins entre l'élément d'enrobage par coulage et le connecteur de la substance poreuse à base de fer de sorte qu'une liaison mécaniquement solide est établie entre la substance poreuse à base de fer et l'élément d'enrobage par coulage. Bien sûr, on pense qu'une liaison chimique pourrait éventuellement être établie entre eux. De toute façon, la substance poreuse à base de fer et l'élément d'enrobage par coulage sont liés ou raccordés solidement au niveau de la frontière de la substance poreuse à base de fer qui est directement en contact avec l'élément d'enrobage par coulage. En conséquence, des séparations sont totalement empêchées entre les substances poreuses à base de fer et les éléments d'enrobage par coulage, et l'un d'eux est également totalement empêché de se détacher de l'autre. In the first place, the porous iron-based substance according to the present invention has a high porosity at the connector forming the boundary between the porous iron-based substance and the casting coating element. Accordingly, when the porous iron-based substance is actually coated by pouring into the casting coating member, the connector is impregnated with a large amount of molten metal of the casting coating member, and solidify with him. Accordingly, a strong anchoring effect occurs at least between the casting coating member and the ferrous porous substance connector such that a mechanically strong bond is established between the porous iron-based substance. and the casting encapsulant. Of course, it is believed that a chemical bond could possibly be established between them. In any case, the porous iron-based substance and the casting coating element are bonded or firmly connected at the boundary of the porous iron-based substance which is in direct contact with the coating element. by pouring. As a result, separations are completely prevented between the porous iron-based substances and the casting-coating elements, and one of them is also completely prevented from detaching from the other.
En second lieu, la substance poreuse à base de fer de la présente invention comprend l'élément de renforcement en plus du connecteur. L'élément de renforcement présente une solidité élevée, car il présente une porosité plus faible et une densité plus élevée car le Vf de l'élément de renforcement est élevé. Par conséquent, la substance poreuse à base de fer comprenant l'élément de renforcement peut renforcer totalement le matériau d'enrobage par coulage de solidité relativement faible. Il faut noter que l'élément de renforcement est placé dans la substance poreuse à base de fer dépourvue de connecteur, mais toute la substance poreuse à base de fer dépourvue de connecteur n'est pas nécessairement transformée en élément de renforcement. Etant donné que la solidité requise pour les éléments coulés composites est assurée en fonction de leur application, la position ou la proportion de l'élément de renforcement n'a pas d'importance. Par exemple, lorsque toute la surface de la substance poreuse à base de fer est totalement enrobée par coulage par l'élément d'enrobage par coulage, le connecteur peut être placé sur toute la surface périphérique extérieure de la substance poreuse à base de fer, et l'élément de renforcement peut être placé au centre ou au milieu de la substance poreuse à base de fer. Lorsque seulement l'une des surfaces opposées de la substance poreuse à base de fer est enrobée par coulage par l'élément d'enrobage par coulage, le connecteur peut être placé sur la surface opposée de la substance poreuse à base de fer, et l'élément de renforcement peut être placé sur l'autre des surfaces opposées de la substance poreuse à base de fer. Second, the porous iron-based substance of the present invention comprises the reinforcing member in addition to the connector. The reinforcing member has a high strength because it has a lower porosity and a higher density because the Vf of the reinforcing member is high. Therefore, the porous iron-based substance comprising the reinforcing element can completely reinforce the relatively low-pour casting material. It should be noted that the reinforcing member is placed in the porous iron-based substance devoid of a connector, but all the porous iron-based substance devoid of a connector is not necessarily transformed into a reinforcing element. Since the strength required for the composite castings is ensured according to their application, the position or the proportion of the reinforcing element does not matter. For example, when the entire surface of the porous iron substance is fully encapsulated by casting by the casting coating member, the connector may be placed over the entire outer peripheral surface of the porous iron substance, and the reinforcing member may be placed in the center or middle of the porous iron substance. When only one of the opposing surfaces of the porous iron-based substance is cast-encapsed by the casting coating member, the connector may be placed on the opposite surface of the porous iron-based substance, and the the reinforcing element may be placed on the other opposite surfaces of the porous iron substance.
Par conséquent, le présent élément coulé composite assure totalement la force d'adhérence entre la substance poreuse à base de fer et l'élément d'enrobage par coulage. En même temps, la substance poreuse à base de fer présente l'effet de renforcement de façon stable et sûre car la substance poreuse à base de fer comprend l'élément de renforcement de solidité élevée. Therefore, the present composite cast member fully provides the adhesion strength between the porous iron-based substance and the casting encapsulant. At the same time, the porous iron-based substance has the reinforcing effect in a stable and safe manner because the porous iron-based substance comprises the high strength reinforcing element.
(Procédé de fabrication de l'élément coulé composite) Il est possible d'appréhender la présente invention non seulement en tant qu'élément coulé composite décrit ci-dessus mais également en tant que procédé de fabrication de celui-ci. Par exemple, la présente invention peut être adaptée à un procédé de fabrication d'un élément coulé composite, le procédé comprenant les étapes consistant à : imprégner une substance poreuse à base de fer avec un métal fondu pour fabriquer un élément d'enrobage par coulage en versant le métal fondu dans la cavité d'un moule dans lequel une substance poreuse à base de fer est placée, la substance poreuse à base de fer comprenant un connecteur dont le constituant principal est Fe et un grand nombre de pores et présentant une porosité déterminée, et un élément de renforcement de solidité élevée présentant une porosité inférieure à celle du connecteur, le métal fondu comprenant un métal dont le constituant principal est au moins un élément choisi dans le groupe constitué par Al et Mg, imprégnant ainsi la substance poreuse à base de fer avec le métal fondu qui s'écoule vers l'intérieur depuis le connecteur jusque dans la substance poreuse à base de fer; et solidifier le métal fondu par refroidissement après étape d'imprégnation; produire ainsi un élément coulé composite dans lequel la substance poreuse à base de fer est solidement lié à l'élément d'enrobage par coulage au niveau du connecteur, et 30 est enrobé par coulage par l'élément d'enrobage par coulage. (Method of manufacturing the composite cast member) It is possible to understand the present invention not only as a composite cast member described above but also as a manufacturing method thereof. For example, the present invention may be adapted to a method of manufacturing a composite cast member, the method comprising the steps of: impregnating a porous iron-based substance with a molten metal to make a casting embedment member pouring the molten metal into the cavity of a mold in which a porous iron-based substance is placed, the porous iron-based substance comprising a connector whose main constituent is Fe and a large number of pores and having a porosity determined, and a high strength reinforcing member having a porosity lower than that of the connector, the molten metal comprising a metal whose main constituent is at least one member selected from the group consisting of Al and Mg, thus impregnating the porous substance at iron base with the molten metal flowing inward from the connector into the porous substance at low iron; and solidifying the molten metal by cooling after impregnation step; thereby producing a composite cast member in which the porous iron-based substance is firmly bonded to the casting encapsulant at the connector, and is flux-coated by the casting encasement element.
(Substance poreuse à base de fer pour élément coulé composite) Il est possible d'appréhender la présente invention non seulement en tant qu'élément coulé composite décrit ci- dessus mais également en tant que substance poreuse à base de fer utilisée dans celui-ci. Par exemple, la présente invention peut être adaptée à une substance poreuse à base de fer comprenant du Fe et un grand nombre de pores et étant enrobée par coulage par un élément d'enrobage par coulage comprenant un métal dont le constituant principal est au moins un élément choisi dans le groupe constitué par Al et Mg, et la substance poreuse à base de fer comprenant en outre. (Porous iron-based composite cast element) It is possible to understand the present invention not only as a composite cast member described above but also as a porous iron-based substance used therein. . For example, the present invention may be adapted to a porous iron-based substance comprising Fe and a large number of pores and being cast-coated with a casting coating element comprising a metal whose main constituent is at least one element selected from the group consisting of Al and Mg, and the porous iron-based substance further comprising.
un connecteur placé à proximité d'une frontière potentielle entre la substance poreuse à base de fer et l'élément d'enrobage par coulage, et présentant une porosité prédéterminée; et un élément de renforcement de solidité élevée placé dans la substance poreuse à base de fer dépourvue de connecteur, et présentant une porosité inférieure à celle du connecteur. a connector placed near a potential boundary between the porous iron-based substance and the casting encapsulant, and having a predetermined porosity; and a high strength reinforcing member placed in the porous iron-based substance devoid of a connector, and having a porosity lower than that of the connector.
(Procédé de fabrication de substance poreuse à base de fer pour éléments coulés composites) Il est possible d'appréhender la présente invention non seulement en tant que substance poreuse à base de fer décrite ci- dessus pour éléments coulés composites mais également en tant que procédé de fabrication de celle-ci. (Process for the production of porous iron-based substance for composite cast elements) It is possible to understand the present invention not only as the iron-based porous substance described above for composite castings, but also as a process. manufacturing thereof.
(1) Par exemple, la présente invention peut être adaptée à un procédé de fabrication d'une substance poreuse à base de fer pour éléments coulés composites, le procédé comprenant les étapes consistant à : stratifier un premier comprimé de poudre présentant une porosité prédéterminée, le premier comprimé de poudre étant formé par pressage d'une poudre de fer dont le constituant principal est Fe, et un deuxième comprimé de poudre de porosité inférieure à celle du premier comprimé de poudre, le deuxième comprimé de poudre étant formé par pressage de la poudre de fer, réalisant ainsi un comprimé de poudre stratifié ; et fritter le comprimé de poudre stratifié, produisant ainsi une substance frittée poreuse à base de fer comprenant un connecteur formé sur le premier comprimé de poudre et présentant une porosité prédéterminée, et un élément de renforcement de grande solidité constitué du deuxième comprimé de poudre de porosité inférieure à celle du connecteur. (1) For example, the present invention may be adapted to a method of manufacturing a porous iron-based composite cast material substance, the method comprising the steps of: laminating a first powder compact having a predetermined porosity, the first powder compact being formed by pressing an iron powder whose main constituent is Fe, and a second powder compact having a porosity lower than that of the first powder compact, the second powder compact being formed by pressing the iron powder, thereby making a laminated powder tablet; and sintering the laminated powder compact, thereby producing an iron-based porous sintered substance comprising a connector formed on the first powder compact and having a predetermined porosity, and a high-strength reinforcing member comprised of the second porosity powder compact less than that of the connector.
Dans le présent procédé de fabrication, les comprimés de poudre dont les porosités diffèrent l'une de l'autre sont formés indépendamment l'un de l'autre. En conséquence, le degré de liberté augmente la maîtrise des porosités, et la sélection des matériaux bruts à utiliser. En conséquence, les porosités ou solidités peuvent être aisément maîtrisées en fonction des parties de la substance frittée poreuse à base de fer résultante, en conséquence il est facile de fabriquer la substance frittée poreuse à base de fer dont la porosité ou la solidité est optimisée. Il faut noter que le comprimé de poudre stratifié produit après l'étape de stratification et la substance frittée poreuse à base de fer comprennent deux couches au moins, mais peuvent naturellement comprendre trois couches ou plus. In the present method of manufacture, powder tablets whose porosities differ from each other are formed independently of one another. As a result, the degree of freedom increases the control of the porosities, and the selection of the raw materials to be used. As a result, the porosities or solidities can be easily controlled depending on the portions of the resulting porous iron-based sintered material, therefore, it is easy to manufacture the porous sintered iron-based material whose porosity or strength is optimized. It should be noted that the laminated powder compact produced after the laminating step and the porous iron-based sintered substance comprise at least two layers, but can naturally comprise three or more layers.
(2) De plus, la présente invention peut être adaptée à un procédé de fabrication d'une substance poreuse à base de fer pour élément coulé composite, le procédé comprenant les étapes consistant à : fabriquer un comprimé de poudre par pressage d'une première portion pulvérulente comprenant un mélange de poudres de fer dont le constituant principal est Fe et un matériau porogène par disparition lorsqu'il est chauffé à la température de frittage de la poudre de fer ou moins, et d'une deuxième portion pulvérulente comprenant la poudre de fer dans une quantité supérieure à celle de la première portion pulvérulente et le matériau porogène dans une quantité inférieure à celle de la première portion pulvérulente; et fritter le comprimé de poudre, produisant ainsi une substance frittée poreuse à base de fer dans laquelle la première portion pulvérulente est transformée en connecteur de porosité prédéterminée et la deuxième portion pulvérulente est transformée en élément de renforcement très solide de porosité inférieure à celle du connecteur. (2) In addition, the present invention may be adapted to a method of manufacturing a composite casting cast iron porous substance, the method comprising the steps of: manufacturing a powder compact by pressing a first pulverulent portion comprising a mixture of iron powders whose main constituent is Fe and a porogenic material by disappearing when heated to the sintering temperature of the iron powder or less, and a second powder portion comprising the powder of iron in an amount greater than that of the first pulverulent portion and the pore-forming material in an amount less than that of the first pulverulent portion; and sintering the powder compact, thereby producing a porous iron-based sintered substance in which the first powder portion is converted to a predetermined porosity connector and the second powder portion is converted into a very solid reinforcement element of lower porosity than the connector .
Dans le présent procédé de fabrication, le matériau porogène est mélangé abondamment dans la portion (c'est-à-dire, la première portion pulvérulente) qui est transformée en connecteur dans le comprimé de poudre de sorte que la portion est adaptée au connecteur dont la porosité est plus grande après frittage. Dans le présent procédé de fabrication, il est possible de maîtriser facilement la porosité de la substance frittée poreuse à base de fer fabriquée après frittage en modifiant la proportion de mélange du matériau porogène. De plus, non seulement il est facile de maîtriser la porosité de la substance frittée poreuse à base de fer, mais il est également possible de maîtriser la solidité de la substance frittée poreuse à base de fer dans certaines parties de celle- ci. De plus, le présent procédé de fabrication est très efficace car l'étape de formation peut être terminée immédiatement de la manière suivante. Spécifiquement, la poudre de fer et le matériau porogène dont les proportions de mélange sont modifiées au niveau de certaines parties de la substance frittée poreuse à base de fer résultante sont formées simplement en les pressant immédiatement après les avoir introduits dans la cavité des moules de formage. In the present method of manufacture, the pore-forming material is thoroughly mixed in the portion (i.e., the first powder portion) which is converted into a connector in the powder compact so that the portion is adapted to the connector of which the porosity is greater after sintering. In the present method of manufacture, it is possible to easily control the porosity of the porous sintered iron-based material made after sintering by changing the mixing ratio of the pore-forming material. Moreover, not only is it easy to control the porosity of the porous iron-based sintered material, but it is also possible to control the strength of the porous iron-based sintered material in some parts thereof. In addition, the present method of manufacture is very effective because the forming step can be terminated immediately in the following manner. Specifically, the iron powder and pore-forming material whose mixing ratios are modified at certain portions of the resulting porous iron-based sintered material are formed simply by pressing them immediately after introducing them into the cavity of the forming molds. .
Il faut noter que, également dans le présent procédé de fabrication, les proportions de mélange de la poudre de fer et du matériau porogène peuvent être modifiées pas à pas non seulement en deux étapes mais également en trois étapes ou plus. De plus, les proportions de mélange peuvent être modifiées progressivement de la première portion pulvérulente à la deuxième portion pulvérulente. En outre, la deuxième portion pulvérulente peut inclure une quantité résiduelle de matériau porogène, mais la teneur en matériau porogène peut être nulle. It should be noted that, also in the present manufacturing method, the mixing proportions of the iron powder and the pore-forming material can be changed step by step not only in two steps but also in three or more steps. In addition, the proportions of mixture can be gradually modified from the first powdery portion to the second powdery portion. In addition, the second powdery portion may include a residual amount of pore-forming material, but the content of pore-forming material may be zero.
Le matériau porogène peut être ici des poudres métalliques qui présentent des points de fusion inférieurs à la température de frittage de la poudre de fer, ou qui brûlent dans des plages de température élevées (par exemple, autour de la température de frittage de la poudre de fer) et se dissipent de façon à pouvoir les retirer par émission. Par exemple, le premier cas peut être au moins un élément choisi dans le groupe constitué par des poudres de Cu, Sn, Pb, Zn, Ag, Mg, Ca, Sr et Al, et le dernier cas peut être au moins un élément choisi dans le groupe constitué par des liants, des lubrifiants ou des poudres résineuses. Il faut noter que la phrase, le matériau porogène disparaît , signifie non seulement que les constituants du matériau porogène sont totalement retirés de la substance frittée poreuse à base de fer, mais également que le matériau porogène fond pour coller sur la surface particulaire de la poudre de fer ou pour diffuser dans le Fe, en étant pris à l'intérieur ou en étant allié à celui-ci éventuellement. The pore-forming material may be metal powders which have melting points below the sintering temperature of the iron powder, or which burn in high temperature ranges (for example, around the sintering temperature of the iron powder). iron) and dissipate so that they can be removed by emission. For example, the first case may be at least one element selected from the group consisting of powders of Cu, Sn, Pb, Zn, Ag, Mg, Ca, Sr and Al, and the last case may be at least one selected element. in the group consisting of binders, lubricants or resinous powders. It should be noted that the phrase, the porogenic material disappears, means not only that the constituents of the porogenic material are completely removed from the porous sintered iron-based material, but also that the pore-forming material melts to stick to the particulate surface of the powder iron or to diffuse into the Fe, being taken internally or allied thereto possibly.
(Carter sous pression) Il est possible d'appréhender la présente invention en tant que carter sous pression, une application de l'élément coulé composite décrit ci-dessus. Par exemple, dans un carter sous pression de la présente invention, au moins une partie du présent carter sous pression comprend un élément coulé composites l'élément coulé composite comprenant: une substance poreuse à base de fer comprenant du fer et un grand nombre de pores; et un élément d'enrobage par coulage comprenant un métal dont le constituant principal est au moins un élément choisi dans le groupe constitué par Al et Mg et enrobant par coulage au moins une partie de la substance poreuse à base de fer; la substance poreuse à base de fer comprenant en outre un connecteur placé à proximité d'une frontière entre la substance poreuse à base de fer et l'élément d'enrobage par coulage et présentant une porosité prédéterminée, et un élément de renforcement de solidité élevée placé dans la substance poreuse à base de fer dépourvue de connecteur et présentant une porosité inférieure à celle du connecteur; et le connecteur étant imprégné de l'élément d'enrobage par coulage, et se solidifiant avec celui-ci, liant ainsi 30 solidement la substance poreuse à base de fer à l'élément d'enrobage par coulage. (Pressurized housing) It is possible to understand the present invention as a pressurized housing, an application of the composite cast member described above. For example, in a pressure casing of the present invention, at least a portion of the present pressure casing comprises a cast member composite composite cast member comprising: a porous iron-based substance comprising iron and a large number of pores ; and a casting encapsulant comprising a metal whose main constituent is at least one member selected from the group consisting of Al and Mg and casting-coating at least a portion of the porous iron-based substance; the porous iron-based substance further comprising a connector placed near a boundary between the porous iron-based substance and the casting-coating element and having a predetermined porosity, and a high-strength reinforcing element placed in the porous iron-based substance devoid of connector and having a porosity lower than that of the connector; and the connector being impregnated with the casting coating member, and solidifying therewith, thereby securely bonding the porous iron-based substance to the casting coating member.
Le présent carter sous pression assure totalement la force d'adhérence entre la substance poreuse à base de fer et l'élément d'enrobage par coulage de la même manière que l'élément coulé composite décrit ci-dessus. Simultanément, la substance poreuse à base de fer présente l'effet de renforcement de façon stable et sûre car la substance poreuse à base de fer comprend l'élément de renforcement de solidité élevée. Par conséquent, le présent carter sous pression présente non seulement les avantages d'économiser du poids mais également d'une solidité suffisante. The present pressurized housing fully provides the adhesion strength between the porous iron-based substance and the casting coating element in the same manner as the composite cast member described above. At the same time, the porous iron-based substance exhibits the reinforcing effect in a stable and safe manner because the porous iron-based substance comprises the high-strength reinforcing element. Therefore, the present pressure housing has not only the advantages of saving weight but also of sufficient strength.
Le présent carter de la présente invention peut être des récipients sous pression, tels que des réservoirs et des bombes, qui conservent des fluides à pression élevée (par exemple, des gaz et des liquides), des cylindres pour moteurs et compresseurs, ou des tuyaux de plomberie. Le carter sous pression forme dans l'ensemble un espace clos car il reçoit à l'intérieur des fluides sous pression élevée. Cependant, il n'est pas nécessaire que tout le carter sous pression soit d'une seule pièce. Par exemple, comme les cylindres et les boîtiers pour moteurs et compresseurs, le carter sous pression peut comprendre une pièce constitutive en forme de cylindre (par exemple un alésage), un piston, une tête de cylindre ou une plaque de soupape pour former l'espace clos. Il faut noter que l'une quelconque des pièces constitutives peut comprendre le présent carter sous pression. The present casing of the present invention may be pressure vessels, such as tanks and bombs, which retain high pressure fluids (e.g., gases and liquids), engine and compressor cylinders, or hoses. plumbing. The pressure housing generally forms a confined space because it receives fluids under high pressure inside. However, it is not necessary that all the crankcase is in one piece. For example, as the cylinders and housings for engines and compressors, the pressure housing may comprise a cylinder-shaped component (eg a bore), a piston, a cylinder head or a valve plate to form the cylinder. Closed space. It should be noted that any of the component parts may include the present pressure housing.
Cependant, un exemple représentatif du présent carter sous pression peut être les cylindres eux-mêmes, ou des pièces constitutives en forme de cylindre, telles que des blocs de cylindre et des boîtiers, qui entourent les cylindres. Si tel est le cas, la présente substance poreuse à base de fer ou le présent carter sous pression est adapté aux pièces constitutives en forme de cylindre. Dans cet exemple, il faut noter qu'une pression interne agit vers l'extérieur depuis le côté périphérique intérieur du carter sous pression. En conséquence, dans de telles pièces constitutives en forme de cylindre, la surface périphérique intérieure est susceptible d'être soumise à la contrainte maximale. En conséquence, la surface périphérique intérieure peut être de préférence renforcée efficacement par l'élément de renforcement de la substance poreuse à base de fer. Par conséquent, il est approprié que la substance poreuse à base de fer du présent carter sous pression peut comprendre le connecteur placé sur un côté périphérique extérieur, et l'élément de renforcement placé sur un côté périphérique intérieur; et l'élément coulé composite comprend la substance poreuse à base de fer, et l'élément d'enrobage par coulage enrobe par coulage le connecteur de la substance poreuse à base de fer. However, a representative example of the present pressurized housing may be the cylinders themselves, or cylinder-shaped component parts, such as cylinder blocks and housings, which surround the cylinders. If this is the case, the present porous iron-based substance or the present pressurized housing is adapted to the cylinder-shaped component parts. In this example, it should be noted that an internal pressure acts outward from the inner peripheral side of the pressure housing. Accordingly, in such cylinder-shaped component parts, the inner circumferential surface is susceptible to maximum stress. Accordingly, the inner peripheral surface may preferably be effectively reinforced by the reinforcing element of the iron-based porous substance. Therefore, it is appropriate that the porous iron-based substance of the present pressurized housing may comprise the connector placed on an outer peripheral side, and the reinforcing member placed on an inner peripheral side; and the composite cast member comprises the porous iron-based substance, and the casting-embedding member casts the connector of the porous iron-based substance.
(Procédé de fabrication de carter sous pression) Sans se limiter au carter sous pression décrit ci- dessus, il est possible d'appréhender la présente invention en tant que procédé de fabrication de celui-ci. Par exemple, la présente invention peut être adaptée à un procédé de fabrication d'un carter sous pression qui comprend les étapes consistant à : imprégner une substance poreuse à base de fer avec un métal fondu pour fabriquer un élément d'enrobage par coulage en versant le métal fondu dans la cavité d'un moule dans lequel est placée la substance poreuse à base de fer, la substance poreuse à base de fer comprenant un connecteur dont le constituant principal est Fe, et un grand nombre de pores et présentant une porosité prédéterminée, et un élément de renforcement de solidité élevée présentant une porosité inférieure à celle du connecteur, le métal fondu comprenant un métal dont le constituant principal est au moins un élément choisi dans le groupe constitué par Al et Mg, imprégnant ainsi la substance poreuse à base de fer avec le métal fondu qui s'écoule vers l'intérieur depuis le connecteur jusque dans la substance poreuse à base de fer; et solidifier le métal fondu par refroidissement après l'étape d'imprégnation; produire ainsi un carter sous pression partiellement doté d'un élément coulé composite dans lequel la substance poreuse à base de fer est solidement lié à l'élément d'enrobage par coulage au niveau du connecteur, et est enrobé par coulage par l'élément d'enrobage par coulage. (Pressure vessel manufacturing method) Without being limited to the pressure housing described above, it is possible to understand the present invention as a manufacturing method thereof. For example, the present invention may be adapted to a method of manufacturing a pressurized housing which comprises the steps of: impregnating an iron-based porous substance with a molten metal to manufacture a pour casting casting element the molten metal in the cavity of a mold in which is placed the iron-based porous substance, the porous iron-based substance comprising a connector whose main constituent is Fe, and a large number of pores and having a predetermined porosity and a high strength reinforcing member having a porosity smaller than that of the connector, the molten metal comprising a metal of which the major constituent is at least one member selected from the group consisting of Al and Mg, thus impregnating the porous substance iron with the molten metal flowing inwardly from the connector into the porous iron substance; and solidifying the molten metal by cooling after the impregnating step; thereby producing a pressurized housing partially provided with a composite cast member in which the porous iron-based substance is firmly bonded to the embedding element by casting at the connector, and is embedded by casting by the casting element. casting coating.
(Elément constitutif de compresseurs) Un exemple représentatif du présent carter sous pression décrit ci-dessus peut être des compresseurs et leurs éléments constitutifs. Par conséquent, sans se limiter au présent carter sous pression utilisant le présent élément coulé composite, il est possible d'appréhender la présente invention en tant qu'élément constitutif de compresseurs utilisant l'élément coulé composite. (Component of compressors) A representative example of the present pressure housing described above may be compressors and their constituent elements. Therefore, without being limited to the present pressure casing using the present composite cast member, it is possible to understand the present invention as a component of compressors using the composite cast member.
Par exemple, la présente invention peut être adaptée à un élément constitutif de compresseurs qui compriment un fluide d'admission et évacue le fluide à pression élevée, au moins une partie de l'élément constitutifcomprenant: un élément coulé composite comprenant: une substance poreuse à base de fer comprenant du Fe et un grand nombre de pores; et un élément d'enrobage par coulage comprenant un métal dont le constituant principal est au moins un élément choisi dans le groupe constitué par Al et Mg, et enrobant par coulage au moins une partie de la substance poreuse à base de fer; la substance poreuse à base de fer comprenant en outre un connecteur placé à proximité d'une frontière entre la substance poreuse à base de fer et l'élément d'enrobage par coulage et présentant une porosité prédéterminée, et un élément de renforcement de solidité élevée placé dans la substance poreuse à base de fer dépourvue de connecteur et présentant une porosité inférieure à celle du connecteur, le connecteur étant imprégné de l'élément d'enrobage par coulage et se solidifiant avec celui-ci, liant ainsi solidement la substance poreuse à base de fer à l'élément d'enrobage par coulage dans l'élément coulé composite. For example, the present invention may be adapted to a compressor component that compresses an intake fluid and discharges the high pressure fluid, at least a portion of the component comprising: a composite cast member comprising: a porous substance having iron base comprising Fe and a large number of pores; and a casting encapsulant comprising a metal of which the major constituent is at least one member selected from the group consisting of Al and Mg, and casting-coating at least a portion of the porous iron-based substance; the porous iron-based substance further comprising a connector placed near a boundary between the porous iron-based substance and the casting-coating element and having a predetermined porosity, and a high-strength reinforcing element placed in the porous iron-based substance devoid of a connector and having a lower porosity than that of the connector, the connector being impregnated with the embedding element by casting and solidifying therewith, thereby securely bonding the porous substance to iron base to the casting embedding element in the composite casting.
(Compresseur) Sans se limiter à l'élément constitutif des compresseurs décrit ci-dessus, il est possible d'appréhender la présente invention en tant que compresseur comprenant l'élément constitutif. Par exemple, la présente invention peut être adaptée à un compresseur qui comprime un fluide d'admission et qui évacue le fluide fortement comprimé, au moins une partie de l'élément constitutif comprenant: un élément coulé compositeur comprenant: une substance poreuse à base de fer comprenant du Fe et un grand nombre de pores; et un élément d'enrobage par coulage comprenant un métal dont le constituant principal est au moins un 30 élément choisi dans le groupe constitué par Al et Mg, et enrobant par coulage au moins une partie de la substance poreuse à base de fer; la substance poreuse à base de fer comprenant en outre un connecteur placé à proximité d'une frontière entre la substance poreuse à base de fer et l'élément d'enrobage par coulage et présentant une porosité prédéterminée, et un élément de renforcement de solidité élevée placé dans la substance poreuse à base de fer dépourvue de connecteur et présentant une porosité inférieure à celle du connecteur, le connecteur étant imprégné de l'élément d'enrobage par coulage et se solidifiant avec celui-ci, liant ainsi solidement la substance poreuse à base de fer à l'élément d'enrobage par coulage dans l'élément coulé composite. (Compressor) Without being limited to the constituent element of the compressors described above, it is possible to understand the present invention as a compressor comprising the constituent element. For example, the present invention may be adapted to a compressor that compresses an intake fluid and that discharges the highly compressed fluid, at least a portion of the component comprising: a cast member comprising: a porous substance based on iron comprising Fe and a large number of pores; and a casting encapsulant comprising a metal whose major constituent is at least one member selected from the group consisting of Al and Mg, and casting-coating at least a portion of the porous iron-based substance; the porous iron-based substance further comprising a connector placed near a boundary between the porous iron-based substance and the casting-coating element and having a predetermined porosity, and a high-strength reinforcing element placed in the porous iron-based substance devoid of a connector and having a lower porosity than that of the connector, the connector being impregnated with the embedding element by casting and solidifying therewith, thereby securely bonding the porous substance to iron base to the casting embedding element in the composite casting.
Il faut noter que l'étendue de la porosité et l'importance de la solidité selon la présente invention sont les relations relatives entre le connecteur et l'élément de renforcement de la substance poreuse à base de fer. It should be noted that the extent of porosity and strength of the present invention is the relative relationship between the connector and the reinforcing member of the porous iron-based substance.
La présente invention et bon nombre de ses avantages ressortiront aisément et plus complètement de la lecture de la description détaillée suivante faite conjointement avec celle des dessins joints et de la spécification détaillée qui forment tous une partie de la demande. The present invention and many of its advantages will become readily apparent and more fully apparent from reading the following detailed description in conjunction with that of the accompanying drawings and the detailed specification which all form part of the application.
La figure 1 est une vue en perspective destinée à donner une vue générale d'un boîtier d'un compresseur selon 25 l'exemple n 1 de la présente invention. Fig. 1 is a perspective view for providing a general view of a compressor case according to Example 1 of the present invention.
La figure 2 est une vue agrandie du boîtier portant la référence 2 dans la figure 1. FIG. 2 is an enlarged view of the housing bearing the reference 2 in FIG.
La figure 3 est un schéma illustrant une substance frittée poreuse à base de fer selon l'exemple n 1 de la 30 présente invention, la figure 3(a) étant une vue en perspective et la figure 3(b) étant une vue en coupe transversale de la substance frittée poreuse à base de fer le long de l'axe de référence. Fig. 3 is a diagram illustrating an iron-based porous sintered material according to Example No. 1 of the present invention, Fig. 3 (a) being a perspective view and Fig. 3 (b) being a sectional view. cross-section of the porous sintered iron-based substance along the reference axis.
La figure 4 est une photographie métallographique d'un élément coulé composite selon l'exemple n 1 de la présente invention, et représente une portion adjacente à un connecteur de la substance poreuse à base de fer. Figure 4 is a metallographic photograph of a composite cast member according to Example 1 of the present invention, and shows a portion adjacent to a connector of the porous iron-based substance.
La figure 5 est une vue latérale destinée à donner une vue d'ensemble d'un boîtier selon l'exemple n 2 de la présente invention pour des compresseurs. Figure 5 is a side view for providing an overview of a housing according to Example 2 of the present invention for compressors.
La figure 6 est une vue frontale destinée à donner une vue d'ensemble d'un boîtier selon l'exemple n 3 de la présente invention pour les compresseurs. Figure 6 is a front view to provide an overview of a housing according to Example 3 of the present invention for compressors.
Après avoir décrit la présente invention d'une façon générale, une compréhension plus complète sera obtenue en se référant aux modes de réalisation préférés spécifiques qui sont donnés ici dans un but d'illustration seulement et sans limiter le cadre des revendications jointes. After describing the present invention generally, a more complete understanding will be obtained with reference to the specific preferred embodiments which are given herein for purposes of illustration only and without limiting the scope of the appended claims.
La présente invention sera décrite en détail dans la suite en se référant à des modes de réalisation spécifiques de la présente invention. Cependant, il faut noter que, bien que cela ne soit pas mentionné dans les descriptions suivantes des modes de réalisation spécifiques, les The present invention will be described in detail hereinafter with reference to specific embodiments of the present invention. However, it should be noted that although this is not mentioned in the following descriptions of specific embodiments,
descriptions selon la présente spécification sont descriptions according to this specification are
applicables de façon appropriée non seulement à un élément coulé composite de la présente invention mais également à la substance poreuse à base de fer, au carter sous pression et aux procédés de fabrication de ceux-ci selon la présente invention, et en outre aux compresseurs et éléments constitutifs de ceux-ci selon la présente invention. De plus, il faut également mentionner que celui des modes de réalisation spécifiques suivants qui est optimale dépend des buts et des exigences en matière de performances. suitably applicable not only to a composite cast member of the present invention but also to the porous iron-based material, the pressurized housing and the methods of manufacture thereof according to the present invention, and further to the compressors and constituent elements thereof according to the present invention. In addition, it should also be mentioned that the following specific embodiments that are optimal depends on the goals and performance requirements.
(1) Substance poreuse à base de fer Les formes et procédés de fabrication de la présente substance poreuse à base de fer pour éléments coulés composites n'ont pas d'importance car la présente substance poreuse à base de fer comprend le connecteur et l'élément de renforcement. Un exemple représentatif d'une telle substance poreuse à base de fer pour éléments coulés composites est une substance frittée poreuse à base de fer. L'une des substances frittées poreuses à base de fer sera décrite en détail dans la suite. (1) Iron-based porous substance The forms and methods of manufacture of the present porous iron-based composite cast-iron substance are not important because the present iron-based porous substance comprises the connector and the reinforcing element. A representative example of such a porous iron-based composite cast member is a porous iron-based sintered substance. One of the porous sintered iron-based substances will be described in detail later.
La substance frittée poreuse à base de fer est réalisée par frittage d'un comprimé de poudre comprenant une poudre de fer. Le comprimé de poudre est fabriqué en pressant une poudre de fer introduite dans la cavité d'un moule. La composition de la poudre de fer utilisé ici peut être choisie de façon appropriée en fonction de la solidité et des conditions d'utilisation de la substance frittée poreuse à base de fer. Par exemple, lorsque l'on a l'intention d'améliorer la solidité par traitement thermique, il est conseillé d'utiliser des poudres de fer ayant la composition de divers aciers alliés. Lorsque l'on a l'intention d'améliorer la résistance à la corrosion, il est conseillé d'utiliser des poudres de fer ayant la composition d'aciers inoxydable. De plus, la poudre de fer peut être une poudre de fer pure, ou une poudre de fer ayant la composition d'aciers au carbone. Il faut noter que la poudre de fer peut être une simple poudre indépendante, ou un mélange de poudres dans lequel plusieurs poudres sont mélangées. The porous sintered iron-based substance is made by sintering a powder compact comprising an iron powder. The powder tablet is made by pressing an iron powder into the cavity of a mold. The composition of the iron powder used herein can be suitably selected depending on the strength and the conditions of use of the porous iron-based sintered material. For example, when it is intended to improve the hardness by heat treatment, it is advisable to use iron powders having the composition of various alloy steels. When it is intended to improve the corrosion resistance, it is advisable to use iron powders having the composition of stainless steels. In addition, the iron powder may be a pure iron powder, or an iron powder having the composition of carbon steels. It should be noted that the iron powder may be a simple independent powder, or a mixture of powders in which several powders are mixed.
La poudre utilisée ici peut être des poudres élémentaires ou des poudres d'alliages. Les types d'utilisation de poudres peuvent être des poudres atomisées ou des poudres réduites. Les formes particulières d'utilisation de poudres n'ont pas d'importance. De plus, les compositions ou types de poudres de fer peuvent changer en fonction des parties de la substance frittée poreuse à base de fer. En particulier, lorsque l'on souhaite augmenter la porosité, il n'est pas souhaitable d'utiliser des poudres fines ayant un diamètre de particule extrêmement faible. Cependant, il est préférable d'utiliser une poudre de fer dont le diamètre de particule moyen tombe par exemple dans une plage allant de 50 à 150 gm approximativement. Il faut noter que le diamètre des particules constitutives peut être déterminé en analysant les images en deux dimensions, mais peut être déterminé aisément en utilisant des procédés de tamisage. The powder used here can be elemental powders or alloy powders. The types of use of powders may be atomized powders or reduced powders. Particular forms of use of powders do not matter. In addition, the compositions or types of iron powders may change depending on the parts of the porous sintered iron-based substance. In particular, when it is desired to increase the porosity, it is not desirable to use fine powders having an extremely small particle diameter. However, it is preferable to use an iron powder whose average particle diameter falls for example in a range of approximately 50 to 150 gm. It should be noted that the diameter of the constituent particles can be determined by analyzing the images in two dimensions, but can be easily determined using sieving methods.
La poudre de fer n'est pas limitée aux poudres métalliques, mais peut être un mélange de poudres qui inclut le matériau porogène décrit ci- dessus auquel ont été ajoutés des lubrifiants et des additifs. De plus, la poudre de fer peut en outre inclure des poudres composites telles que des poudres constituées de particules céramiques servant de particules de renforcement. The iron powder is not limited to metal powders, but may be a powder mixture which includes the porogenous material described above to which lubricants and additives have been added. In addition, the iron powder may further include composite powders such as powders consisting of ceramic particles as reinforcing particles.
Il faut noter que la porosité de la substance frittée poreuse à base de fer peut être déterminée par l'équation suivante utilisant la densité apparente p et densité réelle po des matériaux constitutifs: Porosité = {1- (p/po) } x 100 ( %) Pour référence, le deuxième membre de l'équation, {1- (p/po)} x 100 ( %), spécifie la fraction en volume de la 30 substance frittée poreuse à base de fer (Vf). It should be noted that the porosity of the porous iron-based sintered substance can be determined by the following equation using the apparent density p and actual density po of the constituent materials: Porosity = {1- (p / po)} x 100 ( %) For reference, the second member of the equation, {1- (w / w)} x 100 (%), specifies the volume fraction of the porous sintered iron-based substance (Vf).
Il est approprié que la porosité se trouve dans une gamme allant de 20 à 50 % en volume, de façon plus appropriée de 35 à 40 % en volume, au niveau du connecteur. Lorsque la porosité est trop faible, on ne obtient pas une force d'adhérence suffisante car la capacité de liaison de la substance frittée poreuse à base de fer à l'élément d'enrobage par coulage est médiocre. Il est difficile de produire des substances frittées poreuses à base de fer dont la porosité est trop importante, et qui sont moins susceptibles d'assurer la solidité lorsqu'on les utilise comme connecteur. Par contre, la porosité de l'élément de renforcement se trouve de façon appropriée dans une gamme allant de 5 à 25 % en volume, de façon plus appropriée allant de 5 à 15 % en volume. Lorsque la porosité de l'élément de renforcement est trop importante, la solidité des substances frittées poreuse à base de fer se dégrade de sorte que l'élément de renforcement est moins susceptible de présenter l'effet de renforcement. De plus, il n'est pas efficace que la porosité de l'élément de renforcement soit trop faible car il est nécessaire de presser un matériau brut pulvérulent à des pressions élevées. It is appropriate that the porosity is in a range of from 20 to 50% by volume, more suitably from 35 to 40% by volume, at the connector. When the porosity is too low, a sufficient adhesion strength is not obtained because the binding capacity of the porous sintered iron-based substance to the casting coating element is poor. It is difficult to produce porous, iron-based sintered substances which are too porous and less likely to provide strength when used as a connector. On the other hand, the porosity of the reinforcing member is suitably in a range of from 5 to 25% by volume, more suitably from 5 to 15% by volume. When the porosity of the reinforcing element is too great, the solidity of the porous sintered iron-based substances degrades so that the reinforcing element is less likely to exhibit the reinforcing effect. In addition, it is not effective that the porosity of the reinforcing element is too low because it is necessary to squeeze a pulverulent raw material at high pressures.
(Procédé de fabrication de substances poreuses à base de fer) Le procédé de fabrication de la présente substance poreuse à base de fer n'a pas d'importance. Spécifiquement, la présente substance poreuse à base de fer peut être fabriquée par les processus de fabrication suivants. Par exemple, il est possible d'utiliser un procédé de fabrication d'une substance poreuse à base de fer enrobée par coulage. Ce procédé de fabrication comprend les étapes consistant à : stratifier un premier comprimé de poudre présentant une porosité prédéterminée, le premier comprimé de poudre étant formé par pressage d'une poudre de fer dont le constituant principal est Fe, et un deuxième comprimé de poudre de porosité inférieure à celle du premier comprimé de poudre, le deuxième comprimé de poudre étant formé par pressage de la poudre de fer, réalisant ainsi un comprimé de poudre stratifié ; et fritter le comprimé de poudre stratifié, produisant ainsi une substance frittée poreuse à base de fer comprenant un connecteur formé sur le premier comprimé de poudre et présentant une porosité prédéterminée, et un élément de renforcement de grande solidité constitué du deuxième comprimé de poudre de porosité inférieure à celle du connecteur. (Process for the production of iron-based porous substances) The process for producing the present iron-based porous substance is of no importance. Specifically, the present porous iron-based substance can be manufactured by the following manufacturing processes. For example, it is possible to use a method of manufacturing a porous, iron-coated, pourable substance. This manufacturing method comprises the steps of: laminating a first powder compact having a predetermined porosity, the first powder compact being formed by pressing an iron powder whose main constituent is Fe, and a second tablet of powder of porosity lower than that of the first powder compact, the second powder compact being formed by pressing the iron powder, thereby producing a laminated powder tablet; and sintering the laminated powder compact, thereby producing an iron-based porous sintered substance comprising a connector formed on the first powder compact and having a predetermined porosity, and a high-strength reinforcing member comprised of the second porosity powder compact less than that of the connector.
Dans le présent procédé de fabrication, les comprimés de poudre dont les porosités diffèrent l'une de l'autre sont formés indépendamment l'un de l'autre. En conséquence, le degré de liberté augmente la maîtrise des porosités, ou la sélection des matériaux bruts à utiliser. En conséquence, les porosités ou solidités peuvent être aisément maîtrisées en fonction des parties de la substance frittée poreuse à base de fer résultante, en conséquence il est facile de fabriquer la substance frittée poreuse à base de fer dont la porosité ou la solidité est optimisée. Il faut noter que le comprimé de poudre stratifié produit après l'étape de stratification et la substance frittée poreuse à base de fer comprennent deux couches au moins, mais peuvent naturellement comprendre trois couches ou plus. In the present method of manufacture, powder tablets whose porosities differ from each other are formed independently of one another. As a result, the degree of freedom increases the control of the porosities, or the selection of the raw materials to be used. As a result, the porosities or solidities can be easily controlled depending on the portions of the resulting porous iron-based sintered material, therefore, it is easy to manufacture the porous sintered iron-based material whose porosity or strength is optimized. It should be noted that the laminated powder compact produced after the laminating step and the porous iron-based sintered substance comprise at least two layers, but can naturally comprise three or more layers.
De plus, il est possible d'utiliser un autre procédé de fabrication d'une substance poreuse à base de fer enrobé par coulage. Par exemple, le procédé de fabrication comprend les étapes consistant à : fabriquer un comprimé de poudre par pressage d'une première portion pulvérulente comprenant un mélange de poudres de fer dont le constituant principal est Fe et un matériau porogène par disparition lorsqu'il est chauffé à la température de frittage de la poudre de fer ou moins, et d'une deuxième portion pulvérulente comprenant la poudre de fer dans une quantité supérieure à celle de la première portion pulvérulente et le matériau porogène dans une quantité inférieure à celle de la première portion pulvérulente; et fritter le comprimé de poudre, produisant ainsi une substance frittée poreuse à base de fer dans laquelle la première portion pulvérulente est transformée en connecteur de porosité prédéterminée et la deuxième portion pulvérulente est transformée en élément de renforcement très solide de porosité inférieure à celle du connecteur. In addition, it is possible to use another method of manufacturing a porous, iron-coated, cast-on substance. For example, the manufacturing method comprises the steps of: making a powder compact by pressing a first powder portion comprising a mixture of iron powders whose main constituent is Fe and a porogenic material disappearing when heated at the sintering temperature of the iron powder or less, and a second powdery portion comprising the iron powder in an amount greater than that of the first powder portion and the porogenic material in an amount less than that of the first portion powder; and sintering the powder compact, thereby producing a porous iron-based sintered substance in which the first powder portion is converted to a predetermined porosity connector and the second powder portion is converted into a very solid reinforcement element of lower porosity than the connector .
Dans le présent procédé de fabrication, le matériau porogène est mélangé abondamment dans la portion (c'est-à-dire, la première portion pulvérulente) qui est transformée en connecteur dans le comprimé de poudre de sorte que la portion est adaptée au connecteur dont la porosité est plus grande après frittage. Dans le présent procédé de fabrication, il est possible de maîtriser facilement la porosité de la substance frittée poreuse à base de fer fabriquée après frittage en modifiant la proportion de mélange du matériau porogène. De plus, non seulement il est facile de maîtriser la porosité de la substance frittée poreuse à base de fer, mais il est également possible de maîtriser la solidité de la substance frittée poreuse à base de fer dans certaines parties de celle- ci. De plus, le présent procédé de fabrication est très efficace car l'étape de formation peut être terminée immédiatement de la manière suivante. Spécifiquement, la poudre de fer et le matériau porogène dont les proportions de mélange sont modifiées au niveau de certaines parties de la substance frittée poreuse à base de fer résultante sont formées simplement en les pressant immédiatement après les avoir introduits dans la cavité des moules de formage. In the present method of manufacture, the pore-forming material is thoroughly mixed in the portion (i.e., the first powder portion) which is converted into a connector in the powder compact so that the portion is adapted to the connector of which the porosity is greater after sintering. In the present method of manufacture, it is possible to easily control the porosity of the porous sintered iron-based material made after sintering by changing the mixing ratio of the pore-forming material. Moreover, not only is it easy to control the porosity of the porous iron-based sintered material, but it is also possible to control the strength of the porous iron-based sintered material in some parts thereof. In addition, the present method of manufacture is very effective because the forming step can be terminated immediately in the following manner. Specifically, the iron powder and pore-forming material whose mixing ratios are modified at certain portions of the resulting porous iron-based sintered material are formed simply by pressing them immediately after introducing them into the cavity of the forming molds. .
Il faut noter que, également dans le présent procédé de fabrication, les proportions de mélange de la poudre de fer et du matériau porogène peuvent être modifiées pas à pas non seulement en deux étapes mais également en trois étapes ou plus. De plus, les proportions de mélange peuvent être modifiées progressivement de la première portion pulvérulente à la deuxième portion pulvérulente. En outre, la deuxième portion pulvérulente peut inclure une quantité résiduelle de matériau porogène, mais la teneur en matériau porogène peut être nulle. It should be noted that, also in the present manufacturing method, the mixing proportions of the iron powder and the pore-forming material can be changed step by step not only in two steps but also in three or more steps. In addition, the proportions of mixture can be gradually modified from the first powdery portion to the second powdery portion. In addition, the second powdery portion may include a residual amount of pore-forming material, but the content of pore-forming material may be zero.
Le matériau porogène peut être ici des poudres métalliques qui présentent des points de fusion inférieurs à la température de frittage de la poudre de fer, ou qui brûlent dans des plages de température élevées (par exemple, autour de la température de frittage de la poudre de fer) et se dissipent de façon à pouvoir les retirer par émission. The pore-forming material may be metal powders which have melting points below the sintering temperature of the iron powder, or which burn in high temperature ranges (for example, around the sintering temperature of the iron powder). iron) and dissipate so that they can be removed by emission.
Par exemple, le premier cas peut être au moins un élément choisi dans le groupe constitué par des poudres de Cu, Sn, Pb, Zn, Ag, Mg, Ca, Sr et Al, et le dernier cas peut être au moins un élément choisi dans le groupe constitué par des liants, des lubrifiants ou des poudres résineuses. Il faut noter que la phrase, le matériau porogène disparaît , signifie non seulement que les constituants du matériau porogène sont totalement retirés de la substance frittée poreuse à base de fer, mais également que le matériau 2863186 26 porogène fond pour coller sur la surface particulaire de la poudre de fer ou pour diffuser dans le Fe, en étant pris à l'intérieur ou en étant allié à celui-ci éventuellement. For example, the first case may be at least one element selected from the group consisting of powders of Cu, Sn, Pb, Zn, Ag, Mg, Ca, Sr and Al, and the last case may be at least one selected element. in the group consisting of binders, lubricants or resinous powders. It should be noted that the phrase, the porogenic material disappears, means not only that the constituents of the porogenic material are completely removed from the porous sintered iron-based material, but also that the pore-forming material melts to stick to the particulate surface of the porous material. iron powder or to diffuse into the Fe, being taken internally or being alloyed thereto possibly.
(2) Elément d'enrobage par coulage L'élément d'enrobage par coulage comprend au moins un élément choisi dans le groupe constitué par Al pur, des alliages de Al, Mg pur et des alliages de Mg. La composition des alliages n'a pas d'importance, cependant il est possible d'utiliser divers alliages corroyés comme stipulés par les normes industrielles japonaises. Des alliages appropriés peuvent être sélectionnés en fonction des spécifications des éléments coulés composites, des carters sous pression et des compresseurs. Les procédés suivants sont disponibles pour le coulage coulage par gravité ; coulage sous pression; coulage en sable; moulage sous pression, par exemple. Cependant, il est préféré de réaliser un moulage sous pression en utilisant un moule, en particulier le forgeage liquide afin d'assurer l'imprégnation sûre de substances poreuses à base de fer avec des alliages fondus pour réaliser l'élément d'enrobage par coulage. Cependant, si on prend en considération la fabrication en série, on peut utiliser le moulage sous pression. L'étape de solidification suivante peut être réalisée par refroidissement naturel. Cependant, dans le cas de procédés de refroidissement, tel que de l'eau de refroidissement à vitesse rapide, la structure coulée de l'élément d'enrobage par coulage est micro-affinée de sorte qu'il est possible d'améliorer dans l'ensemble la solidité de l'élément coulé composite résultant. (2) Pour coating element The pour coating component comprises at least one member selected from the group consisting of pure Al, pure Al, Mg alloys and Mg alloys. The composition of the alloys does not matter, however it is possible to use various wrought alloys as stipulated by Japanese industry standards. Suitable alloys can be selected according to the specifications of the composite castings, pressurized housings and compressors. The following processes are available for casting gravity casting; die casting; sand casting; die casting, for example. However, it is preferred to perform pressure casting using a mold, particularly liquid forging to ensure the safe impregnation of iron-based porous materials with molten alloys to make the casting encapsulant. . However, if mass production is taken into consideration, it is possible to use die casting. The next solidification step can be carried out by natural cooling. However, in the case of cooling processes, such as fast-speed cooling water, the casting structure of the casting encapsulant is micro-refined so that it is possible to improve in the together the strength of the resultant composite cast member.
(3) Application Le présent élément coulé composite peut être utilisé dans diverses parties constitutives et appareils. En particulier, le présent élément coulé composite est approprié à des pièces constitutives qui nécessitent une solidité plus élevée que celle des produits coulés comprenant l'élément d'enrobage par coulage seul, car le présent élément coulé composite est renforcé par la substance poreuse à base de fer. Par exemple, de telles pièces constitutives peuvent être des blocs cylindres, divers boîtiers de compresseurs, des pièces constitutives d'ossatures, des coques intérieures ou des coques extérieures de conteneurs sous pression, et des tuyaux de plomberie. (3) Application The present composite cast member can be used in various component parts and apparatus. In particular, the present composite cast member is suitable for component parts which require a higher strength than cast products comprising the casting embedding element alone, since the present cast composite is reinforced by the porous substance based on of iron. For example, such component parts may be cylinder blocks, various compressor housings, component parts of frames, inner shells or outer shells of pressure containers, and plumbing pipes.
Il faut noter que, lorsque le présent élément coulé composite est adapté à des composants qui sont conformés en cylindre et qui sont soumises à des pressions internes, par exemple, des cloisons étanches de récipients sous pression, la substance poreuse à base de fer peut être conformée de façon appropriée en cylindre dans lequel le connecteur est placé sur le côté périphérique extérieur et l'élément de renforcement est placé sur le côté périphérique intérieur, ceci en raison du fait que la contrainte maximale apparaît du côté périphérique intérieur du présent élément coulé composite ou de a substance poreuse à base de fer. It should be noted that when the present composite cast member is adapted to components which are cylindrical and are subjected to internal pressures, for example, bulkheads of pressurized containers, the porous iron-based substance can be suitably shaped into a cylinder in which the connector is placed on the outer peripheral side and the reinforcing member is placed on the inner peripheral side, this being due to the fact that the maximum stress appears on the inner peripheral side of the present composite cast member or a porous iron-based substance.
Le présent carter sous pression peut être adapté à des douilles de cylindre, des blocs cylindres ou des boîtiers, qui sont utilisés dans des pompes, des compresseurs ou des moteurs, des cloisons étanches, et des tuyaux de plomberie, en plus de divers récipients sous pression. Il faut noter que le présent compresseur et ses éléments constitutifs représentent certains modes de réalisation spécifiques du présent carter sous pression. The present pressurized housing can be adapted to cylinder bushings, cylinder blocks or housings, which are used in pumps, compressors or motors, bulkheads, and plumbing pipes, in addition to various receptacles. pressure. It should be noted that the present compressor and its constituent elements represent certain specific embodiments of the present pressurized housing.
EXEMPLESEXAMPLES
(Exemple n 1)(Example 1)
(vue d'ensemble) Les figures 1 et 2 illustrent un boîtier 1 conformé en cylindre et destiné à des compresseurs, l'Exemple n 1 de la présente invention. Il faut noter que le présent élément coulé composite, les éléments constitutifs du compresseur ou du carter sous pression incluent le boîtier 1 conformé en cylindre. La figure 2 est une vue agrandie d'une surface d'extrémité opposée du boîtier 1 conformé en cylindre et portant la référence 2 de la figure 1. De plus, comme illustré dans la figure 1, le boîtier 1 conformé en cylindre est réalisé en supposant qu'une pression interne P résultant généré par un fluide de travail agit vers l'extérieur depuis le côté périphérique intérieur. (Overview) Figs. 1 and 2 illustrate a cylinder-shaped housing 1 for compressors, Example No. 1 of the present invention. It should be noted that the present composite cast member, the components of the compressor or the pressure housing include the casing 1 shaped cylinder. FIG. 2 is an enlarged view of an opposite end surface of the cylinder-shaped casing 1 and bearing the reference 2 of FIG. 1. Moreover, as illustrated in FIG. 1, the cylinder-shaped casing 1 is made of assuming that a resultant internal pressure P generated by a working fluid acts outwardly from the inner peripheral side.
Le boîtier 1 est un élément coulé composite qui comprend une substance frittée poreuse à base de fer 11 conformée en cylindre, et un élément d'enrobage par coulage 12. L'élément d'enrobage par coulage 12 est réalisé en coulant un alliage d'aluminium de fonderie autour de la surface périphérique extérieure de la substance frittée poreuse à base de fer 11. Comme illustré dans la figure 2, la substance frittée poreuse à base de fer 11 comprend un élément de renforcement 11a, et un connecteur llb. L'élément de renforcement lia est placé du côté périphérique intérieur de la substance frittée poreuse à base de fer 11, et présente une porosité plus faible, c'est-à-dire qu'elle présente un Vf plus grand. Le connecteur llb est placé sur le côté périphérique extérieur de la substance frittée poreuse à base de fer 11, et présente une porosité plus grande et c'est-à-dire qu'il a un Vf plus faible. De plus, les pores de la substance frittée poreuse à base de fer sont imprégnés de métal fondu pour réaliser l'élément d'enrobage par coulage 12, et se solidifient avec lui. En particulier, dans les pores placés dans le connecteur llb, l'élément d'enrobage par coulage 12 est solidifié solidement après l'imprégnation. Par conséquent, la substance frittée poreuse à base de fer 11 et l'élément d'enrobage par coulage 12 sont solidement liés par un effet d'ancrage. The casing 1 is a composite cast member which comprises a porous sintered iron-based substance 11 shaped as a cylinder, and a casting encapsulant 12. The casting encapsulant 12 is made by casting an alloy of Foundry aluminum around the outer peripheral surface of the porous iron-based sintered material 11. As illustrated in FIG. 2, the porous iron-based sintered material 11 comprises a reinforcing member 11a, and a connector 11b. The reinforcing member 11a is placed on the inner peripheral side of the porous iron-based sintered substance 11, and has a lower porosity, i.e. it has a larger Vf. The connector 11b is placed on the outer peripheral side of the porous iron-based sintered substance 11, and has a larger porosity and i.e. has a lower Vf. In addition, the pores of the porous iron-based sintered substance are impregnated with molten metal to make the casting encapsulant 12, and solidify with it. In particular, in the pores placed in the connector 11b, the casting encapsulant 12 is solidified solidly after the impregnation. Therefore, the iron-based porous sintered material 11 and the casting encapsulant 12 are securely bonded by an anchoring effect.
(Fabrication d'une substance frittée poreuse à base de fer) La substance frittée poreuse à base de fer 11 ci-dessus, conformée en cylindre, a été fabriquée de la manière suivante. On a préparé comme poudres de matériau brut les poudres suivantes: la poudre de fer réduite servant de poudre de fer; du graphite (C) ; de l'acide stéarique, un lubrifiant pour métallurgie des poudres; et une poudre de cuivre. La poudre de fer réduite est constituée de fer pur, et est du KIP240M obtenu auprès de KAWASAKI SEITETSU Co, Ltd, et a un diamètre de particule moyen de 75 m. L'acide stéarique a un point de fusion de 60 C. Le lubrifiant est du W-02 obtenu auprès de DAIWA WAx Co. La poudre de cuivre es du CE-5 obtenu auprès de FUKUDA KINZOKU Co et a un diamètre de particule moyen de 80 m. Ces poudres de matériau brut ont été utilisées pour préparer une première poudre de mélange et une deuxième poudre de mélange (c'est-à- dire, l'étape de mélange). 1l faut noter que la première poudre de mélange est constituée de 74 % en masse de Fe, 0,8 % en masse de C, et 3 % en masse d'acide stéarique. La deuxième poudre de mélange est constituée de 87 % en masse de Fe, 0,8 % en masse de C, 2 % en masse de Cu, 3 % en masse d'acide stéarique. La première poudre de mélange et la deuxième poudre de mélange ont été mélangées toutes les deux pendant une heure en utilisant un appareil de malaxage. (Manufacture of an iron-based porous sintered material) The porous iron-based sintered substance 11 above, formed into a cylinder, was manufactured in the following manner. The following powders were prepared as raw material powders: the reduced iron powder used as iron powder; graphite (C); stearic acid, a lubricant for powder metallurgy; and a copper powder. The reduced iron powder is pure iron, and is KIP240M obtained from KAWASAKI SEITETSU Co, Ltd, and has an average particle diameter of 75 m. Stearic acid has a melting point of 60 C. The lubricant is W-02 obtained from DAIWA WAx Co. The copper powder is CE-5 obtained from FUKUDA KINZOKU Co and has an average particle diameter of 80 m. These raw material powders were used to prepare a first mixing powder and a second mixing powder (i.e., the mixing step). It should be noted that the first mixing powder consists of 74% by weight of Fe, 0.8% by weight of C, and 3% by weight of stearic acid. The second mixing powder consists of 87% by weight of Fe, 0.8% by weight of C, 2% by weight of Cu, 3% by weight of stearic acid. The first mixing powder and the second mixing powder were mixed for one hour using a mixing apparatus.
La première poudre de mélange a été introduite dans une cavité cylindrique d'un premier moule (c'est-à-dire, étape de remplissage), puis a été formée par pressage (c'est-à-dire, étape de formage). Par conséquent, un premier comprimé de poudre a été produit dont le diamètre intérieur était de 90 mm, le diamètre extérieur est de 100 mm et la longueur est de 50 mm. La deuxième poudre de mélange a été introduite dans une cavité cylindrique d'un deuxième moule (c'est-à- dire, étape de remplissage), puis a été formé par pressage (c'est-à-dire, étape de formage). En conséquence, un deuxième comprimé de poudre a été produit qui a été introduit dans le premier comprimé de poudre et dont le diamètre intérieur est de 80 mm, le diamètre extérieur est de 90 mm et la longueur est de 50 mm. Le premier comprimé de poudre résultant (c'est-à- dire, la coque extérieure) et le deuxième comprimé de poudre résultant (c'est-à-dire la coque intérieure) ont été stratifiés en introduisant le deuxième comprimé de poudre dans le premier comprimé de poudre, réalisant ainsi un comprimé de poudre à double structure (c'est-à-dire, étape de stratification). The first mixing powder was introduced into a cylindrical cavity of a first mold (i.e., filling step), and then formed by pressing (i.e., forming step) . As a result, a first powder compact was produced having an inside diameter of 90 mm, an outside diameter of 100 mm and a length of 50 mm. The second mixing powder was introduced into a cylindrical cavity of a second mold (i.e., filling step), and then formed by pressing (i.e., forming step) . As a result, a second powder compact was produced which was introduced into the first powder compact and whose inner diameter was 80 mm, the outer diameter was 90 mm and the length was 50 mm. The first resulting powder compact (i.e., the outer shell) and the second resulting powder compact (i.e., the inner shell) were laminated by introducing the second powder compact into the first powder compact, thereby producing a dual-structure powder compact (i.e., laminating step).
Le comprimé de poudre résultant a été placé dans un four électrique, et a été fritté en chauffant à 1100 C pendant 30 minutes dans une atmosphère inerte ou sous vide (c'est-à-dire, étape de frittage). Par conséquent, la substance frittée poreuse à base de fer 11 a été fabriquée dont le diamètre intérieur est de 80 mm, le diamètre extérieur est de 100 mm et la longueur est de 50 mm. Le côté périphérique extérieur de la substance frittée poreuse à base de fer 11 est constitué du premier comprimé de poudre fritté, et présente une porosité d'environ 27 % en volume. Il faut noter que le connecteur llb de la présente invention inclut le côté périphérique extérieur de la substance frittée poreuse à base de fer 11. Le côté périphérique intérieur de la substance poreuse frittée à base de fer 11 est constitué du deuxième comprimé de poudre fritté, et présente une porosité d'environ 13 % en volume. Il faut noter que l'élément de renforcement lia de la présente invention inclut le côté périphérique intérieur de la substance poreuse à base de fer 11. La figure 3 représente schématiquement l'aspect de la substance frittée poreuse à base de fer 11. Il faut noter que la figure 3a est la vue en perspective de toute la substance frittée poreuse à base de fer 11; et la figure 3b est une vue en coupe transversale de la substance frittée poreuse à base de fer 11 suivant l'axe de référence. The resulting powder tablet was placed in an electric oven, and sintered by heating at 1100 C for 30 minutes in an inert atmosphere or under vacuum (i.e., sintering step). Therefore, the porous iron-based sintered substance 11 has been manufactured with an inside diameter of 80 mm, an outside diameter of 100 mm and a length of 50 mm. The outer peripheral side of the porous iron-based sintered material 11 is the first sintered powder compact, and has a porosity of about 27% by volume. It should be noted that the connector 11b of the present invention includes the outer peripheral side of the iron-based porous sintered material 11. The inner peripheral side of the iron-based sintered porous substance 11 consists of the second sintered powder compact, and has a porosity of about 13% by volume. It should be noted that the reinforcing member 11a of the present invention includes the inner peripheral side of the porous iron-based substance 11. FIG. 3 schematically represents the appearance of the porous iron-based sintered substance 11. It is necessary to Note that Figure 3a is the perspective view of all the porous sintered iron-based substance 11; and Figure 3b is a cross-sectional view of the iron-based porous sintered material 11 along the reference axis.
(Fabrication de l'élément coulé composite) La substance frittée poreuse à base de fer 11 a été enrobée par coulage avec un alliage d'aluminium conformément aux normes industrielles japonaises 2024 et a été transformée en élément d'enrobage par coulage 12. Par conséquent, on a fabriqué un élément coulé composite conformé en cylindre, c'est-à-dire le boîtier 1. Le métal fondu de l'alliage aluminium a été versé à l'intérieur à partir du côté périphérique extérieur de la substance frittée poreuse à base de fer 11, c'est-à-dire du côté du connecteur llb. Dans cet exemple, les conditions de coulage ont été fixées de telle sorte que la température du métal fondu soit de 750 C, la température du moule soit de 200 C, la substance frittée poreuse à base de fer 11 a été préchauffée à 300 C, et le métal fondu a été mis sous pression à 100 MPa. Par conséquent, la substance frittée poreuse à base de fer 11 a été imprégnée de métal fondu d'alliage d'aluminium en s'écoulant vers l'intérieur depuis le connecteur llb vers l'élément de renforcement lla. Ensuite, le moule a été refroidi à l'eau pour solidifier le métal fondu, achevant ainsi l'élément coulé composite conformé en cylindre. (Manufacture of Composite Cast Element) The porous iron-based sintered material 11 was coated by casting with an aluminum alloy according to Japanese Industrial Standard 2024 and was formed into a casting embedding member 12. Therefore, a composite cylinder cast member, i.e., the housing 1, was manufactured. The molten metal of the aluminum alloy was poured in from the outer peripheral side of the porous sintered substance to iron base 11, that is to say the side of the connector llb. In this example, the casting conditions were set so that the temperature of the molten metal was 750 ° C., the mold temperature was 200 ° C., the porous sintered iron-based substance 11 was preheated to 300 ° C., and the molten metal was pressurized to 100 MPa. As a result, the porous iron-based sintered material 11 has been impregnated with molten aluminum alloy material flowing inward from the connector 11b to the reinforcing member 11a. Then, the mold was cooled with water to solidify the molten metal, thus completing the rolled composite casting.
La figure 4 représente une photographie métallographique de l'élément coulé composite qui a été observé au microscope optique après découpage de l'élément coulé composite à proximité du connecteur llb et attaque chimique de la section transversale de la structure métallique avec une solution de 3 % d'alcool nitrique (ou nital) pendant 15 secondes. À partir de la photographie métallographique, on a observé que les pores du connecteur llb ont été densément imprégnés de métal fondu d'alliage d'aluminium et solidifiés avec lui, et que la liaison entre la substance frittée poreuse à base de fer 11 et l'élément d'enrobage par coulage 12 était solide (c'est-à-dire, matrice). FIG. 4 shows a metallographic photograph of the composite cast member which was observed under an optical microscope after cutting the composite cast member near the connector 11b and etching the cross section of the metal structure with a 3% solution nitric alcohol (or nital) for 15 seconds. From the metallographic photograph, it has been observed that the pores of the connector 11b have been densely impregnated with molten aluminum alloy and solidified therewith, and that the bond between the porous iron-based sintered material 11 and the Pour coating element 12 was solid (i.e., matrix).
De plus, on pense que la poudre de Cu (c'est-à-dire le matériau porogène), qui a été mélangé dans le deuxième comprimé de poudre, a fondu à la chaleur pendant le frittage et contribue à la formation des pores dans le connecteur llb. De plus, il faut avoir à l'esprit que la poudre de Cu elle-même a fondu pendant le frittage, et s'est écoulée dans des vides ménagés lorsque la poudre de Fe a été frittée, et a rempli les vides. Il faut noter que l'élément coulé composite présentant une résistance à la traction comprise entre 535 et 564 MPa. La résistance à la traction était de 546 MPa sur une moyenne de 3 mesures. In addition, it is believed that the Cu powder (i.e., the pore-forming material), which has been mixed in the second powder compact, has melted to heat during sintering and contributes to the formation of pores in the connector llb. In addition, it should be borne in mind that the Cu powder itself melted during sintering, and flowed into small voids when the Fe powder was sintered, and filled the voids. It should be noted that the composite cast member has a tensile strength of between 535 and 564 MPa. The tensile strength was 546 MPa on an average of 3 measurements.
(Exemple n 2)(Example 2)
La figure 5 illustre un boîtier 2 conformé en cylindre pour compresseurs,Exemple n 2 de la présente invention. Il faut noter que les présents éléments constitutifs de compresseurs ou de carter sous pression incluent le boîtier 2 conformé en cylindre. Le boîtier 2 a été réalisé en modifiant la forme de la substance frittée poreuse à base de fer 11 dans l'Exemple n 1 pour donner une substance frittée poreuse à base de fer en cuvette 21 dont la section a la forme d'un demi-cercle, et en enrobant par coulage la périphérie extérieure de la substance frittée poreuse à base de fer 21 avec un élément d'enrobage par coulage 22. Dans l'exemple n 2, le côté périphérique intérieur de la substance frittée poreuse à base de fer 21 est transformé en élément de renforcement, et son côté périphérique extérieur est transformé en connecteur. L'exemple n 2 est efficace lorsqu'une résistance élevée, seulement à la traction, est requise au niveau de la partie supérieure du côté périphérique intérieur du boîtier 2. Figure 5 illustrates a casing 2 shaped as a cylinder for compressors, Example No. 2 of the present invention. It should be noted that the present components of compressors or pressure housing include the casing 2 shaped cylinder. The casing 2 was made by changing the shape of the porous iron-based sintered material 11 in Example 1 to give a porous iron-based sintered substance in a bowl 21 whose section is in the form of a half circle, and castingly coating the outer periphery of the porous iron-based sintered substance 21 with a casting coating element 22. In Example No. 2, the inner peripheral side of the porous iron-based sintered substance 21 is transformed into a reinforcing element, and its outer peripheral side is converted into a connector. Example No. 2 is effective when a high tensile strength is required at the top of the inner peripheral side of the housing 2.
(Exemple n 3)(Example 3)
La figure 6 représente un boîtier 3 conformé en cylindre pour compresseurs, Exemple n 3 de la présente invention. Il faut noter que les présents éléments constitutifs des compresseurs ou du carter sous pression incluent le boîtier 3 conformé en cylindre. Le boîtier 3 a été réalisé en modifiant la forme de la substance frittée poreuse à base de fer 11 dans l'exemple n 1 pour donner une substance frittée poreuse à base de fer en cuvette 21 dont la section a la forme d'un demi-cercle, et en enrobant par coulage la périphérie intérieure de la substance frittée poreuse à base de fer 31 avec un élément d'enrobage par coulage 32. Dans l'exemple n 3, le côté périphérique extérieur de la substance frittée poreuse à base de fer 31 est transformé en élément de renforcement, et le côté périphérique intérieur est transformé en connecteur. Dans l'exemple n 3, il faut noter que la substance frittée poreuse à base de fer 31 n'est pas placé sur toute la longueur du boîtier 3, mais est placé seulement au milieu du boîtier 3. L'exemple n 3 est efficace lorsqu'une résistance élevée, seulement à la traction, est requise au niveau de la partie supérieure du côté périphérique extérieur du boîtier 2 et au milieu de celle-ci. Figure 6 shows a casing 3 shaped as a cylinder for compressors, Example No. 3 of the present invention. It should be noted that the present components of the compressors or the pressure housing include the housing 3 shaped cylinder. The casing 3 was made by changing the shape of the porous iron-based sintered material 11 in Example 1 to give a porous iron-based sintered substance in a bowl 21 whose section is in the form of a half circle, and castingly coating the inner periphery of the porous iron-based sintered substance 31 with a casting encapsulant 32. In Example No. 3, the outer peripheral side of the porous iron-based sintered substance 31 is transformed into a reinforcing member, and the inner peripheral side is converted into a connector. In Example No. 3, it should be noted that the porous iron-based sintered substance 31 is not placed over the entire length of the housing 3, but is placed only in the middle of the housing 3. Example No. 3 is effective when a high tensile strength is required at the upper end of the outer peripheral side of the housing 2 and in the middle thereof.
Sans se limiter aux exemples décrits ci-dessus, il est possible d'imaginer un grand nombre d'autres exemples dépendant des types et spécifications de compresseurs et des applications et formes de carter sous pression. Without being limited to the examples described above, it is possible to imagine a large number of other examples depending on the types and specifications of compressors and applications and forms of crankcase pressure.
Après avoir décrit totalement la présente invention, il ressortira à l'homme du métier que de nombreuses modifications et de nombreux changements peuvent être apportés sans s'écarter de l'esprit ou du cadre de la présente invention présentée ici et incluant les Having fully described the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that many modifications and many changes can be made without departing from the spirit or scope of the present invention presented herein and including the
revendications jointes.attached claims.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20130731 |