[发明专利]粉末冶金体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及粉末冶金体以及粉末冶金体的制备方法。

背景技术

德国专利文献DE 103 01 175 A1披露了一种通过粉末冶金法制 得的粉末冶金体，该粉末冶金体具有至少一个多孔区域和至少一个平 面流体密封区域(fluiddichten Bereich)。该流体密封区域 设计用于阻止某些液体的渗透，并且在某些情况下，该流体密封区域 也应阻止气体的渗透。这种流体密封区域可在粉末冶金体内形成一道 屏障。

发明内容

本发明的目的在于改善粉末冶金体的密封功能。

这一目的是通过将独立权利要求1和13的特征加以组合而得以 实现的。

本发明基于如下原理：将独立的密封元件(例如，弹性体密封件) 安装于粉末冶金体(优选由烧结铁或烧结钢制成)上，并将所述密封 元件的密封功能与再致密化的粉末冶金体区域相结合。密封元件具有 这样的功能，即，对粉末冶金体壁进行密封以防止不利的气体和/或 液体渗透。通过如下方式使这一密封功能得以改善：将密封元件安装 于粉末冶金体的安装底座上，而该粉末冶金体的安装底座区域中存在 再致密化的深度区域(Tiefenbereich)。因此，该深度区域的平均孔 隙率低于该粉末冶金体整体的平均孔隙率(因此，该深度区域具有更 高的材料密度)。

优选通过阿基米德方法或借助于定量图像分析来确定孔隙率。在 通过定量图像分析来确定孔隙率时，优选通过上述阿基米德方法来进行 度量修正。

根据本发明，可将粉末冶金体的孔隙率优势(静质量低、材料消 耗低、生产成本效益高)与粉末冶金体仅在要求区域内的较高的材料 密度(较低的孔隙率)相结合。根据本发明，这些区域至少位于还将 要设置一个或多个密封元件的位置。安装底座优选形成针对密封元件 的机械接触表面。

在所述深度区域中，特别地提供了封闭的孔隙以形成局部相对较 低的孔隙率。这样，粉末冶金体中常规密封元件区域内的密封性得到 有效地提高。

在优选实施方案中，局部相对致密的区域(即，具有局部相对较 低的孔隙率的深度区域)的材料深度至少为0.01mm或至少0.05mm。 通常由安装底座开始测量材料深度。在优选实施方案中，材料深度达 0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm或2.5mm。当材料深度小于0.01 mm或0.05mm时(取决于其用途)，可能不一定确保粉末冶金体具 有所需的用以支持该深度区域中的密封元件的不透性。当材料深度大 于2.5mm时，则用以获得所需的局部相对较高密度或局部相对较低 孔隙率的过程所耗费的费用可能会相对较高，而在该过程中却并不会 获得密封作用方面所要求的额外益处。

优选的是，在横向显微断面中，该深度区域被表示为横截面积， 该横截面积形成为材料深度与材料宽度的乘积，其中该材料宽度特别 地平行于安装底座延伸。材料宽度的尺寸优选小于或等于安装底座的 宽度。所考虑的横截面积尤其为至少0.3mm²。该横截面积表示(例 如)材料深度为0.5mm、材料宽度为0.6mm的待考虑区域。

为了提高安装底座区域的密封作用，对于材料深度与孔隙率之间 的关系来说，以下实施方案是优选的：

当材料深度达0.05mm时，该深度区域内的平均孔隙率至多为4 体积％(相当于至少为理论密度的96％)、优选至多为2.5体积％(相 当于至少为理论密度的97.5％)。当材料深度达0.5mm时，该深度 区域内的平均孔隙率至多为5体积％、优选至多为2.5体积％。当材 料深度达1.0mm时，该深度区域内的平均孔隙率至多为6体积％、 优选至多为3体积％。当材料深度达1.5mm时，该深度区域内的平 均孔隙率至多为7体积％、优选至多为3.5体积％。

所示出的孔隙率值优选利用定量图像分析方法(金相学)确定。

所述深度区域中的平均孔隙率优选至多为5体积％。如果深度区 域中的平均孔隙率高于5体积％，则可能不一定确保获得所需的针对 气体和液体的不透性。在所述深度区域以外，粉末冶金体无需具有针 对液体/气体的不透性，因此这里的平均孔隙率(例如，高于10体积 ％)可相当于常规粉末冶金成分的平均孔隙率。