EP0399400B1 - Verfahren zur Herstellung gesinterter Metallprodukte sowie damit hergestellte Produkte - Google Patents

Verfahren zur Herstellung gesinterter Metallprodukte sowie damit hergestellte Produkte Download PDF

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EP0399400B1
EP0399400B1 EP90109458A EP90109458A EP0399400B1 EP 0399400 B1 EP0399400 B1 EP 0399400B1 EP 90109458 A EP90109458 A EP 90109458A EP 90109458 A EP90109458 A EP 90109458A EP 0399400 B1 EP0399400 B1 EP 0399400B1
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EP
European Patent Office
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metallic material
filling
housing
porous matrix
sintering
Prior art date
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EP90109458A
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English (en)
French (fr)
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EP0399400A1 (de
Inventor
Paolo Luca Antona
Stefano Taricco
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fiat Auto SpA
Original Assignee
Fiat Auto SpA
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14—Tappets; Push rods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
    • B22F3/26—Impregnating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/002—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14—Tappets; Push rods
    • F01L1/143—Tappets; Push rods for use with overhead camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2301/00—Using particular materials

Definitions

  • the present invention relates to a process to manufacture a sintered metallic product and to the product thus obtained.
  • the aforesaid invention consists of a lifter head for an internal combustion engine.
  • lifter heads consist of a first base material layer which, in use, is joined to a respective shank by means of a conventional operation ( welding, brazing, mechanical junction, etc. ) and of a second layer, bound up with the first layer, which consists of a material so-called "noble” owing to its particular resistance to the abrasion resulting from the percussion, rolling and slip stresses owing to the cam which, in use, acts upon it.
  • the object of the present invention is to conceive a process and to manufacture a product able to obviate the aforesaid drawbacks of the known processes and products.
  • the reference numeral 1 indicates a mould provided with a cavity filled with a first metallic material 3
  • the reference numeral 5 indicates a countermould presenting an annular recess 6 around it.
  • the material 3 essentially consists of a mixture of preliminarily premixed iron-based powders.
  • Figure 2 shows how the countermould 5 cooperates with the mould 1 to compact the metallic material 3 in order to obtain ( figure 3 ) a matrix 7 with a concave housing 8 laterally delimited by an annular projecting part 9.
  • Figure 4 shows how the housing 8 is filled with a second metallic material 10 which, in accordance with the present invention, consists of compacted copper or of a mixture of copper-based powders.
  • a substratum 12 which essentially consists of an iron matrix ( first material ), the pores of which are completely saturated with copper ( second material ) .
  • the fusion ( or rather the diffusion and then the fusion ) of the copper powder into the iron matrix enables to obtain a substratum substantially with no porosity whatsoever ; moreover the copper which is in the pores of the iron matrix favours the adhesion of subsequent fillings, according to the description hereinafter .
  • the housing 8 of the substratum 12 is filled with a third "noble" metallic material 13, and particularly able to resist abrasion stresses such as percussion, rolling, slip, etc.
  • the material 13 ( see figure 7 ) is tamped and/or compacted by means of the mould 1 and a countermould 14 and then sintered .
  • the sintering of the "noble" material 13 is carried out so as to control the porosity of the filling 16, in order to be able to impregnate it later with lubricating oil ( according to a conventional method ) and therefore to make it self-lubricating .
  • the sintered product obtained in accordance with the present invention also permits to make maintenance less frequent.

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Claims (10)

  1. Verfahren zum Herstellen eines gesinterten Metallproduktes das mindestens einen Bereich besitzt, der Abriebsbeanspruchung ausgesetzt ist, aufweisend die folgenden Arbeitsschritte:
    - Bereitstellen einer porösen Matrix (7) durch Verfestigen von vorgemischten Pulvern (3) auf Eisenbasis, um eine zu dem genannten Bereich passende Ausnehmung (8) zu bilden, die durch ein überstehendes Teil (9) seitlich begrenzt ist;
    - Füllen der genannten Ausnehmung (8) mit einer Lage metallischen Materials (10), das imstande ist, bei der Sintertemperatur der genannten porösen Matrix (7) in die genannte poröse Matrix (7) zu diffundieren;
    - Sintern der genannten porösen Matrix (7) und der genannten Lage (10) bei der genannten Temperatur, bis das Material der genannten Lage (10) vollständig in die Poren der genannten Matrix (7) eindiffundiert ist, wobei man ein Substrat (12) erhält, das im wesentlichen seiner Porosität beraubt ist;
    - Einbringen einer vorbestimmten Menge eines gegen Abrieb widerstandsfähigen, pulvrigen metallischen Materials (13) in die genannte Ausnehmung (8);
    - Verfestigen der genannten Menge pulvrigen metallischen Materials (13), bis ein vorbestimmter Grad der Porosität erhalten ist; und
    - Sintern der so verfestigten genannten Menge pulvrigen metallischen Materials (13), um eine Füllung (16) in der genannten Ausnehmung (8) zu erhalten, die am genannten Substrat (12) anhaftet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Lage metallischen Materials (13) in Form von verfestigtem Kupfer vorliegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Lage metallischen Materials (13) in Form einer Mischung von Pulvern auf Kupferbasis vorliegt.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sintern der genannten porösen Matrix (7) und der genannten Lage metallischen Materials (10) bei einer Temperatur von etwa 1120°C in Gegenwart von Wasserstoff erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte pulvrige metallische Material (13) in einem Stützkörper (1, 14) verfestigt wird, der eine Form (1) und eine Gegenform (14) einschließt und das Sintern der genannten Füllung (16) im wesentlichen dadurch ausgeführt wird, daß man den Stützkörper (1, 14) bei einer Temperatur hält, die identisch mit der Temperatur der genannten Füllung (16) ist, um nach dem Sintern denselben Temperaturabfall im genannten Substrat (12) und in der genannten Füllung (16) sicherzustellen.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Sintern der genannten Füllung (16), für eine Imprägnierung von Schmieröl in den Poren der genannten Füllung (16) sorgt.
  7. Gesintertes Metallprodukt, das mindestens einen Bereich besitzt, der Abriebsbeanspruchungen ausgesetzt ist, aufweisend ein Substrat (12), das eine zu dem genannten Bereich passende Ausnehmung (8) und eine Füllung (16) aufweist, die sich in der genannten Ausnehmung (8) befindet, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Substrat (12) aus einer porösen Matrix (7) gebildet ist, die aus verfestigten vorgemischten Pulvern (3) auf Eisenbasis hergestellt ist, die mit einem zweiten metallischen Material (10) zusammengesintert sind, um die Poren der genannten porösen Matrix (7) mit dem genannten zweiten metallischen Material (10) zu füllen, die genannte Ausnehmung (8) seitlich durch ein überstehendes Teil (9) begrenzt ist, und die genannte Füllung (16) aus einer vorbestimmten Menge von gegen Abriebsbeanspruchungen widerstandsfähigem, pulverigem metallischem Material (13) hergestellt ist, welches in der genannten Ausnehmung (8) verfestigt und gesintert ist.
  8. Produkt nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte zweite metallische Material (10) in Form von verfestigtem Kupfer oder einer Mischung aus Pulvern auf Kupferbasis vorliegt.
  9. Produkt nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Füllung (16) verfestigt ist, um einen vorbestimmten Grad an Porosität zu erhalten, und nach dem Sintern mit Schmieröl imprägniert ist.
  10. Produkt nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch seine Verwendung als Stößel- oder Nockenkopf eines Verbrennungsmotors.
EP90109458A 1989-05-26 1990-05-18 Verfahren zur Herstellung gesinterter Metallprodukte sowie damit hergestellte Produkte Expired - Lifetime EP0399400B1 (de)

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IT8967401A IT1233589B (it) 1989-05-26 1989-05-26 Procedimento per realizzare un manufatto metallico sinterizzato e manufatto cosi ottenuto

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EP0399400A1 EP0399400A1 (de) 1990-11-28
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