不同材料的瞬態(tài)液相連接制造技術(shù)

一種用于連接不同材料的方法，這些不同材料可以包括由鑄鐵制成的第一部分以及由金屬合金制成的第二部分，該第二部分不是由鑄鐵制成的。一種插入材料可以被布置在該第一部分與該第二部分之間。該插入材料可以被加熱成使得該插入材料的至少一部分形成一種瞬態(tài)階段液體并且粘接至該第一部分和第二部分上。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利申請涉及不同材料的瞬態(tài)液相連接，其中一個部件是鑄鐵部件。背景在美國專利號7,518,082中公開了一種用于電弧焊接可鍛鑄鐵的方法。概述在至少一個實施例中，提供了一種連接不同材料的方法。該方法可以包括提供由鑄鐵制成的第一部分并且提供由金屬合金制成的第二部分，該金屬合金不是由鑄鐵制成的。該方法可以進一步包括提供一種插入材料，該插入材料可以被布置在該第一部分與該第二部分之間并且可以與這兩部分接合。該方法可以還包括加熱該插入材料，使得該插入材料形成一種瞬態(tài)階段液體并且粘接至該第一部分與該第二部分上。當該插入材料被加熱時該第一部分與該第二部分可以不熔化。在至少一個實施例中，提供了一種連接不同材料的方法。該方法可以包括提供第一部分，該第一部分可以由鑄鐵制成并且可以具有第一表面。可以提供第二部分，該第二部分可以由鋼制成并且可以具有第二表面。可以提供一種插入材料，該插入材料可以具有第一插入材料表面和被布置成與第一插入材料表面相反的第二插入材料表面。該第一插入材料表面可以被定位在該第一表面上。該第二插入材料表面可以被定位在該第二表面上。該插入材料可以被加熱，從而使得該插入材料在第一插入材料表面處變成一種第一瞬態(tài)階段液體并且在第二插入材料表面處變成一種第二瞬態(tài)階段液體。該第一瞬態(tài)階段液體可以粘接至該第一部分上。該第二瞬態(tài)階段液體可以粘接至該第二部分上。當該插入材料被加熱并且該插入材料粘接至該第一部分和該第二部分上時，該第一部分和該第二部分可以并未熔化。附圖簡要說明圖1A和圖1B是包括插入材料的示例性車橋部件的截面視圖。圖2是插入材料的截面視圖。圖3A和圖3B是連接不同材料的方法的流程圖。詳細說明按照要求，本文披露了本專利技術(shù)的多個詳細實施例；然而，應(yīng)該理解的是，所披露的這些實施例僅僅是本專利技術(shù)的能以不同形式和可替代形式實施的示例。這些附圖不必是按比例的；一些特征可以被夸大或者縮至最小以便示出具體部件的細節(jié)。因此，在此披露的具體的結(jié)構(gòu)上和功能上的細節(jié)不得理解為是限制性的，而是僅作為教導本領(lǐng)域技術(shù)人員以不同方式采用本專利技術(shù)的代表性基礎(chǔ)。由于高強度鑄鐵具有忍受車橋部件可能經(jīng)歷的高應(yīng)力和周期性加載的能力，車橋部件可以由高強度鑄鐵制成。使用高強度鑄鐵可以使得能夠產(chǎn)生復雜形狀的車橋部件，并且可以減少為了實現(xiàn)所希望形狀而采用的機加工處理。可能經(jīng)受高應(yīng)力和周期性加載的車橋部件可以包括車橋外殼、鼓式制動器組件、載體組件、制動鉗等。高強度鑄鐵可以含有碳和硅，其濃度可能會影響該高強度鑄鐵的強度和延展性。高強度鑄鐵的碳和硅含量可影響將附件或其他部件焊接至車橋部件上來形成車橋組件的能力。高強度鑄鐵的一些實例可以包括灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、以及蠕墨鑄鐵。這些高強度鑄鐵可以被稱為可流動鑄鐵。下表1中示出了選定的可流動鑄鐵的材料組成。鐵和/或殘余元素可以構(gòu)成該材料組成的余量的大部分并且為了簡潔起見沒有在表1中列出。表1：不同鑄鐵的材料成分灰鑄鐵為可包含石墨微結(jié)構(gòu)的一種類型的鑄鐵。石墨可為薄片形式并且通過硅來穩(wěn)定，硅可抑制碳化鐵的發(fā)展。灰鑄鐵中薄片形式的石墨可導致石墨遍及灰鑄鐵更大程度的溶解或擴散。石墨薄片的溶解或擴散可導致由灰鑄鐵制成的零件中的易碎區(qū)域。可鍛鑄鐵為包含石墨微結(jié)構(gòu)的一種類型的鑄鐵。石墨可為球形形式。添加錳或鎂可以使石墨能夠呈球形形式。相比灰鑄鐵，球形微結(jié)構(gòu)可提供更大的強度并且增強延展性。球墨鑄鐵類似于含有結(jié)節(jié)微結(jié)構(gòu)的可鍛鑄鐵。添加錳或鎂可以使石墨能夠呈結(jié)節(jié)形式。相比灰鑄鐵，結(jié)節(jié)微結(jié)構(gòu)可提供更大的強度，并且增強延展性。致密石墨鑄鐵(CGI)為含有石墨微結(jié)構(gòu)的一種類型的鑄鐵。石墨可為鈍薄片或半結(jié)節(jié)形式。半結(jié)節(jié)微結(jié)構(gòu)可提供介于灰鑄鐵與可鍛鑄鐵之間的強度和延展性。可以使用鋼來形成車橋子部件或附件部件。通過連接方法可以將鋼部件連接至車橋部件上從而形成車橋組件。這些附件部件可以是支架、外殼通氣管、以及其他安裝部件。這些鋼質(zhì)車橋子部件或附件部件可以由低碳鋼制成。低碳鋼的實例可以具有如下表2所示的材料組成。鐵和/或殘余元素可以構(gòu)成該材料組成的余量的大部分并且為了簡潔起見沒有在表1中列出。表2：不同SAE等級的材料成分將鋼部件焊接至鑄鐵部件上可能出現(xiàn)可能影響鑄鐵基礎(chǔ)材料強度的挑戰(zhàn)。由焊接工藝產(chǎn)生的熱量可以進一步使鑄鐵部件的石墨微結(jié)構(gòu)溶解或擴散。該溶解或擴散可以導致焊接區(qū)附近形成碳化物、馬氏體、滲碳體或貝氏體。包括滲碳體的形成物可被稱為“白鑄鐵”。這些形成物可減少這些鑄鐵制成的部分的強度。因此，由于其原始強度的潛在損失，工業(yè)標準通常警告在沒有廣泛的和昂貴的焊接操作的情況下不要焊接鑄鐵。規(guī)避在焊接鑄鐵零件時呈現(xiàn)的挑戰(zhàn)的一個可能解決方案是提供一種插入材料并且進行低溫冶金連接工藝，該插入材料被布置在該鋼部件與該鑄鐵部件之間。該插入材料可以是低熔點材料，當采用該低溫冶金連接工藝時該低熔點材料可以被配置成用于在鋼部件與鑄鐵部件之間產(chǎn)生或形成瞬態(tài)液相。該低溫冶金連接工藝可以在與傳統(tǒng)的焊接工藝相比低的溫度下實現(xiàn)連接由不同材料制成的多個部件。該低溫冶金連接工藝可以將鑄鐵連接至鋼部件上而不對鋼部件或鑄鐵部件的材料特性造成負面影響。該低溫冶金連接工藝可以是瞬態(tài)液相擴散粘接工藝，該瞬態(tài)液相擴散粘接工藝可以造成固態(tài)擴散粘接并且可以利用感應(yīng)加熱、電阻加熱、或摩擦加熱。該工藝可以至少熔化該插入材料的一部分并且可以減少有待連接的鋼部件和鑄鐵部件的熱效應(yīng)、或可以降低插入材料與基礎(chǔ)金屬的相互作用。該插入材料的至少一部分可以熔化而變成薄的瞬態(tài)液相夾層。該插入材料的這部分可以與由不同材料制成的這些部件(鑄鐵部件和鋼部件)相比是在更低溫度下熔化的。這樣，熔化溫度可以是低于該鋼部件或鑄鐵部件的固相線溫度的溫度。在該瞬態(tài)液相中，該插入材料的一層或一部分可以液化并且擴散進入該鋼部件或鑄鐵部件內(nèi)的空隙或間隙之中。當該瞬態(tài)液相沿著插入材料與有待連接的鋼部件和/或鑄鐵部件之間的界面蔓延時，該瞬態(tài)液相可以擴散進入這些部件中。施加給鋼部件和鑄鐵部件的溫度可以保持恒定，并且該薄的瞬態(tài)液相夾層可以等溫地固化來將這些部件連接在一起。該瞬態(tài)液相粘接可以依賴于該瞬態(tài)液相進入仍處于固態(tài)的該鋼部件和鑄鐵部件中的固態(tài)擴散。將該鋼部件、鑄鐵部件以及插入材料的組合維持在恒定的升高的溫度下，該插入材料的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種用于連接不同材料的方法，該方法包括：提供由鑄鐵制成的第一部分；提供由金屬合金制成的第二部分，該金屬合金不是由鑄鐵制成的；提供一種插入材料，該插入材料被布置在該第一部分與該第二部分之間并且接合這兩個部分；并且加熱該插入材料，使得該插入材料形成瞬態(tài)液相并且粘接至該第一部分和該第二部分上，其中當該插入材料被加熱時該第一部分和該第二部分并不熔化。

【技術(shù)特征摘要】
2014.12.02 US 14/558,1281.一種用于連接不同材料的方法，該方法包括：
提供由鑄鐵制成的第一部分；
提供由金屬合金制成的第二部分，該金屬合金不是由鑄鐵制成的；
提供一種插入材料，該插入材料被布置在該第一部分與該第二部分之
間并且接合這兩個部分；并且
加熱該插入材料，使得該插入材料形成瞬態(tài)液相并且粘接至該第一部
分和該第二部分上，其中當該插入材料被加熱時該第一部分和該第二部分
并不熔化。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該插入材料是由不同于鑄鐵并且
不同于該第二部分的金屬合金的一種插入材料金屬合金制成的。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，該插入材料金屬合金包括按重量
計在大致5.0％至20.0％范圍內(nèi)的鎳。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在加熱該插入材料之前該插入材
料將該第一部分與該第二部分完全分離開。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，加熱該插入材料包括對該第一部
分、該第二部分、以及該插入材料進行感應(yīng)加熱。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，加熱該插入材料包括對該第一部
分、該第二部分、以及該插入材料進行電阻加熱。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，加熱該插入材料包括摩擦焊接。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該插入材料是被噴射在該第一部
分上的。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該插入材料是一個膜，在該插入
材料接合該第二部分之前該膜被布置在該第一部分上。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在將該插入材料接合至該第二部
分上之前該插入材料是被布置在該第一部分的一個表面上的粉末。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該插入材料是被布置在該第一部
分和該第二部分上的粉末，其...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陽·翟，
申請(專利權(quán))人：阿文美馳技術(shù)有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US