[0055] 含有PTFE粉末、FEP粉末、h-BN粉末、表面活性剂和水的水性分散体还可含有不超 过20%质量比例的水合氧化铝粉末来代替润滑组合物粉末中h-BN粉末的含量的一部分。
[0056] 在含有PTFE粉末、FEP粉末、h-BN粉末、表面活性剂、和水的水性分散体或含有 PTFE粉末、FEP粉末、h-BN粉末,水合氧化铝粉末、表面活性剂、和水的水性分散体中还可含 有含水有机溶剂。作为含水有机溶剂,可以例举例如,如甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇、和甘油的 醇基溶剂;如丙酮、甲乙酮、和甲基异丁基酮的酮基溶剂;如甲基溶纤剂、溶纤剂、丁基溶纤 剂的醚基溶剂;如乙二醇、丙二醇、三甘醇、及四甘醇的二醇基溶剂;如二甲基甲酰胺和二 甲基乙酰胺的酰胺基溶剂;以及如N-甲基-2-吡咯烷酮的内酰胺基溶剂。含水有机溶剂的 含量为水总量的〇. 5至50重量%,较佳地1至30重量%。含水有机溶剂具有湿润PTFE粉 末和FEP粉末的功能,并与h-BN粉末形成均匀混合物,且由于其在干燥期间蒸发,不会不利 地影响涂层。
[0057] 作为上述润滑组合物粉末的水性分散体,使用以下水性分散体中的任一种: (1) 由39质量%的润滑组合物粉末、以及4质量%的表面活性剂和57质量%的水组 成的水性分散体,润滑组合物粉末由平均颗粒大小为〇. 01至I ym的PTFE粉末、平均颗粒 大小为0. 01至1 μπι的FEP粉末、平均颗粒大小为0. 1至20 μπι的h-BN粉末组成,且具有 落入对应于由图20中所示三元成分图中四边形51界定的内部区域P的数值范围内的成分 比; (2) 由39质量%的润滑组合物粉末、以及4质量%的表面活性剂和57质量%的水组 成的水性分散体,润滑组合物粉末(1)具有(1)的成分比,且其中在固定45质量%或更多 h-BN粉末含量之后,含有20质量%或更少的水合氧化铝粉末来代替h-BN粉末的含量的一 部分; (3) 在以上(1)的水性分散体中还含有0. 1至22. 5质量%的含水有机溶剂的水性分散 体;以及 (4) 在以上(2)的水性分散体中还含有0. 1至22. 5质量%的含水有机溶剂的水性分散 体。
[0058] 借助于辊涂、刷涂、喷涂等方式将水性分散体施加到膨胀石墨板的一表面,且在该 水性分散体干燥之后,在该膨胀石墨板的该一表面上形成由该润滑组合物构成的固体润滑 剂涂层。干燥之后,固体润滑剂的涂层可在相对于FEP的熔化点T( = 245°C )的(T)至 (T+150°C )、较佳地(T+5°C )至(T+135°C )、更佳地(T+10°C )至(T+125°C )温度范围下在 加热炉内烧结10至30分钟。通过烧结该固体润滑剂的涂层,在膨胀石墨板的一表面上形 成固体润滑剂的烧结涂层。
[0059] 下面参照附图,来描述制造由上述构成材料组成的球形环密封件的方法。
[0060] (第一过程)如图3所示,通过用丝直径为0. 05至0. 32mm的金属丝网编结成圆筒 形,使其网眼尺寸为4至6mm的竖直长度α和3至5mm或左右的水平长度宽β (见图5), 从而形成中空圆筒形的编结金属丝网1,将该金属丝网1穿过辊轮2与3之间,由此制造出 预定宽度为D的带形金属丝网4。然后通过将带形金属丝网4切割成预定长度L来制备用 作加固件的条形金属丝网5。
[0061] (第二过程)如图4所示,制备用于球形环基底件的膨胀石墨板6(由耐热材料I、 耐热材料II、以及耐热材料III组成),其密度为I. 0至I. 5Mg/m3,较佳地I. 0至I. 2Mg/m3, 从而相对于金属丝网5的宽度D具有从(I. IOx D)mm至(2. IOx D)mm的宽度d,且相对于金 属丝网5的长度L具有(1·30χ Umm至(2.70x Umm的长度1〇
[0062] (第三过程)如下制备重叠组件12,在重叠组件12中,膨胀石墨板6和金属丝网 5彼此叠置:为了确保由条形膨胀石墨板6制成的耐热材料在球形环密封件38 (见图1)中 的局部凸出球形表面33的大直径侧环形端面34上完全暴露出来,如图6所示,使膨胀石墨 板6从金属丝网5的一宽度方向端部7沿宽度方向最大伸出(0. 10至0.8) XD,该宽度方 向端部7用作局部凸出球形表面33的大直径侧环形端面34。此外,膨胀石墨板6从端部7 沿宽度方向的伸出量为S 1,膨胀石墨板6从金属丝网5的另一宽度方向端部8沿宽度方向 的伸出量为S 2,使δ 1大于δ 2,另一宽度方向端部8用作局部凸出的球形表面33的小直 径侧的环形端面35。此外,使膨胀石墨板6从金属丝网5的一纵向端部9沿纵向最大伸出 (0. 30至1. 70) XLmm,而金属丝网5的另一纵向端部10和膨胀石墨板6的与该端部10对 应的纵向端部11彼此平齐。
[0063] (第四过程)如图7所示,将重叠组件12卷绕起来,使膨胀石墨板6置于内侧,使 得膨胀石墨板6多卷绕一匝,由此形成管状基底件13,其中,膨胀石墨板6暴露在内周侧和 外周侧上。对于膨胀石墨板6,预先制备一个膨胀石墨板6,其长度1相对于金属丝网5的 长度L为(I. 30x L)mm至(2. 70x L)mm,以使管状基底件13内的膨胀石墨板6的缠绕圈数 大于金属丝网5的缠绕圈数。在管状基底件13中,如图8所示,膨胀石墨板6在其一个宽 度方向的端侧上,沿着宽度方向从金属丝网5的一端部7伸出δ 1,而膨胀石墨板6在其另 一个宽度方向的端侧上,沿着宽度方向从金属丝网5的另一端部8伸出δ 2。
[0064] (第五过程)分开制备诸如图9所示的另一带形膨胀石墨板6,该另一条形膨胀石 墨板6类似于膨胀石墨板6,但具有比金属丝网5的宽度D小的宽度d,其具有的长度1的 尺寸能够围绕管状基底件13缠绕一圈。
[0065] (第六过程)制备以下水性分散体中的任一种作为水性分散体: (1) 由39质量%的润滑组合物粉末、以及4质量%的表面活性剂和57质量%的水组 成的水性分散体,润滑组合物粉末由平均颗粒大小为〇. 01至I ym的PTFE粉末、平均颗粒 大小为0. 01至1 μπι的FEP粉末、平均颗粒大小为0. 1至20 μπι的h-BN粉末组成,且具有 落入对应于由图20中所示三元成分图中四边形51界定的内部区域P的数值范围内的成分 比; (2) 由39质量%的润滑组合物粉末、以及4质量%的表面活性剂和57质量%的水组 成的水性分散体,润滑组合物粉末(1)具有(1)的成分比,且其中在固定45质量%或更多 h-BN粉末含量之后,用含有20质量%或更少的水合氧化铝粉末来代替h-BN粉末的含量的 一部分; (3) 在以上(1)的水性分散体中还含有0. 1至22. 5质量%的含水有机溶剂的水性分散 体;以及 (4) 在以上(2)的水性分散体中还含有0. 1至22. 5质量%的含水有机溶剂的水性分散 体。
[0066] (第七过程)将水性分散体(1)至(4)中的一种借助于刷涂、辊涂、喷涂等施加到 图9中所示的膨胀石墨板6的一表面,且在KKTC的温度下干燥该涂层,由此形成由润滑组 合物构成的固体润滑剂的涂层14,如图10所示。
[0067] (第八过程) 〈第一方法〉如图11至13所示,将具有固体润滑剂的涂层14的膨胀石墨板6连续地 插入(见图11)由中空圆筒形编结金属丝网1构成的用于外层的金属丝网5,所述中空圆 筒形编结金属丝网1通过编结机(未示出)连续编结丝直径为〇. 05至0. 32mm的细金属丝 来得到。其中插入有膨胀石墨板6的金属丝网5从其插入开始端侧开始被馈送到各具有光 滑圆柱形外周表面的一对圆柱形棍轮16和17之间的棍隙Λ 1内,从而沿膨胀石墨板6的 厚度方向被加压(见图12)而形成一体,由此使膨胀石墨板6和形成在膨胀石墨板6表面 上的固体润滑剂的涂层14填充用于外层的金属丝网5的网眼。因此,制成扁平外层形成件 20,其中由金属丝网5构成的用于外层的区域18和由固体润滑剂构成的区域19以混合形 式暴露。
[0068] 〈第二方法〉分开制备上述第一过程中描述的由带形金属丝网4构成的金属丝网 5,且如图14所示,将具有固体润滑剂的涂层14的膨胀石墨板6插入由带形金属丝网4构 成的用于外层的金属丝网5,且如图15所示,将该组件馈送到圆柱形辊轮21与22之间的 辊隙Λ 1内,从而沿膨胀石墨板6的厚度方向被加压而形成一体,由此使膨胀石墨板6和形 成在膨胀石墨板6表面上的固体润滑剂的涂层14填充用于外层的金属丝网5的网眼。因 此,制成扁平外层形成件20,其中由金属丝网5构成的用于外层的区域18和由固体润滑剂 构成的区域19以混合形式暴露。
[0069] 〈第三方法(未示出)> 制备平纹编织的金属丝网,作为用丝直径为0· 05至0· 32mm 的细金属丝编织形成的编织金属丝网。通过将由该平纹编织金属丝制成的用于外层的金属 丝网5切割成预定长度和宽度,制备两个条形金属丝网5。将具有固体润滑剂的涂层14的 膨胀石墨板6插入由带形金属丝网4构成的用于外层的两个金属丝网5之间,将该组件馈 送到该对圆柱形棍轮21与22之间的棍隙Λ 1内,从而沿膨胀石墨板6的厚度方向被加压 而形成一体,由此使膨胀石墨板6和形成在膨胀石墨板6表面上的固体润滑剂的涂层14填 充用于外层的金属丝网5的网眼。因此,制成扁平外层形成件20,其中由金属丝网5构成的 用于外层的区域18和由固体润滑剂构成的区域19以混合形式暴露。
[0070] 〈第四方法(未示出)> 制备类似于第三方法中带形金属丝网5或图3所示条形金 属丝网5的两个金属丝网5。将用于外层的该金属丝网5重叠在膨胀石墨板6的与其具有 固体润滑剂涂层14的表面相对的表面(反面)上,且将金属丝网5和具有固体润滑剂涂层 14的膨胀石墨板6的该重叠组件馈送到该对圆柱形辊轮21与22之间的辊隙Λ 1内,从而 沿膨胀石墨板6的厚度方向被加压而形成一体,由此使膨胀石墨板6填充用于外层的金属 丝网5的网眼。因此,制成扁平外层形成件20,在其表面上仅露出固体润滑剂的区域19(仅 涂层14)。
[0071] 在第一至第四方法中,0.4至0.6_或左右适合作为该对圆柱形辊轮16与17以及 圆柱形辊轮21与22之间的辊隙Δ 1。
[0072] (第九过程)将由此获得的外层形成件20围绕管状底件13的外周表面缠绕,使涂 层14置于外侧,由此制造出圆筒形预制件23 (见图16)。
[0073] (第十过程)制备如图17所示的模具30,模具26在其内表面上具有圆柱形内壁 表面24、从圆柱形内壁表面24延续的局部凹形球形壁表面25、以及从局部凹形球形壁表面 25延续的通孔26,其中,中空的圆筒形部分28和从中空的圆筒形部分28延续的球形环中 空部分29形成在模具30内,台阶形内芯27配装插入到通孔26内。然后,将圆筒形预制件 23配装到模具30的台阶形内芯27上。
[0074] 设置在模具30的中空的圆筒形部分28和球形环中空部分29内的圆筒形预制件 23在98至294N/mm 2(l至3吨/厘米2)的压力下、沿着内芯轴线方向经受压缩成形。因此, 如图1和2所示,制造出球形环密封件38,其包括球形环基底件36和外层37,该球形环基 底件36在其中心部分具有通孔31,并由圆柱形内表面32、局部凸出球形表面33、局部凸出 球形表面33的大直径侧和小直径侧环形端面34和35限定,外层37在球形环基底件36的 局部凸出球形表面33上一体地形成。
[0075] 借助于该压缩成形,球形环基底件36构造成提供结构的完整性,原因是膨胀石墨 板6和金属丝网5被压缩且彼此缠结。在外层37中,膨胀石墨板6、由润滑组合物构成的固 体润滑剂、以及金属丝网5被压缩成使得固体润滑剂和膨胀石墨板6填充在金属丝网5的 网眼内,且固体润滑剂、膨胀石墨板6、以及金属丝网5以混合形式形成一体,该外层37的外 表面39因此形成光滑表面42,在该光滑表面42中,由金属丝网5构成的加固件的区域40 和由固体润滑剂构成的区域41以混合形式存在,或者光滑表面42由覆盖加固件的固体润 滑剂的区域41构成。
[0076] 在制造出的球形环密封件38的球形环基底件36和外层37中,由金属丝网5制成 的加固件被包含的比例为40至65质量%,由膨胀石墨板6构成的耐热材料和固体润滑剂 被包含的比例为35至60质量%。球形环基底件36和外层37中的由膨胀石墨板6构成的 耐热材料和固体润滑剂具有的密度为1. 20至2. 00Mg/m3。
[0077] 此外,在外层37中,由金属丝网5制成的加固件被包含的比例为60至75质量%, 由包含膨胀石墨的膨胀石墨板6构成的耐热材料和固体润滑剂被包含的比例为25至40质 量%。
[0078] 在第四过程中,如果将带形金属丝网4构成的金属丝网5置于内侧来螺旋地缠绕 重叠组件12而形成管状基底件13,而不是将膨胀石墨板6置于内侧来螺旋地缠绕重叠组件 12,则就有可能制造出使由金属丝网5构成的加固件暴露在球形环基底件36的圆柱形内表 面33上的球形环密封件38。
[0079] 在如图18所示且通过包含球形环密封件38而使用的排气管球形接头内,凸缘200 竖直地设置在连接到发动机侧的上游侧排气管100的外周表面上,并留出管端部分101。球 形环密封件38在限定通孔31的圆柱形内表面32处配装套在管端部分101上,且球形环密 封件38在其大直径侧环形端面34与凸缘200接触并安置在凸缘200上。张开部分301 - 体地具有凹形的球形表面部分302和从该凹形的球形表面部分303延续的凸缘部分302,该 张开部分203固定到下游侧的排气管300,该排气管200设置成与上游侧排气管100相对, 并连接到消声器侧。凹形球形表面部分302的内表面304与球形环密封件38的外层37的 外表面39内光滑表面42滑动接触。
[0080] 在如图18所示的排气管球形接头内,下游侧的排气管300借助于一对螺栓400和 一对盘簧500被始终弹性地朝向上游侧排气管100推压,每个螺栓400布置有固定到凸缘 200的一端和插入到张开部分301的凸缘部分303内的另一端,每个盘簧500布置在螺栓 400的大头和凸缘部分303之间。此外,排气管球形接头改适成:通过用作为球形环密封件 38的外层37的滑动表面的光滑表面42与形成在下游侧排气管300端部处的张开部分301 的凹形球形表面部分302的内表面304之间的滑动接触,能够在上游侧和下游侧的排气管 100和300内发生相对的角位移。 实例
[0081] 接着,将根据各实例详细描述本发明。应该指出的是,本发明不局限于这些实例。
[0082] 实例 1 使用丝直径为0.28mm的一根奥氏体不锈钢丝(SUS304)作为细金属丝,制成圆筒形的 编结金属丝网,其网眼尺寸为4mm的竖直长度和5mm的水平长度,使该金属丝网穿过一对棍 轮之间而形成带形的金属丝网。该金属丝网作为用于球形环基底件的加固件的金属丝网来 使用。就耐热材料而言,可使用密度为I. 12Mg/m3且厚度为0. 38mm的膨胀石墨板(耐热材 料I)。在膨胀石墨板缠绕一个圆周部分之后,将用于球形环基底件的金属丝网重叠在膨胀 石墨板的内侧上,并缠绕该重叠的组件,由此制备管状基底件,在该管状基底件中,膨胀石 墨板位于最外周上。在此管状基底件中,膨胀石墨板的宽度方向两个相对端部分别从用于 球形环基底件的金属丝网沿其宽度方向伸出。
[0083] 使用一根类似于上述细金属丝的细金属丝,加工出圆筒形的编结金属丝网,其网 眼尺寸为3. 5mm垂直长度和I. 5mm水平长度,使该圆筒形金属丝网通过一对棍轮之间,以形 成带形的金属丝网。该金属丝网作为用于外层的加固件的金属丝网使用。
[0084] 通过使用类似于上述膨胀石墨板的膨胀石墨板(耐热材料I),分开制备宽度比上 述金属丝网的宽度小的膨胀石墨板作为用于外层的加固件。
[0085] 制备水性分散体(3. 9质量%的PTFE、3. 9质量%的FEP、31.2质量%的113队4质 量%的非离子表面活性剂、以及57质量%的水),其由39质量%的润滑组合物粉末、4质 量%的作为表面活性剂的聚氧乙烯烷基醚(非离子表面活性剂)、以及57质量%的水组成, 润滑组合物粉末包含10质量%的平均颗粒大小为0. 20 μ m的PTFE粉末、10质量%的平均 颗粒大小为0. 15 μ m的FEP粉末、以及80质量%的平均颗粒大小为8 μ m的h-BN粉末。
[0086] 将该水性分散体辊涂到上述分开制备的膨胀石墨板的一表面上,并在KKT
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