[发明专利]制造用于螺旋式机器的处理元件的方法和处理元件坯料

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造处理元件、尤其是用于螺旋式机器的螺旋式部件和/或捏制部件的方法。本发明还涉及处理元件坯料，其用于制造处理元件、尤其是用于根据权利要求13前序部分所述的螺旋式机器的螺旋式部件和/或捏制部件。

背景技术

从DE4328160A1已知一种利用热等静压制造螺旋轴的方法。为了制造螺旋轴或螺旋式部件，以这样的方式将钢制芯以及包围所述钢制芯设置的耐腐蚀且耐磨材料的衬套布置在压力模具中，即，使得在所述衬套和所述压力磨具的内部之间形成具有恒定狭槽厚度的狭槽状环形空间。然后，金属粉末被引入到环形间隙中并且然后被压缩，以形成螺纹前层。所述螺纹前层通过热等静压形成，使得该螺纹前层与所述衬套形成一体件，而该衬套与所述钢制芯形成一体件。通过热等静压制造的坯料具有三个厚度恒定的中空-圆柱形相互连接层，并且在冷却之后被机加工，使得制造出所述螺纹和连接至该螺纹的螺纹前层。因为所述衬套起初为了机加工是相对柔软的，因此在机加工之后制造出的螺旋式部件要进一步经受热处理。这种方法的缺点是所描述的制造方法耗费大量精力。尤其在执行热处理时必须注意螺旋式部件中的内应力，以降低或阻止热处理后应力裂纹的形成。

发明内容

本发明的目的是提供一种更简单的制造用于螺旋式机器的处理元件的方法。

这个目的通过具有在权利要求1中阐述的特征的方法实现。根据本发明发现，如果形成在壳体壁和处理元件芯之间的环形空间沿着中心纵向轴线形成波形或者在沿着中心纵向轴线延伸的截面中形成波形以便适配于待形成的处理元件的外部波形，则处理元件的制造或复制要简单得多。因为第二材料用于形成处理元件的耐磨层，所以所述材料是高合金且极耐磨和/或耐腐蚀的材料，相应地这种材料是昂贵的。由于环形空间的波形设计，已经在热等静压期间制造出适配于待形成的处理元件的外部波形的耐磨层，这降低了所要求的第二材料的体积和量并简化了通过热等静压制造出的处理元件坯料的后加工，尤其有助于用于制造处理元件的外部波形的机加工工艺和/或耐磨层的热处理，所述热处理的需求取决于后续应用。处理元件可以是螺旋式部件和/或捏合部件。被布置在壳体（Kapsel）内的处理元件芯可以由实心材料形成，或者该处理元件芯可以形成有通孔。

因为根据DE4328160A1中公开的制造方法的耐磨层由利用热等静压而预制的衬套以及利用热等静压而制造的螺纹前层制造而成，所以需要相当大体积的高合金和耐磨和/或耐腐蚀材料，同时后加工坯料引起耗费相当大的精力，用以形成加工好的螺旋式部件。与根据本发明的制造方法相比，现有技术方法因为通过热等静压预制衬套而要求额外的步骤。此外，需要通过机加工移除相当大体积的耐磨和/或耐腐蚀材料，这使得后加工更加复杂。另外，当通过机加工制造的螺旋式部件正经受后续的热处理时，必须格外注意防止应力裂纹在热处理期间由于耐磨层的明显变化厚度而在耐磨层中形成。

在根据本发明的制造方法中，处理元件坯料的波形耐磨层适配于处理元件的外部波形，这简化了后加工，这是因为待被移除的材料体积明显减少和/或耐磨层具有沿着处理元件的中心纵向轴线基本上恒定的径向厚度——这允许阻止在热处理期间形成应力裂纹。

根据权利要求2所述的方法提供了一种使耐磨层在面向处理元件芯的耐磨层内侧上形成波形的简单方式。这减少了耐磨层所需的材料体积并因此减少了所需的第二材料的材料量。此外，这确保了耐磨层具有沿着中心纵向轴线基本上恒定的厚度，这简化了热处理。

根据权利要求3所述的方法提供了一种沿着中心纵向轴线或者在沿着中心纵向轴线延伸的截面中形成波形的环形空间的简单方式。介于芯的外部和中心纵向轴线之间的径向距离在最小距离和最大距离之间变化。

根据权利要求4所述的方法提供了一种沿着中心纵向轴线或者在沿着中心纵向轴线延伸的截面中形成波形的环形空间的简单方式。介于壳体壁内侧和中心纵向轴线之间的恒定的径向距离，以及处理元件芯相对于中心纵向轴线的变化的径向距离，导致形成了波形的环形空间，该环形空间具有沿着中心纵向轴线变化的厚度。该厚度在最小厚度和最大厚度之间变化。

根据权利要求5所述的方法允许制造出具有沿着中心纵向轴线基本上恒定的厚度的耐磨层。在移除材料以后，耐磨层外侧的径向距离沿着中心纵向轴线在最小径向距离和最大径向距离之间变化。

根据权利要求6所述的方法提供了一种形成面向壳体壁的波形的耐磨层外侧的简单方式。一方面，这减少了耐磨层所需的材料体积。另一方面，由于已经通过热等静压制造出了处理元件坯料或者处理元件的外部波形，这极大地简化了后加工。如果必要，所述外部波形需要精加工。