專利名稱：兩種不同金屬制成的特別用作導電軌的復合型材及制法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種復合型材，復合型材的承受載荷、制成一定斷面的組成部分，由輕金屬制成，在擠壓過程中與另一種耐磨性能好的金屬制成的至少一個型帶金屬結合，所述復合型材用作接觸表面由型帶形成的導電軌。此外，本發(fā)明還涉及從兩種型材組成部分制造這種復合型材的方法。
德國專利文獻DE-B2432541介紹了一種制造導電軌的方法，導電軌由承受載荷的部分和至少一個以另一種金屬型帶形式的表面層所組成，金屬型帶形成至少一部分承受載荷部分的表面。承受載荷的部分是在擠壓工序過程中將錠坯壓入模具的成型孔而形成的，同時型帶通過模具平行于模具孔的中心軸。這項發(fā)明的目的就是通過經濟實惠的措施使表面層和襯底之間的接合處達到合格的接合質量(這也包括不采用預敷帶的情況)。這個目的是這樣達到的同時制成至少兩條復合型材，使待被覆以表面層的負荷承受部分的區(qū)域彼此面對面配置，再令一對對彼此堆置的型帶穿過成形模具的孔在這些區(qū)域之間經過。
多種型材的形狀歷來是用這種方法形成的。這種方法若鋁基底部分與型帶的連續(xù)質量不夠好就需要對兩材料進行例如剪切試驗來驗證連接處是否能勝任。此外，這種公知的方法特別會導致型材某些部分的耐磨性取決于平行于滑動接觸表面的薄鋼帶。在目前的技術水平下，有延展性的鋼帶的厚度，和在此情況下磨損的最大深度充其量為6毫米。
鑒于現(xiàn)有技術的上述情況，本發(fā)明的目的是提高承受載荷部分與型帶之間的接合質量(包括不預敷型帶的情況在內)，同時保持生產上特有的經濟的方面，這不僅可以降低或消除目前的生產和試驗費用，而且還提高產品的抗磨壽命，即產品預期的使用壽命。
按照本發(fā)明，上述目的是按照主權利要求達到的，各從屬和子權利要求則為本發(fā)明值得推薦的方案。
按照本發(fā)明，在輕金屬材料中埋置至少一條型帶，埋置得使其近乎垂直或傾斜于滑動接觸平面。為提高連結作用，滑動接觸表面的至少主表面上最好開多個凹口、孔口、細槽、溝槽等之類的下凹部分。
有兩種設計實踐證明是值得推薦的，即一種是將型帶沿復合型材的縱軸線配置，使得這種型帶的窄面形成滑動接觸平面。另一種是將型帶配置在復合型材的兩側，與縱軸線間隔一段距離。
因此，在本發(fā)明的范圍內，型帶例如銅帶或以鐵特別是鋼為基材的型帶，在復合型材兩寬面和一小緣面上與鋁母料相接觸，從而大幅擴大了連結表面，并提高了兩材料之間的摩擦程度。
按照本發(fā)明，型帶的各面都環(huán)繞著輕金屬，窄面表面為輕金屬薄層所覆蓋的滑動接觸面。這樣，模具壁由于不直接與一條或多條型帶接觸因而不會損壞。
按照本發(fā)明的另一個特點，一個臺形斜面延展在至少其中一個窄面的這個面上，限定了容納型帶的輕金屬組成部分的軌頭。
這種復合型材由至少兩個型材組成部分按下列工序制成令輕金屬母料通過模具孔口進行擠壓，同時沿擠壓的方向饋送至少其中一個上述型帶組成部分，即從而使帶形型材組成部分平行或傾斜于模具孔口的縱軸線引入輕金屬母料中，帶形型材的兩寬面和至少一個窄面就埋置在輕金屬母料中，從而使兩組成部分在力的作用下彼此互鎖而連結在一起。
成對的復合型材如專利文件DE-B-2432541中所述的那樣在各滑動接觸表面彼此面對面的情況下同時進行擠壓時，按照本發(fā)明，在引入輕金屬母料中的兩平行帶形組成部分之間形成一個空腔，空腔輪廓由復合型材的臺形斜面形成，且為所述滑動接觸面平面所橫截。接著將分割工具放入型材的空腔中將上述兩個復合型材在滑動接觸平面處分開。
通過上述措施，達到本發(fā)明的上述目的是不成問題的。此外，還具有下面的好處-簡化了擠壓工具，提高了擠壓速度；-采用連續(xù)組件和新的型材形狀可以降低新型材的研制成本；-生產出截面積小、耐磨性前所未有的復合型材；-由于在擠壓過程中借助于另一扁帶型材的溝槽、凹口、孔口達到有效的連結作用，因而可以取消對復合型材進行的試驗；-提高了擠壓速度而無需確保金屬的結合(metallic bond)；-型材頭耐磨部分的厚度最好增加到15至25毫米，這相當于鋁基底部分型帶的坐落點或深度。
下面借助


本發(fā)明的一些最佳實施例，該說明展示了本發(fā)明的其它優(yōu)點、特點和細節(jié)。附圖中圖1和圖3是復合型材的橫截面；圖2是同時制備的兩個復合型材及使它們隔開的工具的透視圖；圖4是另兩個同時制備的復合型材的橫截面。
如圖1所示，可用作導電軌的復合型材10的特征在于其由鋁合金擠壓制成的軌體，軌體的特點是，水平底座12由頸部14延伸成T字形，頸部14又以號角形的凸緣16和軌頭18的形式延續(xù)。軌頭18中沿縱軸A的方向埋置著矩形帶材20。帶材20為了能更好地與軌頭18的母料連結，其表面結構具有這樣的特征，即構制成多孔、多凹口、多溝槽22等的表面或波紋、壓花等形式的表面。
帶材20的厚度b最好約5毫米、這里其橫截面的高度h或其寬面24的寬度為15至25毫米，這相當于這類導電軌磨損表面的尺寸。軌頭18的特點是，其窄面26的兩側呈臺形向下傾斜成坡面28，窄面20的表面平面E成了這里沒有示出的電力集流器的滑動接觸表面。此外，起連接作用的魚尾板15用螺栓固定在軌頸上，供將導電軌與另一條對齊的軌材連接用。
圖2示出了通過這里沒有示出的擠壓模機的公共孔口同時壓制出一對復合型材30的情況。其中一個復合型材30軌頭18上的一對型帶部分20，其滑動接觸面26平行于對稱軸或中心軸線A，且與軸線A間隔一段距離，與另一個復合型材30對齊的型帶部分20的滑動接觸面相靠著。側面28位于帶材部分20的兩側(參閱結合圖1所作的說明)，在圖2形成在中心軸線A處的臨時空腔32。
將獲得的擠壓長度的型材冷卻之后，兩個復合型材借助于引入擠壓部分空腔32中的分離芯棒36的剪具34(這里只粗略描出)分離開來。分離工序也可以在往空腔32中引入抽拉芯棒之后進行。
圖3中的復合型材30a沒有示出其另外的一部分，即作為單一型材示出，其兩個滑動接觸表面2b用薄層的母料覆蓋住，以便保護模具。圖4中所示的復合型材30b也有同樣的情況，但型材上沒有空腔，其特點是，平整的頂層40覆蓋住其帶形部分20的滑動接觸面。
權利要求
1.一種復合型材，其承受載荷、制成一定斷面的組成部分由輕金屬制成，在擠壓過程中與另一種耐磨能好的金屬制成的至少一個型帶金屬結合，所述復合型材特別用作滑動接觸表面由型帶形成的導電軌，其特征在于復合型材(10，30，30a，30b)的至少一個型帶(20)埋置在輕金屬材料中，近乎垂直或傾斜于滑動接觸平面(E)。
2.如權利要求1所述的復合型材，其特征在于，型帶(20)沿復合型材(10)的縱向軸線(A)延伸，型帶形成滑動接觸面的窄面與滑動接觸平面(E)接觸。
3.如權利要求1所述的復合型材，其特征在于，型帶(20)沿復合型材縱向軸線(A)的兩側延伸，與縱向軸線(A)間隔一段距離(n)。
4.如權利要求2所述的復合型材，其特征在于，兩型帶(20)成為滑動接觸面的窄面(26)與滑動接觸平面(E)接觸。
5.如權利要求1或2所述的復合型材，其特征在于，一個或多個型帶(20)的所有各面都埋置在輕金屬中，表示滑動接觸平面(E)的窄面(26)為輕金屬薄層(38、40)覆蓋住。
6.如權利要求1至5任一項所述的復合型材，其特征在于，型帶(20)的整個表面制成多凹口、多孔、多溝槽等的形式。
7.如權利要求1至6任一項所述的復合型材，其特征在于，型帶(20)的特點是，至少其寬面(24)制成起固定作用的例如波紋狀或多個槽。
8.如權利要求1至7至少其中之一所述的復合型材，其特征在于，包含型帶(20)的輕金屬組成部分的軌頭(18)的窄面(26)的至少一側有臺形斜側面(28)。
9.一種從至少兩個型材組成部分制造復合型材的方法，該方法是令母料(最好是輕金屬母料)通過模具孔進行擠壓，同時沿擠壓的方向將至少一個型帶組成部分饋入輕金屬母料中，從而使各型材組成部分連結起來，特別是制造至少以上任一權利要求所述復合型材的方法，其特征在于，它包括下列工序將一個或多個型帶組成部分與模具孔的縱向軸線平行或傾斜地引入輕金屬母料中，使其兩個寬面和至少一個窄面埋置在其中，從而在力的作用下使兩組成部分連結在一起，使兩者彼此連結起來。
10.如權利要求9所述的兩個復合型材其滑動接觸面彼此面對著同時擠壓的方法，其特征在于，在引入輕金屬母料中的兩平行帶狀型材組成部分之間形成一個空腔，所述空腔的輪廓由復合型材的臺形斜面形成，為滑動接觸面平面所橫截。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，通過往型材空腔引入分離工具而使復合型材在滑動接觸平面處分開。
12.如權利要求9所述的方法，其特征在于，在擠壓過程中，帶狀型材的所有各面都埋置在輕金屬配套件中，然后再除去滑動接觸面上的輕金屬層。
全文摘要
一種復合型材，其特征在于，承受載荷的組成部分由輕金屬制成，另一金屬制成的至少一個型帶具有高耐磨性，在擠壓過程中與型材部分金屬結合。這種復合型材特別適用作導電軌，且其滑動接觸表面由所述型帶形成。至少一個型帶(20)埋置在復合型材中，幾乎垂直或傾斜于滑動接觸平面(E)。型帶(20)沿復合型材(30)的縱軸(A)的兩側延伸與縱軸間隔一段距離(n)。
文檔編號B23D31/00GK1164744SQ9710268
公開日1997年11月12日 申請日期1997年2月26日 優(yōu)先權日1996年2月26日
發(fā)明者J·格魯克, H·基德拉施基 申請人:瑞士鋁業(yè)技術及管理有限公司