部件的摩擦连接件和用于制备摩擦连接件的方法技术

本公开涉及一种摩擦连接件，所述摩擦连接件包括连接元件和两个部件，所述两个部件与所述连接元件摩擦接合。本公开还涉及一种用于制备所述摩擦连接件的方法。备所述摩擦连接件的方法。备所述摩擦连接件的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】部件的摩擦连接件和用于制备摩擦连接件的方法


[0001]本公开涉及待接合部件的摩擦增加连接件。

技术介绍

[0002]在机器、设备和机动车辆结构以及能量产生的所有领域经常使用力锁定(force-locked)连接件来传递力或扭矩。可分别传递的力的大小不仅取决于结构设计，而且主要取决于彼此连接的部件表面的静摩擦值(静摩擦系数)。因此，就此类力锁定连接件而言，致力于提供允许安全地传递最大可能的横向力和扭矩的摩擦增加措施。另外，力锁定连接件也可称为非正连接件或摩擦连接件。
[0003]已知使用摩擦增加夹层来增加保持力或增加扭矩，可在螺栓连接件和夹紧连接件中传递该保持力或该扭矩。US 6,347,905 B1公开了用于待接合部件的摩擦增加的、无间隙的可翻转连接件的连接元件。该连接元件包括弹簧式弹性(spring-elastic)钢箔，该钢箔在其表面上具有确定大小的颗粒，这些颗粒借助粘结相固定在该弹簧式弹性箔上。这些颗粒由硬质材料组成，优选地由金刚石、立方氮化硼、氧化铝、碳化硅或碳化硼组成。通过使用这种单独的连接元件，可增加摩擦连接件中的静摩擦系数。
[0004]对于许多螺栓连接件或夹紧连接件而言，需要防止待接合部件发生腐蚀。在腐蚀环境中使用车辆或机器的情况下，或在螺栓连接零件由不同的材料(例如碳钢和铝)组成的情况下，或在待接合零件涂覆有油漆的情况下，这是尤其需要的。需要防止这些连接件发生微动磨损或电化学腐蚀。
[0005]此外，对于许多螺栓连接件或夹紧连接件，用于待接合的两个部件的摩擦增加连接件的连接元件应当预先组装到两个部件中的一个部件。通过连接元件的预先组装，有利于摩擦增加连接件的组装，并且确保在组装期间不能省略连接元件。预先组装还确保每个摩擦连接件仅使用单个连接元件。预先组装到待摩擦接合的两个部件中的一个部件的连接元件可被运输给例如制造商，最终组装待接合的两个部件的摩擦连接件。用于预先组装连接元件的方法公开于US 2003/077115 A1和US 2011/0039119 A1中。在US 2003/077115 A1中，连接元件显示位于连接元件的接合表面之外的部件表面，该部件表面以显示弹性或有弹力特性的方式成型，这使得将连接元件可逆地锁定在待接合在一起的工件中的一个工件上成为可能。这些连接元件的制备非常昂贵，并且在一些应用中不存在足够的空间来施加此类连接元件。在US 2011/0039119 A1中，连接元件牢牢地固定在金属工件上，以用于通过涉及形成局部受限的焊接点的焊接来进行组装和运输。焊接工艺非常昂贵，因为连接元件的预先组装需要单独的焊接设备。
[0006]因此，需要相对于耐腐蚀性进一步改善部件的摩擦连接件，并且需要相对于用于连接元件的可靠且易于施加的预先组装解决方案进一步改善部件的摩擦连接件。
[0007]如本文所用，术语“包括”还应包括术语“基本上由
…
组成”和“由
…
组成”。

技术实现思路

[0008]在第一方面，本公开涉及一种摩擦连接件，该摩擦连接件包括连接元件和两个部件，两个部件与连接元件摩擦接合，其中连接元件包括金属基材，该金属基材具有位于基材的一侧上的第一接合表面和位于基材的相对侧上的第二接合表面，其中每个接合表面包含通过金属粘结剂层固定在金属基材上的硬质颗粒，并且其中两个部件中的每个部件具有部件接合表面，并且其中至少一个部件的部件接合表面的至少一部分包含聚合物材料。
[0009]在另一方面，本公开还涉及一种用于制备此类摩擦连接件的方法，该方法包括：
[0010]提供连接元件，其中连接元件包括金属基材，该金属基材具有位于基材的一侧上的第一接合表面和位于基材的相对侧上的第二接合表面，其中每个接合表面包含通过金属粘结剂层固定在金属基材上的硬质颗粒，
[0011]提供两个部件，两个部件中的每个部件具有部件接合表面，
[0012]将聚合物材料施加在至少一个部件的部件接合表面的至少一部分上，以及
[0013]将连接元件的接合表面的硬质颗粒压入两个部件的部件接合表面中，
[0014]从而将两个部件与连接元件摩擦联接。
[0015]为了根据本公开的摩擦连接件，可增加静摩擦系数。令人惊讶的是，尽管在待接合部件的部件接合表面上使用聚合物材料，但可增加如本文所公开的摩擦连接件的静摩擦系数。
[0016]在一些实施方案中，与US 6,347,905B1中所公开的摩擦连接件相比，根据本公开的摩擦连接件明显更不易受到腐蚀。
[0017]在一些实施方案中，根据本公开的摩擦连接件适用于电化学腐蚀和微动磨损是个问题的应用。
[0018]在一些实施方案中，根据本公开的摩擦连接件可通过在将连接元件与第二部件接合以与第一部件摩擦接合之前，以可靠且容易的方式将连接元件预先组装到第一部件来制成。
附图说明
[0019]在附图的基础上更详细地解释本公开，在附图中
[0020]图1A至图1B、图2A至图2B和图3A至图3B示意性地示出了本公开的摩擦连接件的剖视图。
具体实施方式
[0021]连接元件的硬质颗粒优选地由在特定使用条件下不与待接合部件的材料或环境介质发生化学反应的材料组成。该材料优选地为无机材料。
[0022]优选地，硬质颗粒选自碳化物、氮化物、硼化物、二氧化硅、氧化铝、金刚石以及它们的混合物。碳化物的示例为碳化硅、碳化钨和碳化硼；氮化物的示例为氮化硅和立方氮化硼。优选地，将金刚石用作硬质颗粒。
[0023]以使得由于颗粒被压入接合表面中而对该表面造成的损坏不达到不容许的水平的方式来选择硬质颗粒的大小。优选地，如果粒径不大于接合表面的峰-谷高度的约三倍，则可确保这一点，其中峰-谷由对接合表面的机加工产生。100μm或更小的平均粒度(d
50
)通
常满足这一要求。例如，可使用具有10μm、25μm、35μm、55μm或75μm的平均粒度(d
50
)的硬质颗粒。在一些实施方案中，使用具有10μm至75μm或25μm至35μm的平均粒度(d
50
)的硬质颗粒。可通过激光衍射(Cilas，湿法测量)来测量平均粒度。
[0024]硬质颗粒应具有窄粒度范围，其中围绕给定标称直径的分散度为不超过约+/-50％。在一些实施方案中，围绕给定标称直径的分散度不应超过约+/-25％。
[0025]可以使得可用于将部件接合在一起的法向力足以确保将颗粒压入待接合部件的表面中的方式来选择每单位连接元件的接合表面的表面积的硬质颗粒数量。如果覆盖有硬质颗粒的连接元件的接合表面的面积百分比为3％至60％，则通常将是这种情况。可根据硬质颗粒的平均粒度(d
50
)来选择覆盖有硬质颗粒的连接元件的接合表面的面积百分比。例如，对于10μm的硬质颗粒的平均粒度(d
50
)，连接元件的约8％至20％的接合表面可覆盖有硬质颗粒；对于25μm的平均粒度(d
50
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种摩擦连接件(1)，所述摩擦连接件包括连接元件(2)和两个部件(3,4)，所述两个部件(3,4)与所述连接元件(2)摩擦接合，其中所述连接元件(2)包括金属基材(9)，所述金属基材具有位于所述基材(9)的一侧上的第一接合表面(10)和位于所述基材(9)的相对侧上的第二接合表面(11)，其中每个接合表面(10,11)包含通过金属粘结剂层(13)固定在所述金属基材(9)上的硬质颗粒(12)，并且其中所述两个部件(3,4)中的每个部件具有部件接合表面(5,6)，并且其中至少一个部件(3,4)的所述部件接合表面(5,6)的至少一部分包含聚合物材料(7,8)。2.根据权利要求1所述的摩擦连接件(1)，其中所述聚合物材料(7,8)包括至少一个连续层。3.根据权利要求1或2所述的摩擦连接件(1)，其中所述聚合物材料(7,8)是粘合剂材料。4.根据权利要求2或3所述的摩擦连接件(1)，其中所述聚合物材料(7,8)选自聚酯材料、丙烯酸类材料、环氧树脂材料、甲醛树脂、聚氨酯材料、聚乙酸乙烯酯(PVAC)材料、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)材料、聚氯乙烯(PVC)材料、有机硅材料、橡胶材料以及它们的组合物。5.根据权利要求2至4中任一项所述的摩擦连接件(1)，其中所述聚合物材料(7,8)可以是通过阴极浸涂而涂覆的以环氧树脂或丙烯酸类树脂为基础的漆。6.根据权利要求1至3中任一项所述的摩擦连接件(1)，其中所述聚合物材料(7,8)是压敏粘合剂材料。7.根据权利要求6所述的摩擦连接件(1)，其中所述压敏粘合剂材料选自基于橡胶的压敏粘合剂、基于丙烯酸类的压敏粘合剂和基于有机硅的压敏粘合剂。8.根据权利要求2至7中任一项所述的摩擦连接件(1)，其中所述聚合物材料(7,8)的所述至少一个连续层的厚度为1μm至300μm。9.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗洛里安，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：