包括铝制成的结构体和复合材料制成的结构体的自行车构件和用于制造这种构件的方法技术

本发明专利技术涉及包括铝制成的结构体和复合材料制成的结构体的自行车构件和用于制造这种构件的方法。具体地，本发明专利技术涉及自行车构件，例如轮圈(10)，其包括铝制成的结构体(22)和与铝制成的结构体(22)的第一表面部分结合的由复合材料制成的结构体(24)。这样的第一表面部分已经进行了脱氧表面处理。然后将粘合物质施加在所述第一表面部分的至少部分上，用于将铝制成的结构体(22)粘合至复合材料制成的结构体(24)。经随后的氧化物固定，铝制成的结构体(22)的第二表面部分进行了氧化表面处理。

【技术实现步骤摘要】
包括铝制成的结构体和复合材料制成的结构体的自行车构件和用于制造这种构件的方法
本专利技术涉及包括铝制成的结构体和复合材料制成的结构体的自行车构件，其中复合材料制成的结构体与铝制成的结构体的表面部分结合。在整个本专利技术说明书中和在之后的权利要求书中，表述“铝制成的结构体”用于表示由任何铝合金制成的结构体。在整个本专利技术说明书中和在之后的权利要求书中，表述“复合材料制成的结构体”用于表示如下的结构体，其包含引入至聚合物材料基质中的结构纤维，例如引入至热塑性或热固性聚合物树脂中的碳纤维或玻璃纤维。本专利技术还涉及用于制造前述自行车构件的方法。在说明书的剩余部分，为了简化的目的，参照两种根据本专利技术自行车构件的特定的、非限制的的情况：右曲柄臂组件和自行车轮圈。
技术介绍
在右曲柄臂组件的情况下，所述铝制成的结构体是销，并且所述复合材料制成的结构体是右曲柄臂。更具体地，所述销是自行车下托架组件的轴或半轴。轴分别与右曲柄臂和与左曲柄臂结合在它的相对端，而半轴分别与右曲柄臂和与另外的半轴的端部结合在它的相对端，该另外的半轴与左曲柄臂结合在其相对端。在自行车轮圈的情况下，所述铝制成的结构体是径向外环，并且所述复合材料制成的结构体是径向内环。前述的两个环形成自行车轮圈，其上安装轮胎(通常在径向外环上)和辐条(通常在径向内环上)。包括由两种不同材料(通常是铝和引入至聚合物材料基质中的碳纤维)制成的结构体的自行车构件满足市场对于自行车、尤其是比赛用自行车的如下需求：实现越来越轻的构件，同时具有令人满意的机械强度和可靠性。这通过在其中需要确保高机械性能(如曲柄臂组件的销的情况下)和/或专门的机械性能(如自行车轮圈的径向外环的情况，其中通常制造了轮圈的刹车轨)的位置使用铝，并且在剩余部分使用复合材料而获得，从而使自行车构件尽可能轻。本领域已知，需要使铝制成的结构体表面进行氧化处理，从而保护这样的结构体不被腐蚀。例如，在自行车轮圈的情况下，环形元件必须经受用于安装轮胎的液体和可能的轮胎密封剂产品的腐蚀作用。类似地，在右曲柄臂组件的情况下，销必须经受水、泥等以及用于润滑下托架组件的产品的腐蚀作用。本领域还已知，需要铝制成的结构体进行表面的基础处理(preparationtreatment)，以通过粘合与复合材料制成的结构体结合。例如，在自行车轮圈的情况下，适合的粘合物质必须施加在铝制成的径向外环上，该粘合物质适合于确保与复合材料制成的径向内环随时间的固定和稳定粘合。类似地，在右曲柄臂组件的情况下，合适的粘合物质必须施加在铝制成的销上，该粘合物质适合于确保与复合材料制成的右曲柄臂随时间的固定和稳定粘合。
技术实现思路
申请人已经发现，可以通过经随后的氧化物固定使铝制成的结构体进行氧化表面处理，以在防腐蚀方面实现优异的结果。这样的处理可以例如是以下处理之一：1)用硫酸进行阳极氧化(SAA)；2)用铬酸进行阳极氧化(CAA)，其中氧化物厚度大于或等于8μm；3)等离子体电解氧化(PEO)。之后的固定可以例如是使用醋酸镍的固定，或使用H2O的热固定或其它冷固定体系。申请人还发现，可以通过使铝制成的结构体进行脱氧表面处理以在粘合方面实现优异的结果。这样的处理可以例如是使用磺基铬混合物(sulphochromicmixture)的酸侵蚀(FPL)，优选向其增加使用铬酸进行阳极氧化(CAA)，厚度小于或等于4μm，更优选使用磷酸的阳极氧化(PAA)。然而，申请人已经观察到，氧化表面处理在很多情况下与前述的脱氧表面处理不相容。例如，在经受用硫酸进行阳极氧化的表面上进行前述脱氧表面处理之一，导致由此得到的保护性表面氧化物(下文也称为阳极氧化)的劣化。反之亦然，在经受过前述脱氧表面处理之一的表面上进行使用硫酸的阳极氧化处理，在胶合可靠性和强度方面损害了表面的粘合性能。因此在前述的脱氧表面处理之外，不能进行使用硫酸的阳极氧化处理，并且反之亦然，在相同的自行车构件上，在防腐蚀和粘合性能丧失方面不具有各自的优点。申请人已经观察到，由于前述的不相容性，使用硫酸的阳极氧化处理通常与喷砂处理相结合或者与使用溶剂或特定水溶液的洗涤处理相结合。然而，根据申请人的发现，这种最后的处理不允许经过处理的表面在粘合方面给出最优特性。形成本专利技术基础的技术问题是，在包括铝制成的结构体和复合材料制成的结构体的自行车构件中，在防腐蚀方面和在铝制成的结构体和复合材料制成的结构体之间的粘合方面都获得最优特性。申请人已经观察到，与复合材料结构体的粘合发生在铝制成的结构体的非常有限的部分，并且为了在粘合方面获得优异结果，对这样的结构体部分限定粘合基础处理(gluingpreparationtreatment)是足够的。申请人还观察到，如果前述的结构体部分未进行特定的防腐蚀处理，或者如果在此类结构体部分上提供的保护表面氧化物由于之前的防腐蚀处理而劣化或被移除，则可以获得在防腐蚀方面的优异效果。因此，申请人已经发现，通过使自行车构件的铝制成的结构体既进行氧化表面处理又进行脱氧表面处理而解决上面概括出的技术问题，注意仅在铝制成的结构体用于与复合材料制成的结构体结合的部分上进行脱氧表面处理，在铝制成的结构体上的剩余部分上进行氧化表面处理，或在铝制成的整个结构体上进行氧化表面处理，其条件是在所述脱氧处理之前进行这样的处理。因此，本专利技术在其第一方面涉及如下的自行车构件，其包括：-由铝制成的第一结构体；-由复合材料制成的第二结构体；其中所述第二结构体与所述第一结构体的第一表面部分结合；其中所述第一表面部分进行了脱氧表面处理；其中在所述第一表面部分的至少部分上随后施加了粘合物质，用于将所述第一结构体粘合至所述第二结构体；其中经随后的氧化物固定，所述第一结构体的第二表面部分已经进行了氧化表面处理。本专利技术在其第二方面涉及用于制造如下自行车构件的方法，所述构件包括铝制成的第一结构体和复合材料制成的第二结构体，所述方法包括如下步骤：-在所述第一结构体的第一表面部分上进行脱氧表面处理；-在经过所述处理的所述第一表面部分的至少一部分上施加粘合物质；-在所述第一表面部分的所述至少一部分上使所述第二结构体与所述第一结构体结合；所述方法还包括如下的步骤：经随后的氧化物固定，在所述第一结构体的至少一个第二表面部分上进行氧化表面处理。在前述方面之一中，本专利技术可包含以下优选特征中的一个或多个。优选地，所述脱氧表面处理是使用磺基铬混合物的酸侵蚀处理(FPL)。优选地，还进行使用铬酸的阳极氧化(CAA)，其中氧化物厚度小于或等于4μm，或更优选地进行使用磷酸的阳极氧化(PAA)。优选地，进行使用铬酸的阳极氧化，直至氧化物厚度达到小于或等于3μm，更优选地达到小于或等于2μm。优选地，所述氧化表面处理是使用硫酸的阳极氧化处理(SAA)。优选地，所述第一结构体和所述第二结构体之间的粘合使得在水中沉浸1500小时后，抗剪应力的下降小于或等于20MPa，优选地小于或等于18MPa，更优选地小于或等于10MPa，甚至更优选地小于或等于5MPa。有利地，本专利技术中所述粘合的抗剪应力的下降小于使用不同于上述脱氧处理的处理所获得的值，不同于上述脱氧处理的处理例如是用喷砂处理或用溶剂清洗处理。优选地，所述第一结构体和所述第二结构体之间的粘合确保初始抗剪应力本文档来自技高网...

【技术保护点】
自行车构件(10，110)，包括：‑由铝制成的第一结构体(22，220)；‑由复合材料制成的第二结构体(24，240)；其中所述第二结构体(24，240)与所述第一结构体(22，220)的第一表面部分(23a，230a)结合；其中所述第一表面部分(23a，230a)进行了脱氧表面处理；其中在所述第一表面部分(23a，230a)的至少一部分上随后施加了粘合物质，用于将所述第一结构体(22，220)粘合至所述第二结构体(24，240)；其中经随后的氧化物固定在所述第一结构体(22，220)的第二表面部分(23b，230b)进行了氧化表面处理。

【技术特征摘要】
2012.12.21 IT MI2012A0022291.自行车构件，包括：-由铝制成的第一结构体；-由复合材料制成的第二结构体；其中所述第二结构体与所述第一结构体的第一表面部分(23a，230a)结合；其中所述第一表面部分(23a，230a)进行了脱氧表面处理；其中在所述第一表面部分(23a，230a)的至少一部分上随后施加了粘合物质，用于将所述第一结构体粘合至所述第二结构体；其中用表面氧化物固定完成所述第一结构体的第二表面部分(23b，230b)进行的氧化表面处理。2.根据权利要求1所述的自行车构件，其中所述第一结构体和所述第二结构体之间的粘合使得在水中沉浸1500小时后，抗剪应力的下降小于或等于20MPa。3.根据权利要求2所述的自行车构件，其中抗剪应力的下降小于或等于18MPa。4.根据权利要求2所述的自行车构件，其中抗剪应力的下降小于或等于10MPa。5.根据权利要求2所述的自行车构件，其中抗剪应力的下降小于或等于5MPa。6.根据权利要求1所述的自行车构件，其中所述第一结构体和所述第二结构体之间的粘合确保初始抗剪应力大于35MPa。7.根据权利要求6所述的自行车构件，其中初始抗剪应力大于40MPa。8.根据权利要求6所述的自行车构件，其中初始抗剪应力等于45MPa。9.根据权利要求1所述的自行车构件，其中所述第一结构体是右曲柄臂组件(110)的销(220)，并且所述第二结构体是所述右曲柄臂组件(110)的右曲柄臂(240)。10.根据权利要求1所述的自行车构件，其中所述第一结构体是自行车轮圈的径向外环(22)，并且所述第二结构体是所述自行车轮圈(10)的径向内环(24)。11.根据权利要求10所述的自行车构件，其中所述第一结构体包括底面(22a)和相对侧表面(22b)，其中：-所述第一表面部分(23a)被限定在所述底面(22a)和所述相对侧表面(22b)中的每个的径向内圆周部分(22e)；-所述轮圈各自的刹车轨限定在所述相对侧表面(22b)中的每个的径向外圆周部分(22f)。12.用于制造自行车构件的方法，所述构件包括由铝制成的第一结构体和由复合材料制成的第二结构体，所述方法包括以下步骤：-在所述第一结构体的第一表面部分(23a，230a)上进行脱氧表面处理；-在经所述处理的所述第一表面部分(23a，230a)的至少一部分上施加粘合物质；-在所述第一表面部分(23a，230a)的所述至少一部分上将所述第二结构体与所述第一结...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·法布里斯，毛里·费尔特林，
申请(专利权)人：坎培诺洛有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT