具有增强的电能分散属性的紧固件制造技术

本申请涉及具有增强的电能分散属性的紧固件，提供了用于制作紧固件的系统和方法。一个实施例是包括紧固件的装置。所述紧固件包括头部、柱形柄部和涂层；其中柱形柄部从所述头部延伸并且尺寸被设置为与对应的孔配合接合，所述涂层围绕所述柄部的圆周被间断地喷斑并且沿着所述柄部轴向地延伸，使所述柄部的表面的不规则部分暴露。所述涂层展现比所述表面更高的润滑性，并且所述涂层展现比所述表面更高的电介质耐电压。

【技术实现步骤摘要】
具有增强的电能分散属性的紧固件
本公开涉及紧固件的领域，并且具体地涉及分散电能的紧固件。
技术介绍
紧固件被用于航空业以机械地联合飞行器的各种结构部件。例如，形成飞行器翼的蒙皮的一部分的复合物板或金属板可以经由紧固件相互连结。在飞行器结构中，通常期望以过盈安装紧固件，这意味着紧固件的直径大于容纳该紧固件的孔的直径。紧固件的过盈配合安装能有利于飞行器装配操作并且改善接头性能。因为紧固件旨在增强飞行器的结构强度，所以仍期望确保安装紧固件的行为不损坏飞行器的下面的结构部件。具体地，如果用太大的力强制过盈配合紧固件通过复合物零件，则可能造成复合物部件脱层或经历其他问题。因此，过盈配合紧固件可以使用润滑剂，该润滑剂减少安装期间用于驱动紧固件的力的量。过量的力也可能导致损坏紧固件，并且在包含金属零件和复合物零件的接头中，还可能额外地导致金属零件的有害的拉毛、刮伤或过度变形。紧固件插入力的大小可以通过将润滑剂应用到紧固件或孔、通过限制过盈量、或者通过使用将紧固件驱动或拉进孔中以产生期望的过盈状态之外的其他手段来控制。尽管考虑到紧固件的结构强度很重要，但对于紧固件，从圆周结构充分地传导和/或分散电能也很重要。因此，对于紧固件，以防止能量在紧固件处积累的方式将电能有效地分散到圆周结构部件依然是重要的。虽然结构强度和电气兼容性均保持是期望的，然而在设计紧固件时平衡这两个需求是复杂的过程。例如，紧固件可以被涂层以便增强润滑能力并且从而减少用于安装紧固件的力的量。然而，涂层和/或成品表面(finish)可以使紧固件与其圆周电绝缘，从而混淆紧固件充分地耗散电能的能力。作为另一示例，使用覆套在保护性金属套筒中的紧固件可以提供充分的能量耗散水平并在紧固件安装过程中减少损坏复合物零件的可能性。然而，这类紧固件通常是昂贵的。至少由于这些原因，设计者继续寻找在满足结构设计约束和电气设计约束两者中达到平衡的紧固件设计。现有技术包括US2013/183119A1，其公开了一种螺丝钉，该螺丝钉头部的下面提供有装满润滑剂的凹陷袋状物。当该螺丝钉被紧固到接头上时，润滑剂从袋装物中释放，以便在多次松开和紧固过程中防止磨损和划伤。US2013/183119A1不是过盈配合紧固件。
技术实现思路
本专利技术关注在紧固件将以过盈状态安装进孔的区域中不规则(例如，斑状/喷溅状的)涂层(例如金属着色涂层)到紧固件上的涂敷。例如，紧固件可以包含拉式锁紧螺栓，该拉式锁紧螺栓包括尺寸被设置用于与飞行器的结构部件过盈配合的柄部。紧固件的表面可以是裸露的，或者可以用成品表面(finish)部分地或整体地涂镀(例如，阳极化，或经由喷砂处理等在裸露金属上形成的成品表面)。此外，紧固件的一部分涂镀有不规则的(即非图案化)高润滑性涂层，诸如金属着色涂层和/或干膜润滑剂，使得涂层随机地散布有裸露的(或成品表面的)金属区域。以此方式，涂层的应用增强了润滑性，而不会大幅度危害紧固件的导电性。这是因为其余的暴露的未被涂层覆盖的区域(例如，裸露的或阳极化的金属区域)在非连续地沿着紧固件的整个圆周(即，全360°)的紧固件表面处提供期望水平的电能分散。具体地，本专利技术提供一种方法，该方法提供用于航空业或相似行业的紧固件，该方法包含以下步骤：提供紧固件，该紧固件包含：头部；柱形柄部，其从头部延伸并且尺寸被设置为与对应的孔配合接合；其中柱形柄部具有表面，以及用喷涂器以不均匀、间断的方式在紧固件上喷涂涂层，从而使柄部表面的不规则部分暴露并且没有涂层，并且也柄部表面的不规则部分被涂层覆盖，其中涂层展现比柄部表面更高的润滑性，使得柄部表面的不规则的涂层覆盖部分展现比柄部表面的暴露并且没有涂层的不规则部分更高的润滑性，并且其中涂层展现比柄部表面更高的电介质耐电压，使得在柄部表面的不规则的覆盖部分的涂层的电介质耐电压被满足之前，电荷经由柄部表面的暴露并且没有涂层的不规则部分耗散。其中用于喷涂器的压力、暴露时间和/或孔口尺寸被调整，以便作为设计选择的事项调整被涂层覆盖的柄部表面面积的百分比覆盖。涂层优选地包含Al或Cu金属着色涂层和/或二硫化钼涂层。在将涂层喷涂到柄部上方之前，柄部表面可以被阳极化。润滑剂可以被涂敷，其覆盖柄部，其中在已经涂敷涂层之后涂敷润滑剂，其中润滑剂优选地不被融合、烘烤或以其他方式稳固地粘附到紧固件上/或与紧固件成为一体，并且其中润滑剂可以在紧固件的安装期间充当牺牲性润滑剂，并且其中润滑剂优选地包含鲸蜡醇。涂层喷涂的步骤还优选地在紧固件头部的圆周上喷涂涂层。涂敷涂层可以使柄部的宽度增加少于0.0254cm(百分之一英寸)并且被涂敷的柄部的半径大于未涂敷的柄部的半径。优选地校准涂层喷涂器以调整被喷涂在紧固件上的涂层的各个点或斑块的尺寸，其中例如，校准喷涂器以喷涂在大约紧固件圆周的十分之一到紧固件圆周的千分之一之间的涂层点。用于喷涂器的压力、暴露时间和/或孔口尺寸被调整，以便作为设计选择的事项优选地在30％到70％之间调整被涂层覆盖的柄部表面面积的百分比覆盖。本专利技术进一步具体涉及优选地通过该方法所提供的用于航空业或相似行业的紧固件，该紧固件包含：头部；柱形柄部，其从头部延伸并且尺寸被设置为与对应的孔配合接合；其中柱形柄部具有光滑表面和直径，涂层，其中涂层以不均匀、间断的方式被涂敷到紧固件上，从而使柄部的表面的不规则部分的暴露并且没有涂层，并且从而也使柄部的表面不规则部分被涂层覆盖，由此涂层增加柄部的直径并且在柄部的光滑表面上形成峰状物，其中涂层展现比柄部表面更高的润滑性，使得柄部表面的不规则的涂层覆盖部分展现比柄部的表面的暴露并且没有涂层的不规则部分更高的润滑性，并且其中涂层展现比柄部表面更高的电介质耐电压，使得在覆盖柄部表面的不规则的涂层覆盖部分的涂层的电介质耐电压被满足之前，电荷经由柄部表面的暴露并且没有涂层的不规则部分耗散。柄部表面优选地包含成品表面，例如阳极化表面。柄部优选地从由从钛、铁合金和镍合金组成的群组中选择的材料制成。涂层可以包含Al或Cu金属着色涂层和/或二硫化钼涂层。紧固件可以进一步包含覆盖柄部与涂层的润滑剂，其中润滑剂优选地不被稳固地粘附到紧固件上，使得润滑剂可以在紧固件的安装期间充当牺牲性润滑剂，并且其中润滑剂优选地包含鲸蜡醇。涂层还优选地在喷涂期间以不均匀、间断的方式被涂敷到紧固件头部，从而使有紧固件头部的不规则部分暴露并且没有涂层，并且从而也使紧固件头部的不规则部分被涂层覆盖，其中优选地，紧固件头部的在安装之后不与孔接触的区域不被涂敷。涂层可以使柄部的宽度增加少于0.0254cm(百分之一英寸)。被涂敷的柄部的半径大于未涂敷的柄部的半径。涂层优选地覆盖柄部表面面积的30％到70％。紧固件也优选地不被掩膜。本公开也涉及以下条款，这些条款不应与权利要求混淆。1.一种用于航空业或相似行业的紧固件，该紧固件包含：头部；从头部延伸并且尺寸被设置为与对应的孔配合接合的柱形柄部；以及间断地喷斑的涂层，其中，涂层展现比柄部的表面更高的润滑性，并且其中涂层展现比柄部的表面更高的电介质耐电压。2.根据条款1所述的紧固件，其具有以下一项或更多项：涂层形成非图案化马赛克，涂层使柄部的不规则的随机成形的部分暴露，柄部尺寸被设置以与孔以过盈配合接合。3.根据条款1或2所述的紧固件，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，其包含：紧固件(250)，所述紧固件包含：头部(430)；柱形柄部(440)，其从所述头部延伸并且其尺寸被设置为与对应的孔(230)配合接合；所述柱形柄部(440)具有表面(520)；以及涂层(510)，其围绕所述表面(520)的圆周间断地喷斑并且沿着所述柄部(440)轴向地延伸，使所述柄部的表面(520)的不规则部分暴露，所述涂层展现比所述表面更高的润滑性，并且所述涂层展现比所述表面更高的电介质耐电压。

【技术特征摘要】
2016.12.08 NL NL-2017955;2016.11.11 US 15/349,1221.一种装置，其包含：紧固件(250)，所述紧固件包含：头部(430)；柱形柄部(440)，其从所述头部延伸并且其尺寸被设置为与对应的孔(230)配合接合；所述柱形柄部(440)具有表面(520)；以及涂层(510)，其围绕所述表面(520)的圆周间断地喷斑并且沿着所述柄部(440)轴向地延伸，使所述柄部的表面(520)的不规则部分暴露，所述涂层展现比所述表面更高的润滑性，并且所述涂层展现比所述表面更高的电介质耐电压。2.根据权利要求1所述的装置，其中：所述涂层对所述表面的覆盖形成非图案化马赛克(590)。3.根据权利要求1所述的装置，其中：所述不规则部分是随机成形的。4.根据权利要求1所述的装置，其中：所述柄部的尺寸被设置为与所述孔过盈配合地接合。5.根据权利要求1所述的装置，其中：所述紧固件进一步包含从所述柄部延伸的引入过渡件(450)；并且所述引入过渡件展现从等于所述柄部的直径到小于所述柄部的所述直径的逐步变化的直径。6.根据权利要求1所述的装置，其中：所述紧固件包含拉式锁紧螺栓。7.根据权利要求1所述的装置，其中：所述紧固件包含柱式锁紧螺栓。8.根据权利要求1所述的装置，其中：所述表面包含阳极化表面。9.根据权利要求1所述的装置，其中：所述表面包含裸露金属。10.根据权利要求1所述的装置，其中：所述柄部从由钛、铁合金和镍合金组成的群组中选择的材料制成。11.根据权利要求1所述的装置，其中：所述紧固件进一步包含覆盖所述柄部的润滑剂(530)。12.根据权利要求11所述的装置，其中：所述润滑剂包含鲸蜡醇。13.根据权利要求1所述的装置，其中：所述涂层间断地喷斑在所述柄部的整个圆周上。14.根据权利要求1所述的装置，其中：所述涂层覆盖所述柄部的表面面积的30％到70％。15.根据权利要求1所述的装置，其中：所述涂层间断地覆盖所述头部的圆周。16.根据权利要求1所述的装置，其中：所述头部包含六边形凹槽(410)。17.根据权利要求1所述的装置，其中：所述涂层对所述表面的覆盖使所述柄部的宽度增加少于百分之一英寸。18.根据权利要求1所述的装置，其中：所述涂层被融合到所述柄部。19.根据权利要求1所述的装置，其中：被所述涂层覆盖的所述柄部的表面面积的百分比在横穿所述柄部的所述圆周时保持恒定。20.根据权利要求1所述的装置，其中：被涂敷的涂层(510)使所述柄部(440)的宽度增加少于百分...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·西斯科，A·C·鲁芬，R·B·坦纳，D·温特，J·A·威尔克森，J·希特，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US