推杆及其制造方法技术

一种推杆包括一杆身和一通过电阻焊结合在杆身的至少一个端面上的钢球。杆身２用铝合金制造。因此，有可能提供一种重量轻而且可以以低成本制造的推杆。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种推杆，更具体一些，涉及一种包括杆身和用电阻焊连接在杆身的至少一个端面上的钢球的推杆，以及一种用于生产该推杆的方法。此推杆用在内燃机的阀操作机构、摩擦离合器等中。已经公知有这样一种推杆，它包括用不锈钢管材制造的杆身和一钢球，它们通过凸焊而彼此结合在一起(见日本专利申请公报No.81909/90)。但是，这种已知的推杆有这样一个问题，即，因为它的杆身是用不锈钢管材制造的，所以此推杆的重量大，并且制造费用昂贵。本专利技术的一个目的在于提供一种上述类型的推杆，它的重量轻而且制造费用不很昂贵。为达到上述目的，按照本专利技术，提供了一种推杆，它包括一杆身和一用电阻焊连接在杆身的至少一个端面上的钢球，其中，杆身是用铝合金做成的。上述推杆的杆身是用铝合金制成的，因此，与具有用不锈钢管材做成的杆身的推杆相比，该推杆本身的重量轻而且制造费用较低。本专利技术的另一目的是提供一种用于制造上述类型的推杆的方法，其中，推杆可以以较低的成本大量生产。为达到上述目的，按照本专利技术，提供了一种用于生产推杆的方法，它包括下列步骤使杆身端面中的一个与一钢球形成压力接触，并在杆身与钢球之间提供电流，以进行杆身与钢球相互间的电阻焊接，其中，将由Al-Mg-Si基合金形成的管材用作为杆身，将焊接电流I设定在18000≤I≤21000A的范围内，将压紧力P设定在350kgf≤P≤400kgf的范围内，并将通电时间t设定在t＜2周(cycle)之内。在过去是难以焊接铝合金和钢的，并且不可能得到令人满意的焊接强度。但是，按照上述制造方法，通过按上述方式规定用于杆身的材料，并按上述范围设定焊接电流I、压紧力P和通电时间t，就有可能将铝合金与钢牢固地焊接在一起。这样，就有可能以低廉的成本大量生产重量轻而且有高的接合强度的推杆。在此情况下，铝合金与钢之间的接合强度相当于或超过钢与钢之间的接合强度。可以认为，这种接合强度的提高归因于这样一个事实，即杆身的一部分易于咬入钢球的表面，而这种咬入部分显示出一种锚固作用，这种接合强度的提高还/或归因于这样一个事实，即从杆身产生的液相显示出对钢球有良好的润湿性。但是，如果焊接电流I小于18000A，杆身与钢球之间的接合强度就下降，并使接合强度的偏差加大。另一方面，如果焊接电流I＞21000A，杆身与钢球之间的接合强度同样也下降，而电流率则加大。如果压紧力P小于350kgf，接合强度同样降低。另一方面，如果压紧力P大于400kgf，则管材有可能产生纵向弯曲。如果通电时间t等于或大于二周，则在杆身与钢球之间的结合区易于形成金属间化合物，导致显著地降低接合强度。附图说明图1是推杆主要部分的局部剖开的正视图；图2是电阻焊机的主要部分的局部剖开的正视图；图3是杆身主要部分的局部剖开的正视图；图4是一曲线图，示出了第一例子中焊接电流与断裂载荷之间的关系；图5是一曲线图，示出了第二例子中焊接电流与断裂载荷之间的关系；图6是一曲线图，示出了第三例子中焊接电流与断裂载荷之间的关系；图7是一金相照片，示出了在焊接后杆身与钢球之间的结合区的金相组织；图8是一金相照片，示出了杆身与钢球之间的结合区在经过热处理后的金相组织；图9是杆身与钢球之间的结合区在经过热处理后的x射线分析照片；图10是一曲线图，示出了加热时间、断裂载荷与AlFe金属间化合物层厚度之间的关系；图11是一金相照片，示出了经过静拉伸/剪切试验后的钢球的断面的金相组织；图12是图11所示金相照片的根据探索；图13是图11的主要部分的放大的金相照片；图14A是经过静拉伸/剪切试验的钢球的断面的X射线分析照片，它示出了Al-kα射线图像；图14B是经过静拉伸/剪切试验的钢球的断面的X射线分析照片，它示出了Fe-kα射线图像；图15是杆身主要部分的垂直剖面正视图；图16是一曲线图，示出了第四例子中焊接电流与断裂载荷之间的关系；图17是一曲线图，示出了第五例子中焊接电流与断裂载荷之间的关系；图18是一曲线图，示出了第六例子中焊接电流与断裂载荷之间的关系；图19是一内燃机的主要部分的局部剖开的正视图；图20是一多盘式摩擦离合器的垂直剖面正视图。参看图1，用于内燃机的阀操作机构、摩擦离合器等中的推杆1包括一杆身2和一用电阻焊结合在杆身2的至少一个端面上，例如端面3和4中的每一个(在所示的实施例中)上的钢球5。杆身2用铝合金制的管材制成。可以使用的铝合金是可锻的材料，即2000系列合金(Al-Cu基合金和Al-Cu-Mg基合金)、3000系列合金(Al-Mn基合金)、4000系列合金(Al-Si基合金和Al-Si-Cu-Mg基合金)、5000系列合金(Al-Mg基合金)、6000系列合金(Al-Mg-Si基合金)和7000系列合金(Al-Zn-Mg基合金和Al-Zn-Mg-Cu基合金)。为了防止焊接裂缝，最好使这些合金中的具有凝固收缩能力的金属，如Zn、Cu等的含量较少。与现有技术的推杆相比，具有用这样一种材料做成的杆身2的推杆1的重量轻，生产成本较低。特别是，如果考虑推杆1的环境温度强度、高温强度、生产管材的可挤压性、电阻焊接性和生产成本等各个方面，那么最适合的是6000系列合金的Al-Mg-Si基合金，特别是6061-T6材料。如果选用了这种材料，就有可能在推杆1的杆身2与钢球3之间达到一个相当于或超过传统接合强度的接合强度。这种推杆1可用在用于车辆的内燃机的阀操作机构中，并具有卓越的耐久性。在生产推杆1时，采用了图2中所示的交流电阻焊机6并依次进行下列步骤(a)将钢球5放入在一下电极7上的朝上的车削凹座7a中。(b)将杆身2夹持在同时也用作上电极的两块式夹持装置8中，以使杆身2的两相对端部分别从夹持装置的上端面9和下端面10伸出。(c)用加压构件11使夹持装置8下降，以使杆身2的一个端面4以压紧力P与钢球5形成压力接触，然后在上、下电极8与7之间因而也就是在杆身2与钢球5之间通以电流，从而进行杆身2与钢球5相互间的电阻焊。(d)使加压构件11与夹持装置8上升，然后将夹持装置8沿箭头方向(图2)在包括杆身2的轴线的垂直平面内旋转180°，以使杆身2的另一端面朝下。此后，按同样方式使杆身2与钢球5经受电阻焊接。下面将描述具体例子。用由6061-T6材料制成并具有9mm外径和2mm厚度的管材制成杆身2。在此情况下，在杆身2的每个端面3和4处，杆身2的断面的内周边是正方形的而且没有经过倒棱。用由高碳/铬轴承钢(JIS SUJ2)制成并具有9mm直径的球制备钢球5。在将通电时间t设定为t＝1周(1/50秒)、压紧力P设定为330、350或380kgf，并使焊接电流I在13000A≤I≤25000A的范围内变化的条件下进行类似的电阻焊，以生产各种推杆1。然后，使各种推杆1受到静拉伸和剪切试验，以检查焊接电流I与断裂载荷L之间的关系，从而得到图4至6所示的结果。为了进行比较，确定了包括用不锈钢(JIS SUS304)管材制造的杆身的推杆(现有技术制品)的断裂载荷L，从而得到下述结果，即L＝560kgf。从图4和5中可明显地看出，如果在通电时间t为1周并且压紧力P为≥350kgf时将焊接电流I设定在18000A≤I≤21000A的范围内，则焊接强度相当于或超过现有技术制品的焊接强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种推杆，包括一杆身和通过电阻焊结合在杆身的至少一个端面上的钢球，其特征为，上述杆身用铝合金制成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石内行雄，滨本利一，坂井道重，永田信，藁谷博，石井岩男，金子永二，大规弘喜，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，株式会社本乡，
类型：发明
国别省市：JP[日本]