形成铆接接合的方法技术

根据本发明专利技术的第一方面，提供了一种形成铆接接合的方法，这种方法使用自冲铆钉，铆接接合包括UHSS层和非UHSS层，自冲铆钉包括头部和柄，柄的顶部的外径大于在插入铆钉之前柄的底部的外径，该方法包括将自冲铆钉推入UHSS层，使得柄的下部从UHSS向外张开并切出料块，以及将自冲铆钉的张开的柄和料块推入非UHSS层，使得非UHSS层变形至模具凹部中并围绕张开的柄的外表面流动。的外表面流动。的外表面流动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成铆接接合的方法
[0001]本专利技术涉及一种接合包括超高强度钢(UHSS)的工件的方法，并且还涉及相关联的铆钉。该方法可以用于将UHSS片接合至非UHSS片(例如，诸如铝的更软且更易延展的材料片)。
[0002]自冲铆钉是一项成熟的技术，并且自冲铆钉与粘合剂结合使用，以将金属工件连接在一起。自冲铆钉用于汽车行业，以将铝制汽车面板连接在一起。由于铝相对柔软且易延展，因此，铝特别适合使用自冲铆钉进行连接。在使用自冲铆钉所形成的典型接合中，可将两片重叠的材料片放置在适当形状的模具上。自冲铆钉被插入材料片。铆钉的柄穿过上层材料，然后在进入下层材料片并靠近模具时向外张开(flare)。当柄向外张开时，其延伸到下层片中，使得下层片的材料包住柄的张开部分。这在铆钉和下层材料片之间提供牢固的接合。上层和下层材料片被牢固地保持在铆钉的头部和铆钉的张开柄之间，从而形成材料的牢固接合。在铆钉插入期间，下层材料片流入模具并形成材料的所谓圆头部(凸起的圆盘)。以这种方式连接铝片是有效且高效的，并且在汽车工业中广泛地在铝制车身车辆的制造期间使用。
[0003]尽管自冲铆钉在连接相对柔软和易延展的材料(例如铝)中非常有效，但这种自冲铆钉不太适合于连接较硬和较低延展性的材料(例如超高强度钢(UHSS))。UHSS可以被认为是指抗拉强度为800MPa或更高的钢。使用自冲铆钉在包括UHSS的工件中形成接合具有挑战性。这是因为UHSS的抗拉强度使得铆钉难以穿透UHSS。当试图将铆钉推入UHSS时，铆钉的柄会趋于塌陷。为了避免该问题，可将柄的壁做得更厚，以增加柄的断裂强度。这会使柄穿透UHSS而不产生弯曲。但是，如果铆钉的柄较厚，则在将其插入工件时会减少张开的程度。因此，铆钉和工件的最下面的材料片之间的接合可能是不充分的。
[0004]与接合包括UHSS片的工件有关的另一问题(特别是如果铆钉具有增加的柄壁厚度)是难以使UHSS的料块容纳在铆钉孔洞内。相反，UHSS料块可以保留在铆钉的柄的下方，并且可以通过铆钉向下推入工件。UHSS料块会挤压接合的最下面的片，直到该片变得过薄为止，在某些情况下，UHSS料块可能会切穿连接的最低表面。这些问题可能造成较差的连接质量。
[0005]当接合包括UHSS片的工件时避免铆钉柄塌陷的附加或替代方式是使用具有非常高的硬度(例如，530HV或更高的硬度)的铆钉。这允许铆钉穿入UHSS而不会发生塌陷。但是，具有很高硬度的铆钉相对较脆，并且在将其插入工件时经常会出现裂纹。这导致接合相对较弱，而且在接合承受动态载荷(例如，在车辆行驶时可能会遇到的)时容易损坏。
[0006]本专利技术的一个目的是提供一种克服与现有技术有关的缺点的接合工件的方法。

技术实现思路

[0007]根据本专利技术的第一方面，提供了一种使用自冲铆钉形成包括UHSS层和非UHSS层的铆接接合的方法，自冲铆钉包括头部和柄，在插入铆钉之前的柄的顶部的外径大于柄的底部的外径，该方法包括将自冲铆钉推入UHSS层，使得柄的下部向外张开并从UHSS切出料块，以及将自冲铆钉的张开的柄和料块推入非UHSS层，使得非UHSS层变形为模具凹部并绕张开
的柄的外表面流动。
[0008]尽管柄在进入非UHSS层时已经张开，但通过使非UHSS层围绕张开的柄的外表面流动，本专利技术能够形成坚固的接合。这与常规的自冲铆钉连接方法相反，常规的自冲铆钉连接方法依赖于当柄进入工件的最下层时张开的柄。
[0009]从UHSS切出的孔可具有大于在插入铆钉之前柄的底部的外径的直径。柄的顶部的外径可能足够大以在柄的圆周周围提供与UHSS层的接触。这是有利的，因为当存在铆钉柄与柄的圆周周围的UHSS层之间的接触时，该接触防止湿气进入接合。由于湿气可能会导致腐蚀，所以这种湿气是不期望的。
[0010]模具可具有大于在插入铆钉之前的柄的底部的外径不超过2.5mm的直径。这种直径上的小差别有助于使非UHSS层围绕张开的柄的外表面流动。
[0011]模具可具有大于在插入铆钉之前的柄的底部的外径至少1.5mm的直径。
[0012]柄的顶部的外径比柄的底部的外径可以大高达12％。
[0013]柄可以包括上部和下部，上部具有比下部更大的直径。从上部到下部的过渡可以是逐渐变细的。逐渐变细可允许铆钉的上部进入UHSS层，而无需过大的力(如果存在台阶，则可能需要过大的力)。
[0014]柄可包括上部和下部，并且其中，柄的上部是逐渐变细的。
[0015]柄可以从柄的顶部到柄的底部逐渐变细。
[0016]逐渐变细可以帮助确保存在有铆钉柄与柄的圆周周围的UHSS层之间的接触。
[0017]模具可以包括围绕模具的腔延伸的环形脊。
[0018]环形脊可以包括大体导向铆钉的逐渐变细的表面。
[0019]根据本专利技术的第二方面，提供了一种使用自冲铆钉形成包括UHSS层和非UHSS层的铆接接合的方法，自冲铆钉包括头部和柄，柄包括下柄部、中柄部和上柄部，中柄部具有小于上柄部和下柄部的直径的直径，该方法包括将自冲铆钉推入UHSS层，使得铆钉的下部从UHSS切出料块，以及将自冲铆钉与料块推入非UHSS层，使得柄的下部从非UHSS层切出料块，其中，模具接收UHSS的料块与非UHSS的料块，并且其中，模具促使非UHSS围绕下柄部的外表面流动。
[0020]即使柄略微张开或不张开，通过使非UHSS围绕下柄部的外表面流动，本专利技术也能够形成牢固的接合。
[0021]模具可包括围绕模具的腔延伸的环形脊。
[0022]环形脊可包括大体导向铆钉的逐渐变细的表面。
[0023]模具可具有圆柱形开口，其具有比下柄部的直径大在0.5mm和1mm之间的直径。
[0024]将铆钉插入UHSS可能会使铆钉的柄向外张开。
[0025]根据本专利技术的第三方面，提供了一种使用自冲铆钉形成包括UHSS层和非UHSS层的铆接接合的方法，自冲铆钉包括头部和柄，柄包括下柄部和上柄部、至少部分地延伸到下柄部中的凹部，其中，上柄部的外径大于下柄部的外径，该方法包括将自冲铆钉推入UHSS层，使得柄的下部向外张开并从UHSS切出料块，以及将自冲铆钉与料块推入非UHSS层，使得柄的下部从非UHSS层切出料块，其中，模具接收UHSS的料块与非UHSS的料块，并且其中，模具促使非UHSS围绕下柄部的外表面流动，其中，柄的上部与围绕柄的圆周的UHSS层接触。
[0026]本专利技术的第三方面的优点在于，可相对容易地制造自冲铆钉。与移除柄的外侧的
中部的示例相比，移除柄的外部的最下的部分以及在柄中形成凹部相对简单。
[0027]模具可包括围绕模具的腔延伸的环形脊。
[0028]环形脊可包括大体导向铆钉的逐渐变细的表面。
[0029]模具可具有圆柱形开口，其具有比下柄部的直径大在0.5mm和1mm之间的直径。
[0030]根据本专利技术的第四方面，提供了一种车辆，其包括根据前述权利要求中任一项的方法形成的铆接接合。
[0031]根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种形成铆接接合的方法，所述方法使用自冲铆钉，所述铆接接合包括UHSS层和非UHSS层，所述自冲铆钉包括头部和柄，所述柄的顶部的外径大于在插入所述铆钉之前所述柄的底部的外径，所述方法包括：将所述自冲铆钉推入所述UHSS层，使得所述柄的所述下部从所述UHSS向外张开并切出料块；以及将所述自冲铆钉的张开的所述柄和所述料块推入所述非UHSS层，使得所述非UHSS层变形至模具凹部中并围绕张开的所述柄的外表面流动。2.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述UHSS切出的孔具有大于在插入所述铆钉之前所述柄的所述底部的所述外径的直径，并且其中，所述柄的所述顶部的所述外径足够大以提供与所述柄的圆周周围的所述UHSS层的接触。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述模具具有比在插入所述铆钉之前所述柄的所述底部的所述外径大不多于2.5mm的直径。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述模具具有比在插入所述铆钉之前所述柄的所述底部的所述外径大至少1.5mm的直径。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述柄的顶部的所述外径比所述柄的所述底部的所述外径大高达12％。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述柄包括上部和下部，所述上部具有大于所述下部的直径。7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述柄包括上部和下部，并且其中，所述柄的所述上部是逐渐变细的。8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述柄从所述柄的所述顶部到所述柄的所述底部逐渐变细。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述模具包括围绕所述模具的腔延伸的环形脊。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述环形脊包括大体导向所述铆钉的逐渐变细表面。11.一种形成铆接接合的方法，所述方法使用自冲铆钉，所述铆接接合包括UHSS层和非UHSS层，所述自冲铆钉包括头部和柄，所述柄包括下柄部、中柄部及上柄部，所述中柄部具有小于所述上柄部与所述下柄部的所述直径的直径，所述方法包括：将所述自冲铆钉推入所述U...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：阿特拉斯，
类型：发明
国别省市：