用于部件的摩擦增加连接的连接元件、用于制备连接元件的方法以及连接元件的用途技术

本公开涉及一种连接元件和一种用于制造该连接元件的方法。本公开还涉及该连接元件的用途，用于在机器、设备和机动车辆结构以及能量产生中连接待接合的第一部件和第二部件。量产生中连接待接合的第一部件和第二部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于部件的摩擦增加连接的连接元件、用于制备连接元件的方法以及连接元件的用途


[0001]本公开涉及一种用于待接合部件的摩擦增加连接的连接元件。

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。可传递的力的量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，这些颗粒借助金属粘结剂相固定在弹簧式弹性箔上。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。金属粘结剂相优选地为镍。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]通过电镀工艺、优选地通过无电涂覆工艺将借助于金属粘结剂相固定在弹簧式弹性箔上的硬质颗粒涂覆在弹簧弹性箔上。该过程耗时且昂贵。
[0005]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。如果在腐蚀环境中使用车辆或机器，或如果螺栓连接零件由不同的材料(例如碳钢和铝)组成，则尤其需要这样做。这些连接需要防止微动磨损(fretting)或电化学腐蚀，并且待接合零件的表面不应受到损坏，以允许零件的可翻转连接。
[0006]因此，需要在耐腐蚀性方面进一步改善部件的摩擦连接。此外，需要提供一种用于待接合部件的摩擦增加连接的连接元件，该连接元件可通过耗时更少且更经济的过程来制备。

技术实现思路

[0007]在第一方面，本公开涉及一种连接元件，该连接元件包括金属基材，该金属基材在基材的一侧上具有第一接合表面，并且在基材的相反侧上具有第二接合表面，其中每个接合表面包括通过粘结剂层固定在金属基材上的硬质颗粒，并且其中粘结剂层包含聚合物材料。
[0008]在另一方面，本公开还涉一种用于制造这种连接元件的方法，该方法包括：
[0009]提供金属基材，该金属基材在基材的一侧上具有第一接合表面，并且在基材的相反侧上具有第二接合表面，
[0010]提供硬质颗粒，
[0011]用粘结剂层将硬质颗粒固定在第一接合表面和第二接合表面上，其中粘结剂层包
含聚合物材料。
[0012]在又一方面，本公开涉及一种用于摩擦联接第一部件和第二部件的方法，该方法包括：
[0013]提供如本文所公开的连接元件，
[0014]提供具有部件接合表面的第一部件和具有部件接合表面的第二部件，
[0015]将连接元件的第一接合表面的硬质颗粒压入第一部件的部件接合表面中，
[0016]将连接元件的第二接合表面的硬质颗粒压入第二部件的部件接合表面中，
[0017]从而将第一部件和第二部件与连接元件摩擦联接。
[0018]在又一方面，本公开还涉及一种摩擦连接件，该摩擦连接件包括具有部件接合表面的第一部件、具有部件接合表面的第二部件和如本文所公开的连接元件，其中第一部件和第二部件与连接元件摩擦接合。
[0019]在又一方面，本公开还涉及这种连接元件的用途，用于在机器、设备和机动车辆结构以及能量产生中连接待接合的第一部件和第二部件。
[0020]在一些实施方案中，与US 6,347,905 B1中所公开的连接元件相比，根据本公开的连接元件明显更不易受到腐蚀。具体地，根据本公开的连接元件相对于湿气、水或任何其他潮湿环境明显更不易受到腐蚀。
[0021]根据本公开的连接元件可通过经济的过程来制备。本文所公开的连接元件可通过比US 6,347,905 B1中所公开的连接元件的制备过程耗时更少的过程来制备。
[0022]在一些实施方案中，根据本公开的连接元件适用于电化学腐蚀和微动磨损是个问题的摩擦连接。
[0023]通过使用根据本公开的连接元件，摩擦连接的静摩擦系数得以增加。
附图说明
[0024]在附图的基础上更详细地解释本公开，在附图中
[0025]图1示意性地示出了本公开的连接元件的横剖视图。
具体实施方式
[0026]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与环境介质发生化学反应的材料构成。该材料优选地为无机材料。
[0027]硬质颗粒可选自由以下项组成的组：碳化物、硼化物、氮化物、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。
[0028]选择硬质颗粒的尺寸，使得足够数量的颗粒将通过被压入表面中而与待接合部件的接合表面相互作用。优选地，如果粒度大于接合表面的峰
‑
谷高度的两倍，则可确保这一点，其中峰
‑
谷由对接合表面的机加工产生。120μm或更小的平均粒度(d
50
)通常满足这一要求。硬质颗粒可具有5μm至120μm的平均粒度(d
50
)。在一些实施方案中，硬质颗粒可具有5μm至60μm、或5μm至40μm、或20μm至60μm、或35μm至60μm的平均粒度(d
50
)。可通过激光衍射(例如，Mastersizer，湿法分散)来测量平均粒度。
[0029]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％。
[0030]通过粘结剂层将硬质颗粒固定在金属基材上，该粘结剂层包含聚合物材料。
[0031]如本文所公开的连接元件包含金属基材，该金属基材在基材的一侧上具有第一接合表面，并且在基材的相反侧上具有第二接合表面。每个接合表面包含通过粘结剂层固定在金属基材上的硬质颗粒，该粘结剂层包含聚合物材料。
[0032]在一些实施方案中，粘结剂层由聚合物材料组成。
[0033]聚合物材料选自由以下项组成的组：环氧树脂材料、丙烯酸材料、聚酯材料、聚氨酯材料、甲醛树脂、聚乙酸乙烯酯(PVAC)材料、聚氯乙烯(PVC)材料、醇酸树脂、有机硅材料、橡胶材料、含氟聚合物以及它们的组合。
[0034]在一些实施方案中，聚合物材料可以是粘合材料。聚合物材料的粘合特性可用于通过将连接元件胶粘到待接合部件中的一个来预组装连接元件。通过胶粘，连接元件将在待接合部件中的一个上具有其正确位置，并且将在组装到第二待接合部件期间保持该位置。粘合材料的示例为橡胶类粘合剂、丙烯酸类粘合剂和有机硅类粘合剂。
[00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】1.一种连接元件，所述连接元件包括金属基材(1)，所述金属基材在所述基材的一侧上具有第一接合表面(2)，并且在所述基材的相反侧上具有第二接合表面(3)，其中每个接合表面(2,3)包括通过粘结剂层(5)固定在所述金属基材(1)上的硬质颗粒(4)，并且其中所述粘结剂层包含聚合物材料。2.根据权利要求1所述的连接元件，其中所述聚合物材料选自由以下项组成的组：环氧树脂材料、丙烯酸材料、聚酯材料、聚氨酯材料、甲醛树脂、聚乙酸乙烯酯(PVAC)材料、聚氯乙烯(PVC)材料、醇酸树脂、有机硅材料、橡胶材料、含氟聚合物以及它们的组合。3.根据权利要求1或2所述的连接元件，其中所述硬质颗粒(4)选自由以下项组成的组：碳化物、硼化物、氮化物、二氧化硅、氧化铝、金刚石以及它们的混合物。4.根据权利要求1至3中任一项所述的连接元件，其中所述硬质颗粒(4)的平均粒度(d
50
)为5μm至120μm。5.根据权利要求1至4中任一项所述的连接元件，其中所述金属基材(1)包含钢。6.根据权利要求1至5中任一项所述的连接元件，其中所述连接元件不包含用于将所述硬质颗粒固定在所述金属基材上的金属粘结剂层。7.根据权利要求1至6中任一项所述的连接元件，其中所述金属基材(1)的所述第一接合表面和所述第二接合表面(2,3)的覆盖有硬质颗粒(4)的面积百分比为5％至80％。8.根据权利要求1至7中任一项所述的连接元件，其中所述粘结剂层(5)的厚度为2μm至100μm。9.根据权利要求1至8中任一项所述的连接元件，其中所述硬质颗粒(4)从所述粘结剂层突出所述硬质颗粒的平均粒度(d
50
)的至多95％。10.根据权利要求1至9中任一项所述的连接元件，其中所述硬质颗粒(4)从所述粘结剂层突出所述硬质颗粒的平均粒度(d
50
)的至少5％。11.一种用...

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