改进的防腐蚀结构制造技术

本发明专利技术公开了一种改进的防腐蚀结构，具体涉及一种包含具有改进的耐腐蚀性的金属结构总成的车辆。该金属总成包含第一金属构件和第二金属构件（１１，１２），第一金属构件（１１）包含具有第一表面（２０）的钢板，第一表面（２０）涂覆有至少一种合金。第二金属构件（１２）为具有第一表面（２３）的铝构件。此外，第一金属构件（１１）的第一表面（２０）至少在第一连接区域（３０）处连接至第二金属构件（１２）的第一表面（２３）。该至少一种合金包含Ｍｇ。根据本发明专利技术的金属总成证明有很高的耐腐蚀性，而对凹陷形式的局部腐蚀侵蚀也很有抵抗性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有耐腐蚀金属总成的车辆。已发现该金属总成在 车门结构中特别有用。
技术介绍
总体上，机动车辆上的腐蚀问题已经随着多年来对镀锌钢的使用而有所改进。镀锌钢是通过热浸镀4辛涂覆钢4反的常用考呈序，其中 钢才反移动穿过殳容融《争浴才曹(bath)。熔4匕4辛粘附至钢，并且随着4冈 离开浴槽，借助气体刀具去除多余的锌。公开文本WO 2006002843 公开了对具有热浸镀锌合金涂层的钢板的使用。锌合金包括下列成 分0.3-2.3% (重量)4美、0.6-2.3% (重量)铝、可选的少于0.2% (重量)的一种或多种添加元素、无法避免的杂质、剩余部分为《争。 锌合金涂层通常可具有厚度为5-12(mi的层。4辛合金涂层钢才反净皮i人 为具有良好的耐腐蚀性并且制造(成本)廉价。所描述的钢板进一 步^皮i人为是用作汽车部件。然而该文件未提及任何具体应用。此外，机动车辆中减轻重量是主要的关注点，以便减少燃料消 耗和C02排放。减轻重量需要更轻的材料，其中铝是一种候选材料。 然而，车辆中的结构经常遭受高负载或高应力。从这个角度讲，通 常认为铝不适合替代钢结构。在这种情况下，铝和更坚固材并+(例 如钢)的组合更加可能成功。然而，这些材冲牛之间的连4妄区域经常 暴露于腐蚀性道路环境，结果，由于部分地因为铝的非贵重金属特 性而产生的严重电偶腐蚀，已经避免采用这些混合材料总成。尽管已经采取一些预防措施以将这种连接区域密封起来防止暴露，例如 通过4吏用不同的密封方法或密封蜡，^f旦这些方法已经表王见出不够充 分或非常昂贵。7>开号JP2001335973的日本专利中7>开了这种解决方案的示 例，其中公开了保护连接至钢基柱的基柱型铝结构免受腐蚀的方法。钢基柱由镀锌钢或不锈钢形成。用于电绝缘接触的绝缘层或牺 牲阳极位于铝结构和钢基柱之间以避免其间的腐蚀。然而，这样相 对昂贵而且不能很好地适合批量生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有有效减緩金属结构总成腐蚀 的形成并防止局部腐蚀侵蚀的协同效应的改进的耐腐蚀金属结构 总成的车辆。包含具有改进的耐腐蚀性的金属结构总成的车辆至少 部分地解决了上述缺点，该金属结构总成包含第一金属构件和第二 金属构件。第 一金属构件包含具有涂有至少 一种合金的第 一表面的 钢板。第二金属构件为具有第一表面的铝构件。第一金属构件的第 一表面至少在第一连接区域处连接至第二金属构件的第一表面。所 述至少一种合金为基于ZnxMgY的合金，例如Zn2Mg材料层。这种 层优选地设置在一 Zn涂层上。该金属总成已表现出提供了非常好 的防腐蚀特性。在根据本专利技术的实施例中，所述至少一种基于ZnxMgY的合金 包含0.8-10% (重量)的Mg。由于其4交低的生产成本和良好的制造 方法，钢上的这些类型的涂层4艮有利。所述至少一种合金伊C选i也包 含1-5% (重量)的Mg。在根据本专利技术的应用中，第一金属构件为成型的车辆金属板结 构部件而第二金属构件为表面与第 一构件接触的另 一车辆组件。在根据本专利技术的优选应用中，第一金属构件为车门内框架结构，且可 选地第二金属构件为车门外面板。已经发现由于车门受到的苛刻环 境，在车门中使用该金属总成的原理非常有利。因此，基于沖压压 制钢板的金属结构十分适合本金属总成。第一金属构件可为基于冲 压压制钢纟反的金属结构。在根据本专利技术的实施例中，第一金属构件和/或第二金属构件在 第 一连4妄区域处包含无涂层表面。无涂层表面可为没有防腐蚀处理 的表面或没有涂并+涂层的表面。无涂层表面的面积可以至少为连4妄 区域面积的两倍。其可进一步环绕连4妄区域。如所理解的，其分布 在相对大的表面区域上，这样其不可避免的侵蚀^皮分布在相对大的 表面区i或上，并因jt匕可以初U妄受。附图说明下面将参考附图更为详细地描述本专利技术，附图中图l显示了车门的示意说明，其中根据本专利技术的金属总成非常有用；图2a-2b显示了图1中所示车门的不同截面示意图3显示了腐蚀测试结果的图表；图4显示了测试条件的图表；图5显示了腐蚀测试结果的图表；图6显示了腐蚀测试结果的图表；图7显示了试才羊总成；以及图8显示了试样总成。 具体实施例方式图1显示了根据本专利技术的带有具有改进的耐腐蚀性的金属结构 总成的车门10。在才艮据本专利技术的该非限定实施例中，金属结构总成 具有至少一个第 一金属构件和第二金属构件，第一金属构件为车门 内框架结构(例如内面斧反)，而第二金属构件为连4妾至其的铝质外 面板。车门内框架结构包含具有基于ZnMg的涂层的钢材冲牛以防止 钢材料的腐蚀。基于ZnMg的涂层可为例如Zn涂层上的Zn2Mg涂层。作为i兌 明性示例，钢板通过电镀锌(EG)涂有Zn层，然后通过物理气相 沉积(PVD )工艺涂覆Zn2Mg层，实际上该PVD工艺广泛应用于 ii常工业中的不同应用中。当^f吏用PVD工艺时，钢才反将^v加热金 属源上方通过。由于金属被加热，金属蒸汽会从金属源蒸发出来并 冷凝在通过的钢板上。可使用真空源以增加蒸发速度。从而在钢板 上形成金属层。作为一种选择，通过简单地4吏钢板在加热金属源上 方返回，可涂覆钢^反的4壬一侧。在本例中加热金属源为加热的4美。 在Zn层上形成Mg层之后，对钢板退火( 一种有效地4吏Zn与Mg 成为合金并在Zn层上方提供具有Zn2Mg的层的热处理)。可选地，可通过以锌、4美和铝合金元素进行热浸向钢板提供 ZnMg涂层。基于ZnMg的合金涂层可为例如含有0.8-3.5% (重量) 铝和0.8-10.0% (重量)4美的锌合金。这些4美和铝的量实质上提供 了与传统的热浸镀锌相比在有限额外成本下具有高耐腐蚀性、良好 表面质量、良好可成形性和良好焊接性能的涂层。然而，现在专利技术人已经发现当将具有基于Zn和Mg的合金的 涂层的钢板与铝合金构件(优选地选自AA4000-AA6000系列)连74妄起来时的协同效应。如将显示的，通过该组合实现了非凡的耐腐 蚀金属结构总成。下面将在图1中i兌明本专利技术十分有用的实施区域。图l显示了具有车门内框架结构11 (未显示)、外面寺反12、内面才反13、和可移 动玻璃窗14的车门10。车门10为才几动车辆车门并具有上边》彖15 和下边缘16,下边纟彖意为当车辆处于其可以y使用^f立置时面对i也面， 而上边缘意为更加接近车辆的顶部。根据本专利技术的金属总成十分适 合组合车门内结构和车门外结构，例如下面所描述的。转至显示了 车门10的下边缘16的封闭结构(在本例中为典型的巻边车门底部 设计)的图2,其中车门10的车门内框架结构11包含第一表面20 和第二表面21。在第一连接区域30处，车门内框架结构ll的第一 表面20连4妾至夕卜面4反12的内表面23(即面向车门10内部的表面)。 内表面23也称为外面板12的第一表面23。如进一步可见的，随着 车门内框架结构11的第二表面21连4妻至内表面23，形成第二连4妄 区域31。出于本专利技术的目的，车门内框架结构11对应于第一金属 才反而外面^反12对应于第二金属才反。图2b显示了车门10的可^办4气 下边缘16的封闭结构(即车门底部i殳计)。车门10的车门内冲匡架 结构11包含第一表面20和第二表面21。在第一连4妻区域30处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含具有改进的耐腐蚀性的金属结构总成的车辆，所述金属结构总成包含第一金属构件和第二金属构件（１１，１２），所述第一金属构件（１１）包含具有第一表面（２０）的钢板，所述第一表面（２０）涂覆有至少一种合金，其特征在于，所述第二金属构件（１２）为具有第一表面（２３）的铝合金构件，且所述第一金属构件（１１）的第一表面（２０）至少在第一连接区域（３０）处连接至所述第二金属构件（１２）的第一表面（２３），并且所述至少一种合金为基于Ｚｎ↓［Ｘ］Ｍｇ↓［Ｙ］的合金。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：理查德约翰松，马茨斯特伦，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]