CN102220587A - 用于防止电化腐蚀的组件及其组装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于防止电化腐蚀的组件及其组装方法。用于限制由第一材料制成的第一构件和由不同于第一材料的第二材料制成的第二构件之间的腐蚀的组件包括被限定在第一构件中的多个圆柱体状凹陷。圆柱体状凹陷与第二构件相互作用以限定多个电化接触区域。电涂层基本覆盖所有第一构件和第二构件，但不覆盖电化接触区域。因此，多个电化接触区域不接触电涂层并且被密封以防止接触电解液。还提供一种将第一构件组装到第二构件以限制其间的腐蚀的方法。
Description
技术领域
本发明总体上涉及用于联接不同材料同时限制或防止诸如电化腐蚀的腐蚀的特征。
背景技术
许多部件和组件（包括车辆内的部件和组件）由不同材料联接到一起。被放置成导电接触的电化学特性上不同的材料可在出现电解液的情况下经历腐蚀。通过放置在电化学特性上不同的材料之间的绝缘材料可防止直接接触。绝缘可防止导电以及从其出现的腐蚀。
发明内容
本文提供一种用于限制由第一材料制成的第一构件和由不同于第一材料的第二材料制成的第二构件之间的腐蚀的组件。该组件包括被限定在第一构件中的多个圆柱体状凹陷。多个圆柱体状凹陷与第一构件形成为单件连续的单一结构。
多个圆柱体状凹陷与第二构件相互作用以限定多个电化接触区域。该组件还包括电涂层，其基本覆盖所有第一构件和第二构件。然而，电涂层不覆盖至少多个电化接触区域。因此，多个电化接触区域不接触电涂层并且被密封以防止接触电解液。
还提供一种将第一构件组装到第二构件的方法。该方法限制第一构件和第二构件之间的腐蚀，且所述方法包括：A）在第一构件中冲压第一孔；B）在第一构件中冲压多个圆柱体状凹陷；C）将第一构件附连到第二构件，其中，第一构件通过紧固件附连到第二构件，从而形成联接的组件；以及D）电涂层联接的组件，使得第一构件、第二构件和紧固件的基本所有暴露表面都被电涂层覆盖。
本发明涉及下述技术方案。
1. 一种用于限制由第一材料制成的第一构件和由不同于第一材料的第二材料制成的第二构件之间的腐蚀的组件，所述组件包括：
多个圆柱体状凹陷，其中所述多个圆柱体状凹陷被限定在第一构件中，且所述多个圆柱体状凹陷与第一构件形成为单件结构；
其中，多个圆柱体状凹陷与第二构件相互作用以限定多个电化接触区域；和
电涂层，所述电涂层基本覆盖除了多个电化接触区域以外的所有第一构件和第二构件，使得多个电化接触区域不接触电涂层并且被密封以防止接触电解液。
2. 根据方案1所述的组件，
其中，第一构件限定第一孔；以及
其中，多个圆柱体状凹陷围绕第一孔基本对称。
3. 根据方案2所述的组件，
其中，紧固件将第一构件附连到第二构件并且具有紧固件直径；以及
其中，第一孔具有大于紧固件直径的孔直径，使得电涂层被设置在紧固件与第一孔之间。
4. 根据方案3所述的组件，其中，多个圆柱体状凹陷通过冲压第一构件而形成。
5. 根据方案4所述的组件，
其中，紧固件与具有垫片直径的垫片协作；
其中，垫片接触第一构件；以及
其中，多个圆柱体状凹陷具有小于垫片直径的外径。
6. 根据方案5所述的组件，
其中，第一材料是铝；以及
其中，第二材料是钢。
7. 根据方案1所述的组件，
其中，第一构件限定第一孔；
其中，紧固件将第一构件附连到第二构件并且具有紧固件直径；以及
其中，第一孔具有大于紧固件直径的孔直径，使得紧固件不接触第一构件。
8. 根据方案7所述的组件，
其中，紧固件与具有垫片直径的垫片协作；
其中，垫片接触第一构件；以及
其中，多个圆柱体状凹陷具有小于垫片直径的外径。
9. 根据方案8所述的组件，其中，多个圆柱体状凹陷围绕第一孔基本对称。
10. 一种将第一构件组装到第二构件的方法，包括：
在第一构件中冲压第一孔；
在第一构件中冲压多个圆柱体状凹陷；
将第一构件附连到第二构件，其中，第一构件通过紧固件附连到第二构件，从而形成联接的组件；以及
电涂层联接的组件，使得第一构件、第二构件和紧固件的基本所有暴露表面都被电涂层覆盖。
11. 根据方案10所述的方法，还包括：
从第一材料形成第一构件；以及
从不同于第一材料的第二材料形成第二构件。
12. 根据方案11所述的方法，其中，多个圆柱体状凹陷围绕第一构件中的第一孔冲压成对称图案。
13. 根据方案12所述的方法，其中，在单一冲压工艺中实施在第一构件中冲压第一孔和在第一构件中冲压多个圆柱体状凹陷。
14. 根据方案13所述的方法，其中，在联接的组件的电涂层期间，多个圆柱体状凹陷和第二构件之间的多个接触区域未被电涂层覆盖。
15. 根据方案14所述的方法，还包括：
在形成组件之前在紧固件与第一构件之间放置垫片；以及
其中，垫片具有垫片直径，所述垫片直径大于所述多个圆柱体状凹陷的外径。
16. 根据方案15所述的方法，其中，第一材料是铝，第二材料是钢。
通过用于实施本发明的一些最佳模式和其它实施例的下述详细说明结合附图，本发明的上述特征和优势以及其它特征和优势将显而易见。
附图说明
图1是用于限制在由不同材料制成的第一构件与第二构件之间的腐蚀的组件的示意性立体图；
图2是图1中所示的第一和第二构件的示意性立体图；
图3是如图1所示从线3-3截取的组件的示意性立体截面图；以及
图4是图3中的区域4-4的示意性更详细视图，示出了覆盖大部分组件的电涂层。
具体实施方式
参考附图，在几个附图中相同的附图标记对应于相同或类似的部件，在图1中示出具有第一构件12和第二构件14的组件10的立体图。第一构件12由第一材料制成，第二构件14由不同于第一材料的第二材料制成，使得组件10具有至少两种不同的材料。
例如而不施加限制，第一构件12可以是车辆上的挡泥板、挡泥板的一部分或者类似结构。因此，如图1所示的第一构件12可仅为大得多的部件的小部分。例如而不施加限制，第二构件14可以是车辆的车架或车架的一部分。类似地，如图1所示的第二构件14可仅为大得多的部件的小部分。
虽然本发明的大部分内容针对机动车应用详细描述，但是本领域技术人员将认识到本发明的更宽泛应用。本领域技术人员还将认识到，诸如“上”、“下”、“向上”和“向下”等的术语用于描述附图，且不表示对由所附权利要求书限定的本发明范围的限制。
紧固件16将第一构件12附连到第二构件14。紧固件16例如可以是螺栓、螺钉、铆钉或者可实现本领域技术人员能够并且适于联接或夹持第一构件12到第二构件14的其它部件。紧固件16的具体尺寸和类型将取决于组件10的尺寸和负载状况。
在如图1所示的示例性组件10中，紧固件16与垫片18协作。在所示的配置中，垫片18设置在第一构件12与紧固件16的头部之间。替代性地，垫片18可设置在其它部位。此外，垫片18可被包括在紧固件16中或者形成为紧固件16的一部分。紧固件16和垫片18还可形成为组件，从而垫片18受紧固件16控制。
组件10可由许多不同材料形成。示例性材料可包括铝和钢。例如且不施加限制，如果第一构件12是机动车挡泥板而第二构件14是机动车车架，那么第一材料可以是铝而第二材料可以是钢。替代性地，第一材料可以是钢而第二材料可以是铝。
当存在两种电化学特性上不同的材料（通常是金属）时，在一些状况下可出现腐蚀。铝和钢是电化学特性上不同的材料，其中任一种均可用于第一构件12或第二构件14。这类腐蚀可称为电化腐蚀或不同金属腐蚀，并且为这样的过程，其中彼此接触的材料中的一种或两者氧化或腐蚀。
当存在两种材料之间的导电路径时或者两种材料存在于电解液中时可发生腐蚀。在两种材料直接接触时通常出现导电路径，但是可在其它情形中出现该导电路径。电解液包括水，当在水中溶解有盐或其它矿物质时尤其如此，该水例如海水或者采用道路上的盐的区域中溢出的雨水和雪。
在两种不同材料被夹持在一起时，小量的水汽可渗透到材料之间的十分小的间隙中。水汽可被捕获在所述间隙之间或停留在该间隙之间达延长的时间段。这至少暂时地建立电化电池，因为电解液提供用于离子迁移的机制，藉此离子可从一种材料（阳极）移动到另一种材料（阴极）。
现参考图2，并且继续参考图1，示出了组件10的一部分的另一立体图。在图2所示的视图中，仅示出了第一构件12和第二构件14。通过从视图中移除垫片18，图2示出了配置成限制第一构件12和第二构件14（由电化学特性上不同的材料制成）之间的电化腐蚀的结构。第一构件12包括多个圆柱体状凹陷20，所述圆柱体状凹陷20从第一构件12延伸到第二构件14并且与第二构件14接触。
圆柱体状凹陷20与第一构件12形成为单件结构。在附图中所示的示例性组件10中，圆柱体状凹陷20形成于第一构件12中。然而，圆柱体状凹陷20可形成在第一构件12或第二构件14上。腐蚀属性（或缺少）基本相同，与圆柱体状凹陷20形成在第一构件12或第二构件14上无关。
第一孔22也被限定在第一构件12中。紧固件16（在图2中未示出，在图1中示出）穿过第一孔22。圆柱体状凹陷20围绕第一孔22基本对称。在图2中，圆柱体状凹陷20围绕第一孔22形成曲线或者圆形（即，在第一孔22在圆弧的中心处的情况下圆柱体状凹陷弯曲或成弧形）。然而，圆柱体状凹陷20可形成为笔直圆柱体状凹部（即，更像真实的圆柱体）且仍围绕第一孔22以表示正方形的图案对称地间隔或设置。
图2示出了具有围绕第一孔22对称地间隔开的四个圆柱体状凹陷20。然而，其它配置可包括两个、三个或更多数量的圆柱体状凹陷20。如果在第一构件12中形成三个弧形圆柱体状凹陷20，那么其形状看起来十分类似于图2中所示的，除了圆柱体状凹陷20的间距和属性可不同之外。然而，如果三个笔直圆柱体状凹陷20形成在第一构件12中，那么圆柱体状凹陷20会形成在三角形图案的中心处具有第一孔22的三角形图案。
现参考图3，并且继续参考图1和2，示出了如图1所示的组件10的立体截面图。图3中所示的截面图从图1中的线3-3截取。图3示出了分界面区域，其联接第一构件12和第二构件14的不同材料。
除了穿过第一构件12中的第一孔22之外，紧固件16还穿过第二构件14中的第二孔24。紧固件16与插座或焊接螺母26协作，以向第一构件12和第二构件14提供夹持力。焊接螺母26的内部和紧固件16的邻接部分的外部可以被螺纹连接。
第二构件14包括面部区域30，所述面部区域与圆柱体状凹陷20协作以限定多个电化接触区域32。面部区域30可以是大致平面的（如图1-3所示）或者可稍微凹进或凸出。然而，第一构件12和第二构件14之间的实际接触仅出现在电化接触区域32。电化接触区域32提供在第一构件12和第二构件14之间的潜在导电路径。在图1-3所示的示例性组件10中，存在四个圆柱体状凹陷20和四个电化接触区域32。
现参考图4且继续参考图1-3，示出了如图3所示的立体截面图中的更详细视图。如图4所示的更详细视图从图3中的区域4-4截取。图4示出了一个电化接触区域32，其中第一构件12的圆柱体状凹陷20接触第二构件14的面部区域30。
在用紧固件16将第一构件12附连到第二构件14之后（且可能在附连其它部件之后），整个组件10被施加电涂层34。电涂层34在图4中示出为粗的黑线，其中截面线3-3与覆盖有电涂层34的表面相交。电涂层34还可称为，例如：E-涂层、e-涂层、电泳涂层、电沉积、电涂、电镀或电镀工艺。
电涂层34被施加的电泳涂层工艺或电涂层工艺是有机涂层方法，其使用电流以将水基涂料或涂层沉积到金属或导电部分上。电涂层34可被施加为涂料的第一涂层、初级涂层、作为涂料的最终涂层、或仅为用于防止电化腐蚀的保护层。由于电涂层34在液态环境（例如，浸渍或浸浴）中被施加，因此经受液体的大多数表面将具有电涂层34的层。电涂层34可经历附加的固化或精加工过程。
电涂层34基本覆盖第一构件12和第二构件14除了电化接触区域32以外的所有表面。因此，电化接触区域32不接触电涂层34而是由电涂层34围绕。电化接触区域32被密封或绝缘以防止与同第一构件12和第二构件14相互作用的任何电解液接触。
电涂层34被描述为厚的粗线且可能在图4中未按比例示出。因此，电涂层34相对于所示的其它部件可大致更薄或大致更厚。取决于电涂层34的厚度以及组件10的其它部件的尺寸，对于组件10的一些实施例而言，电涂层34从图3的角度看是可见的（虽然电涂层34在本文在图3中所示的示例性组件10的角度中不可见）。
如图4所示，电化接触区域32保持在圆柱体状凹陷20与面部区域30之间的小分界面，该小分界面不具有施加到其上的电涂层34。电涂层34并不是一直达到圆柱体状凹陷20与面部区域30之间的接触区域中，并且形成与电化接触区域32相对的倒圆角边缘。电涂层34和凹陷20的形状使得诸如水的电解液渗透远离电化接触区域32。在没有与电解液延长接触的情况下，第一构件12和第二构件14之间的电化腐蚀可大致受限或被防止。
再次参考图3，紧固件16具有紧固件直径40，第一孔22具有孔直径42。孔直径42大于紧固件直径40，使得电涂层34可设置在紧固件16与第一孔22之间。此外，通过孔直径42大于紧固件直径40，防止第一构件12与紧固件16之间的接触。孔直径42的较大尺寸限制了第一构件12的电化腐蚀。
圆柱体状凹陷20可通过冲压第一构件12形成。圆柱体状凹陷20和第一孔22可一起冲压作为形成第一构件12的一部分。例如而非施加限制，如果第一构件12是机动车挡泥板，圆柱体状凹陷20和第一孔22可在用于挡泥板自身的成型工艺期间被冲压。
垫片18具有垫片直径44，圆柱体状凹陷20具有外径46。在如图1-4所示的示例性示例中，圆柱体状凹陷20的外径46小于垫片直径44。圆柱体状凹陷20的外径46与垫片直径44的相对尺寸控制垫片18和圆柱体状凹陷20之间的负载分布。
如图1-4所示的组件10可以是车辆上的挡泥板和车架的一部分。本文也描述将挡泥板组装到车架上的方法。挡泥板可在其被组装到车架上之前由该第一构件12或第二构件14制成，所述车架由第一构件12和第二构件14中的另一个制成。虽然该方法针对如图1-4所示的大多数结构进行描述和说明，但是本领域技术人员将理解的是，在要求保护的方法的范围内可使用其它部件。
挡泥板的制造和组装包括将第一孔22和圆柱体状凹陷20冲压到挡泥板中。于是，挡泥板例如通过紧固件16附连到车架，从而形成车架-挡泥板组件（其一部分可以是附图中所示的组件10）。接下来，车架-挡泥板组件10可进行电涂层，使得基本所有的挡泥板和车架都被电涂层34覆盖。
圆柱体状凹陷20可围绕挡泥板中的第一孔22冲压成对称图案。此外，挡泥板中的第一孔22和圆柱体状凹陷20可在单一冲压工艺中被冲压。
该方法还可包括在形成组件10之前将垫片18放置在紧固件16与挡泥板之间。垫片18还可被组装，其中垫片直径44大于圆柱体状凹陷20的外径46。挡泥板可由铝制成，车架可由钢制成。
虽然已经详细描述了用于实施要求保护的本发明的一些最佳模式和其它实施例，但是本发明所属领域的技术人员将认识到用于实施在所附权利要求书中限定的本发明的各种替代性设计和实施方式。
Claims (10)
1. 一种用于限制由第一材料制成的第一构件和由不同于第一材料的第二材料制成的第二构件之间的腐蚀的组件，所述组件包括：
多个圆柱体状凹陷，其中所述多个圆柱体状凹陷被限定在第一构件中，且所述多个圆柱体状凹陷与第一构件形成为单件结构；
其中，多个圆柱体状凹陷与第二构件相互作用以限定多个电化接触区域；和
电涂层，所述电涂层基本覆盖除了多个电化接触区域以外的所有第一构件和第二构件，使得多个电化接触区域不接触电涂层并且被密封以防止接触电解液。
2. 根据权利要求1所述的组件，
其中，第一构件限定第一孔；以及
其中，多个圆柱体状凹陷围绕第一孔基本对称。
3. 根据权利要求2所述的组件，
其中，紧固件将第一构件附连到第二构件并且具有紧固件直径；以及
其中，第一孔具有大于紧固件直径的孔直径，使得电涂层被设置在紧固件与第一孔之间。
4. 根据权利要求3所述的组件，其中，多个圆柱体状凹陷通过冲压第一构件而形成。
5. 根据权利要求4所述的组件，
其中，紧固件与具有垫片直径的垫片协作；
其中，垫片接触第一构件；以及
其中，多个圆柱体状凹陷具有小于垫片直径的外径。
6. 根据权利要求5所述的组件，
其中，第一材料是铝；以及
其中，第二材料是钢。
7. 根据权利要求1所述的组件，
其中，第一构件限定第一孔；
其中，紧固件将第一构件附连到第二构件并且具有紧固件直径；以及
其中，第一孔具有大于紧固件直径的孔直径，使得紧固件不接触第一构件。
8. 根据权利要求7所述的组件，
其中，紧固件与具有垫片直径的垫片协作；
其中，垫片接触第一构件；以及
其中，多个圆柱体状凹陷具有小于垫片直径的外径。
9. 根据权利要求8所述的组件，其中，多个圆柱体状凹陷围绕第一孔基本对称。
10. 一种将第一构件组装到第二构件的方法，包括：
在第一构件中冲压第一孔；
在第一构件中冲压多个圆柱体状凹陷；
将第一构件附连到第二构件，其中，第一构件通过紧固件附连到第二构件，从而形成联接的组件；以及
电涂层联接的组件，使得第一构件、第二构件和紧固件的基本所有暴露表面都被电涂层覆盖。
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