CN104421307A - 压合螺母 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种压合螺母，用于与锆基非晶合金基材装配，该压合螺母为钛合金材质。该压合螺母为柱状中空贯穿结构，包括底部、中部和顶部，该底部和该顶部分别位于该中部的两端，该顶部包括与中部相接的台肩结构以及多个位于台肩结构边缘的尖角，该底部包括倒角结构。该压合螺母装配精度高并且具备较高的拉拔力及扭力。
Description
技术领域
本发明涉及一种螺母，特别是涉及一种用于锆基非晶合金基材上的压合螺母。
背景技术
大块非晶合金因其独特的微观结构，具有晶态合金所无法比拟的优异的机械性能，在航空、航天领域、IT电子、机械、化工等行业有着广泛的应用。在非晶合金体系中，锆基非晶合金具有很高的非晶形成能力和较宽的过冷液相区，对成型设备的要求相对较低，成型的锆基大块非晶合金具有高强度、高弹性、高韧性，以及优异的耐磨损性和耐腐蚀性，因此，锆基大块非晶合金成为目前业界研究最多的大块非晶合金系之一。
锆基非晶合金材料的应用很广泛，主要在军事、航空、医疗器械、运动器械、汽车产品零部件、电子产品壳体等领域。然而，上述领域之机构件常常会用到螺母装配。因锆基非晶合金基体属高硬度合金，利用过盈压合的方式可实现螺母的装配。然而因常规的合金螺母的硬度均低于锆基非晶合金基体，螺母一经压合便会被切削掉，所以螺母不具备有效的拉拔力与扭力﹐且压合时的精度较低。
发明内容
为此，本发明提供一种适合于锆基非晶合金材料的装配，装配精度高并且具备较高拉拔力及扭力的压合螺母。
本发明提供一种压合螺母，用于与锆基非晶合金基材装配，该压合螺母为柱状中空贯穿结构，该压合螺母为钛合金材质，包括底部、中部和顶部，该底部和该顶部分别位于该中部的两端，该顶部包括与中部相接的台肩结构以及多个位于台肩结构边缘的尖角，该底部包括倒角结构。
依据本发明提供的压合螺母，该压合螺母为钛合金材质，具有较好的硬度。将压合螺母装配到锆基非晶合金基材中时，该压合螺母底部的倒角结构可避免初压时该压合螺母偏移，提高装配的精度。压合后，该压合螺母顶部之包括多个尖角的台肩结构被压入到锆基非晶合金基材的装配孔中，并与锆基非晶合金基材的表面平齐，使得多个具有一定厚度之尖角嵌入到锆基非晶合金基材中，因此，该压合螺母与该锆基非晶基材之间的连接非常牢固，该压合螺母具备较高的拉拔力及扭力。
附图说明
图1是一种锆基非晶合金基材的立体示意图。
图2是图1所示的锆基非晶合金基材的沿线Ⅱ-Ⅱ的剖视图。
图3是本发明提供的压合螺母的立体示意图。
图4是图3中所示的压合螺母的俯视图。
图5是图3所示的压合螺母与锆基非晶合金基材安装状态的示意图。
图6是图5所示的压合螺母与锆基非晶合金基材安装状态的剖视图。
主要元件符号说明
| 锆基非晶合金基材 | 10 |
| 压合螺母 | 20 |
| 装配孔 | 110 |
| 台阶面 | 111 |
| 上装配孔 | 112 |
| 下装配孔 | 113 |
| 顶部 | 210 |
| 中部 | 220 |
| 底部 | 230 |
| 螺孔 | 240 |
| 螺纹 | 250 |
| 台肩结构 | 211 |
| 尖角 | 212 |
| 间隙 | 213 |
| 圆柱面 | 221 |
| 第一侧面 | 231 |
| 第二侧面 | 232 |
| 倒角结构 | 233 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
将参照附图表述根据本发明的实施例。
图1是一种锆基非晶合金基材的结构示意图。该锆基非晶合金基材10具有至少一个装配孔110。本实施方式中以装配孔的数量是两个为例进行说明。
请同时参照图2，图2是图1中所示的锆基非晶合金基材10沿线Ⅱ-Ⅱ的剖视图。装配孔110为圆形孔，贯穿锆基非晶合金基材10，当然，装配孔110也可不贯穿锆基非晶合金基材10。装配孔110还包括一台阶面111，台阶面111将装配孔110分为位于台阶面111之上的上装配孔112和位于台阶面111之下的下装配孔113，下装配孔113的直径小于上装配孔112的直径，使装配孔110呈阶梯状。该装配孔的数量和结构可视实际产品的需求设定，并不限于此。
本实施方式中，采用压铸法制得锆基非晶基材10，其组分为：锆50～70（原子）%、铜10～15（原子）%、镍5～10（原子）%、铌5～20（原子）%及铝5～10（原子）%，但不限于此。
图3是本发明提供的压合螺母的立体示意图，图4是图3所示压合螺母的俯视图，请同时参照图3和图4。压合螺母20与锆基非晶基材10的装配孔110实配。压合螺母20为柱状中空贯穿结构。压合螺母20包括顶部210、中部220和底部230。顶部210和底部230分别位于中部220的两端。压合螺母20中心为圆柱形的螺孔240。
压合螺母20的中部220是中空的柱状结构，其外表面是一光滑的圆柱面221。圆柱面221与锆基非晶合金基材10的装配孔110实配，即圆柱面221横截面的直径与锆基非晶合金基材10的下装配孔113的直径大致相等。
顶部210包括台肩结构211，台肩结构211与中部220相接，并与中部220构成了台阶结构。台肩结构211的边缘设置有连续的多个齿形的尖角212，尖角212的厚度与台肩结构的厚度大致相等。由于螺母20具有一定厚度的齿形尖角212，利于将低硬度的压合螺母20嵌入高硬度的锆基非晶合金基材10中，使压合螺母20与锆基非晶合金基材10的连接更加牢固，同时保证压合螺母20与锆基非晶合金基材10嵌合后具备较好的力学性能。相邻的尖角212之间为凹面的间隙213。由于压合螺母20与锆基非晶合金基材10的压合时，可能会有部分尖角212被切削而产生金属残渣，间隙213可用于容纳及排除这些金属残渣。顶部210与装配孔110的上装配孔112实配，以使压合螺母20压合到位。另外，为了使压合螺母20与锆基非晶合金基材10过盈配合，顶部210的直径略大于上装配孔110的直径。
底部230包括相连接的第一侧面231和第二侧面232。第一侧面231和第二侧面232为连续的环形结构，分别与中部220相接。第一侧面231的中心具有一圆孔。第一侧面231和第二侧面232相交处形成一圈倒角结构233。倒角结构233是连续的环形结构。倒角结构233可避免压合螺母20在与锆基非晶合金基材10初压发生偏位，提高压合螺母20装配的精准度。
压合螺母20具有螺纹250，螺纹250排布于顶部210、中部220和底部230的内表面上。
由于锆基非晶合金基材10为高硬度材料，为使压合螺母20具备高拉拔力及扭力，以便装配到锆基非晶合金基材10上，除了将压合螺母20设计成上述结构之外，本发明实施例中的压合螺母20的材质优选为钛合金材质，具有较好的硬度。压合螺母20的材质包括铝、铁、碳、氮、氢、氧、其他杂质以及余量的钛，还可包括锰或钒。例如，压合螺母20的组分为：铝1.0~2.5（原子）%、锰0.7~2.0（原子）%、铁不大于0.3（原子）%，碳不大于0.08（原子）%，氮不大于0.05（原子）%，氢不大于0.012（原子）%，氧不大于0.15（原子）%，其他杂质不大于0.15（原子）%以及余量的钛，但并不限于此。
图5是压合螺母20与锆基非晶合金基材10安装状态的示意图，图6是图5所示的压合螺母20与锆基非晶合金基材10安装状态的的剖视图。请同时参照图5和图6。首先，在锆基非晶合金基材10上需要安装压合螺母20的位置加工出装配孔110。然后，安装压合螺母20时，将压合螺母20的底部230朝下，对准锆基非晶合金基材10上的装配孔110，采用冷压过盈压合的方式，将压合螺母20压入到装配孔110中。
在初压时，由于压合螺母20的底部230具有倒角结构233，压合螺母20不易偏离装配孔110，提高了压合螺母20装配的精度。压合后，顶部210之具有尖角212的台肩结构211被压入到锆基非晶合金基材10的装配孔110中，并与锆基非晶合金基材10的表面平齐，具有一定厚度之尖角212嵌入到锆基非晶合金基材10中，可加强压合螺母20与锆基非晶合金基材10的结合度，使压合螺母20与该锆基非晶基材10之间的连接非常牢固。压合时，压合螺母20的尖角212仅有少量被切削，产生的碎屑可容纳于尖角212之间的间隙213并及时排出。装配后，压合螺母20和锆基非晶合金基材10的外观良好，尺寸几乎不受影响。
压合螺母20具备较高的拉拔力及扭力。经实验验证，本发明提供的压合螺母20的抗拉强度可达到200~400Mpa，扭力可达到3.0~6.0kgf.cm，可满足电子行业对焊接件的要求。
本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种压合螺母，用于与锆基非晶合金基材装配，该螺母为柱状中空贯穿结构，其特征在于：该螺母为钛合金材质，包括底部、中部和顶部，该底部和该顶部分别位于该中部的两端，该顶部包括与中部相接的台肩结构以及多个位于台肩结构边缘的尖角，该底部包括倒角结构。
2.如权利要求1所述的压合螺母，其特征在于：该多个尖角为连续的齿形结构，相邻尖角中间具有间隙。
3.如权利要求1所述的压合螺母，其特征在于：该底部包括相连的第一侧面和第二侧面，该第一侧面和该第二侧面均为环形结构，该倒角结构位于该第一侧面和该第二侧面的交汇处。
4.如权利要求3所述的压合螺母，其特征在于：该第一侧面和该第二侧面均与该中部相接，该第一侧面的中心具有一圆孔。
5.如权利要求1所述的压合螺母，其特征在于：该中部为中空的柱状结构。
6.如权利要求1所述的压合螺母，其特征在于：该压合螺母的材质包括铝、锰、铁、碳、氮、氢、氧、其他杂质以及余量的钛。
7.如权利要求1所述的压合螺母，其特征在于：该压合螺母的材质包括铝、钒、铁、碳、氮、氢、氧、其他杂质以及余量的钛。
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