CN204687454U - 车辆组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种车辆组件,包括:第一零件;由有机硅成分构成的等离子体增强气相沉积膜涂层;应用于等离子体增强气相沉积膜涂层的粘合剂层;装配至第一零件的第二零件;以及将第一零件连接至第二零件的机械接头,其中,等离子体增强气相沉积膜涂层和粘合剂层设置在第一零件和第二零件之间。本实用新型的车辆组件具有增强的接合强度。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆领域,更具体地,涉及一种车辆组件。
背景技术
由诸如铝、镁和复合材料之类的不同轻质材料制成的部件用于生产节能车辆。由轻质材料制成的部件可在汽车设备中进行浇铸和挤压。由轻质材料制成的部件可能需要运送至用于表面预处理的二次设备以增强粘合剂、涂层和涂料的粘合力。
表面预处理可以是复杂的多步骤工艺,其包括酸洗部件、将调解剂应用至该部件、以及应用抑制腐蚀并增强涂料和面漆(finish)的粘合力和耐久性的转化涂层。可进行附加的形成后处理以进一步增强涂料粘合力和抗腐蚀性。该部件可具有使表面处理工艺很难均匀地预处理整个结构的复杂形状。
由轻质材料制成的部件在经历了表面预处理之后可传送至车辆装配设备以进行接合操作。通过焊接或通过自冲铆钉可将部件接合在一起。粘合剂可应用至预处理的部件以增强由轻质材料制成的部件和其他零件之间的连接的强度。上面描述的表面处理工艺增加了制造成本并且耗时,并且该工艺可能需要使用多个设备。
通过下列总结的本实用新型解决了上述问题和其他问题。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题,本实用新型的目的在于,提供一种具有增强的接合强度的车辆组件。
本实用新型涉及一种组件和一种方法,该方法包括通过将等离子体应用于第一金属部件的一部分来清洗和活化该部分。有机硅化合物的前体气 体与等离子体相结合以产生薄膜聚合物涂层。将聚合物涂层应用于经过清洗与活化的部分以产生第一金属部件的涂层部分。粘合剂应用于涂层部分,在该部分中,第二金属部件紧固至第一金属部件。涂层增强了粘附至薄膜聚合物涂层的粘合剂的粘合强度。紧固的步骤可包括使用自冲铆钉、压接接头或螺纹紧固件将两个部件铆接在一起。
根据本实用新型的一个方面,公开了一种装配方法,其包括将常压等离子体应用于第一零件以清洗和活化局部区域。通过等离子体增强气相沉积将有机硅成分应用于局部区域以在该区域上产生薄膜涂层。将粘合剂应用于局部区域的膜涂层并且在局域区域第二零件机械地紧固至第一零件。
根据本实用新型的一个实施例,有机硅成分是六甲基二硅醚。
根据本实用新型的一个实施例,应用有机硅成分的步骤包括通过气体入口引入六甲基二硅醚以作为将与等离子体射流相结合的前体气体。
根据本实用新型的一个实施例,应用常压等离子体的步骤通过产生增强膜涂层的粘合力的-OH基团活化局部区域。
根据本实用新型的一个实施例,将第二零件紧固至第一零件的步骤包括使用自冲铆钉进行铆接。
根据本方法的其他方面,有机硅化合物可以是六甲基二硅醚。应用六甲基二硅醚的步骤可包括通过前体气体入口引入作为将与等离子体结合的前体气体的六甲基二硅醚。通过暴露的-OH基团可增强与薄膜涂层的粘合。将第二零件机械地接合至第一零件的步骤可包括使用自冲铆钉将零件铆接在一起。
根据本实用新型的另一方面,提供了一种将第一零件接合至第二零件的方法,包括:
在待附接至第二零件的第一零件上确定局部区域;
将等离子体射流引向第一零件以清洗和活化局部区域;
将膜涂层应用于局部区域;
在局部区域将粘合剂应用于膜涂层;以及
在局部区域使用机械连接件将第二零件紧固至第一零件。
根据本实用新型的一个实施例,膜涂层是有机硅成分并且其中,应用 膜涂层的步骤还包括:
等离子体增强化学气相沉积有机硅成分。
根据本实用新型的一个实施例,有机硅成分是六甲基二硅醚。
根据本实用新型的一个实施例,机械连接件是自冲铆钉。
根据本实用新型的又一方面,提供了一种车辆组件,包括:第一零件;由有机硅成分构成的等离子体增强气相沉积膜涂层;应用于等离子体增强气相沉积膜涂层的粘合剂层;装配至第一零件的第二零件;以及将第一零件连接至第二零件的机械接头,其中,等离子体增强气相沉积膜涂层和粘合剂层设置在第一零件和第二零件之间。
根据本实用新型的一个实施例,等离子体增强气相沉积膜涂层是六甲基二硅醚膜。
根据本实用新型的一个实施例,六甲基二硅醚膜包括与粘合剂层结合的暴露-OH基团。
根据本实用新型的一个实施例,机械接头是自冲铆钉。
根据本实用新型的一个实施例,等离子体增强气相沉积膜涂层应用于第一零件上的局部区域。
根据本实用新型的一个实施例,等离子体增强气相沉积膜涂层应用于第一零件和第二零件上的局部区域,粘合剂层与第一零件和第二零件上的等离子体增强气相沉积膜涂层相粘合。
根据本实用新型的另一个方面,提供了一种将第一零件接合至第二零件的方法。该方法包括在待附接至第二零件的第一零件上确定局部区域。等离子体射流引向第一零件以活化局部区域的表面。薄膜涂层应用于局部区域并且粘合剂应用于局部区域的膜涂层。在局部区域内第二零件通过机械接合紧固至第一零件。
根据接合第一和第二零件的方法的其他方面,涂层可以是有机硅化合物并且应用膜涂层的步骤可进一步包括使用等离子体增强化学气相沉积来沉积有机硅化合物。有机硅化合物可以是六甲基二硅醚。
根据本实用新型的另一个方面,公开了一种组件,其包括具有由有机硅成分构成的等离子体增强气相沉积膜涂层的第一零件。将粘合剂层应用 于膜涂层并且第二零件被装配至第一零件。机械接头通过设置在第一零件和第二零件之间的膜涂层和粘合剂层将第一零件接合至第二零件。
根据涉及该组件的本实用新型的其他方面,等离子体增强气相沉积膜涂层可以是六甲基二硅醚膜。六甲基二硅醚膜可包括暴露的-OH基团,该基团与粘合剂层结合。机械接头可以是自冲铆钉。
根据该组件的其他方面,等离子体增强气相沉积膜涂层可应用于第一零件上的局部区域。可选地,等离子体增强气相沉积膜涂层可应用于第一零件和第二零件上的局部区域,并且粘合剂层可结合至第一零件和第二零件上的膜涂层上。
本实用新型的有益效果在于,本实用新型的车辆组件具有增强的接合强度。
下文将参照附图更为详细地描述本实用新型的上述方面和其他方面。
附图说明
图1是示出了将金属部件接合在一起的方法的流程图。
图2是可用于图1的方法中的等离子体发生器的示意前截面图。
图3示出了当执行图1的方法的步骤时在金属部件的表面上发生的化学变化。
图4是引向具有用于清洗、活化然后涂覆聚合物涂层的局部区域的第一金属部件的等离子体射流的立体图。
图5是示出了应用于局部区域的粘合剂的图4的第一金属部件的立体图。
图6是使用自冲铆钉在局部区域中固定至图5的第一金属部件的第二金属部件的立体图。
图7是沿着图6的线7-7截取的截面图,其示出了粘合剂强化了通过紧固件将第一零件固定至第二零件形成的接头。
图8是电子衍射光谱图,其示出了在第一金属部件和第二金属部件之间存在聚合物涂层。
图8A至图8C是图8中的Spectrum 20-22的光谱图。
具体实施方式
参照附图公开了示出的实施例。然而,应该理解,所公开的实施例旨在仅为可以各种替代形式呈现的实例。附图不一定按比例绘制并且可放大或最小化一些部件以示出特定部件的细节。所公开的具体结构性和功能性细节不应解释为限制,而是作为教导本领域的技术人员如何实践所公开的构思的代表性基础。
本实用新型中描述的金属零件可以为由不同金属或复合材料形成的替代零件。金属部件还可通过浇铸、挤压、钣金成形或其他工艺制成。可利用所公开的方法制造的组件的实例包括,但不限于,避震塔(shock tower)组件、轨道/滑道过渡装置、前端和其他汽车车身结构。
参照图1,流程图20示出了一种装配车辆的组成零件的方法的步骤。在步骤22中,在待装配至第二零件的第一零件上确定一个或多个局部区域。如此处所使用的术语“局部区域”应该解释为小于零件的表面区域的25%。在步骤24中,将常压等离子体引向局部区域以清洗该区域从而活化和清洗该零件的表面。清洗和活化该局部区域增强了与应用于零件的局部区域中的涂料、涂层或粘合剂的粘合。在步骤26中,预处理涂层(例如有机硅化合物)通过等离子体增强化学气相沉积应用于局部区域。预处理涂层可通过将前体气体与等离子体相结合而形成。前体气体可以是六甲基二硅醚(HMDSO)的气体形式。在与等离子体发生化学反应之后,HMDSO变成等离子体聚合硅烷涂层,其用作粘接的助粘剂并且可增强局部防腐蚀。在步骤28中,粘合剂应用于该局部区域。在步骤30中,第二零件在该局部区域机械地附接至第一零件以通过自冲铆钉、压接接头或螺纹紧固件将第二零件机械地紧固至第一零件。在步骤34中,接合的两件被装配至车辆上。
参照图2,示意性地示出了等离子体发生器40,其可用于在图1的方法的步骤24和26中排出等离子体。等离子体发生器40包括具有绝缘层43的外壳41。外壳通过气体入口42接收工艺气体,例如,压缩空气。电压供应装置46连接至高电压源以产生电弧。设置在外壳41中的电极44连 接至高电压供应装置46。压缩空气被连续地喷射通过气体入口42并且被电极44产生的电弧离子化以产生等离子体47。等离子体47被引导至外壳41的排放区域48,在排放区域48中,等离子体以高电势旋转。外壳41限定了等离子体喷嘴50,等离子体喷嘴50将等离子体射流引向理想的处理位置。提供了前体气体入口54,其通向等离子体喷嘴50。
当在步骤24中清洗局部等离子体清洗区时,关闭前体气体入口54。等离子体喷嘴50将等离子体47引向零件并且活化且清洗零件56的表面的局部区域。经过清洗和活化的表面促进了涂层、粘合剂和涂料的粘合。
在步骤26中,打开前体气体入口54并且诸如HMDSO的前体气体与等离子体47反应以形成聚合硅烷涂层。聚合硅烷涂层通过喷嘴50排出并且被引导至零件56的局部区域。聚合硅烷涂层在零件56上形成薄膜。接合工艺中所使用的粘合剂持久地粘接至薄膜。该膜还可用作抗腐蚀涂层。
参照图3,提供了HMDSO和等离子体之间的化学反应的示意图58。聚合硅烷涂层的薄膜具有高反应暴露的-OH基团49,其促进了与应用于该膜的粘合剂或涂层的粘接。
参照图4,示出了经历了等离子体清洗步骤24和涂层步骤26之后的零件56。由参考数字60和62确定了局部区域。等离子体发生器40的等离子体喷嘴50被示出为指向局部区域60。等离子体发生器40优选地联机(on-line)位于装配设备中,在该设备中,零件被接合成子组件,这是因为一段时间之后等离子体产生的表面活化可能降低。
参照图5和图6,粘合剂64被示出为应用于局部区域60和62。接合粘合剂64与诸如自冲铆钉的紧固件68配合,以将第一零件56接合至第二零件66,如图6所示。紧固件68在第一零件56的局部区域60和62处将第一零件56机械地紧固至第二零件66。
参照图7,提供了通过自冲铆钉68和粘合剂64接合在一起的零件58和66的截面图。如图所示,自冲铆钉68被驱动穿过第二零件66且进入第一零件56。铆钉68还可以相反方式插入。紧固粘合剂64挤在零件56和66之间以增强两个零件之间的接头的强度。在图7中,第一零件或第二零件上的聚合硅烷膜不可见。
图8是第一零件在其中一个局部区域中的一部分的电子衍射光谱图。粘合剂成分被示出为Spectrum 20并且在图8A示出的光谱图中示出了粘合剂的成分。在图8B示出的光谱图中示出的Spectrum 21处可见的增强硅(Si)沉积证实了粘附至第一零件56的聚合硅烷涂层70的薄膜。第一零件56的金属合金的成分示出为图8C所示光谱图中示出的Spectrum 22。该光谱分析建立了在将零件装配在一起之后增强硅70的薄膜仍在第一零件和粘合剂之间。
尽管上述描述了示例性实施例,但是并不说明这些实施例描述了所公开的装置和方法的所有可能形式。并且,说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语,并且应该理解,在不背离所要求保护的本实用新型的精神和范围的情况下可进行各种变化。各种实施实施例的部件可组合以形成所公开构思的进一步实施例。
Claims (5)
1.一种车辆组件,其特征在于,包括:
第一零件;
由有机硅成分构成的等离子体增强气相沉积膜涂层;
应用于所述等离子体增强气相沉积膜涂层的粘合剂层;
装配至所述第一零件的第二零件;以及
将所述第一零件连接至所述第二零件的机械接头,其中,所述等离子体增强气相沉积膜涂层和所述粘合剂层设置在所述第一零件和所述第二零件之间。
2.根据权利要求1所述的车辆组件,其特征在于,所述等离子体增强气相沉积膜涂层是六甲基二硅醚膜。
3.根据权利要求1所述的车辆组件,其特征在于,所述机械接头是自冲铆钉。
4.根据权利要求1所述的车辆组件,其特征在于,所述等离子体增强气相沉积膜涂层应用于所述第一零件上的局部区域。
5.根据权利要求1所述的车辆组件,其特征在于,所述等离子体增强气相沉积膜涂层应用于所述第一零件和所述第二零件上的局部区域,所述粘合剂层与所述第一零件和所述第二零件上的所述等离子体增强气相沉积膜涂层相粘合。
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