DE102013206704B4

DE102013206704B4 - Radmutter und verfahren zum herstellen der radmutter

Info

Publication number: DE102013206704B4
Application number: DE102013206704.6A
Authority: DE
Inventors: Kwang Min Yoon; Young Chan Kim; Chul Hong Bae
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2023-11-16
Anticipated expiration: 2033-04-16
Also published as: US10208783B2; KR20140059320A; US20140126977A1; US20160069379A1; US9200664B2; DE102013206704A1; KR102132028B1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Radmutter (100), mit:Anlassen eines Aluminium (Al) Legierungsstoffs;Vorwärmen des angelassenen Aluminium-Legierungsstoffs;Schmieden des vorgewärmten Aluminium-Legierungsstoffs, um eine Radmutter (100) zu formen;Durchführen einer Anodisierbehandlung, um eine Grundierung auf der Radmutter (100) zu bilden;Durchführen einer Vakuumbeschichtung, um eine sekundäre Beschichtung auf der Radmutter (100) zu bilden, welche der Grundierung ausgesetzt war; undDurchführen einer Oberflächenbehandlung unter Verwendung eines Pulverlacks, um eine tertiäre Beschichtung auf der Radmutter (100) zu bilden, welche der sekundären Beschichtung ausgesetzt war.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radmutter, welche die Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zur Verwendung von herkömmlichen Stahlwerkstoffen erhöht, und ein Verfahren zum Herstellen der Radmutter.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Radmuttern sind konfiguriert, um Fahrzeugräder zu befestigen und außerdem, um das ästhetische Erscheinungsbild von Fahrzeugen zusammen mit den Rädern zu verbessern. Herkömmliche Radmuttern werden durch das Verschweißen eines geschmiedeten Körpers (zum Beispiel 600 MPa Güte, Stahldraht) und einer Tiefziehkappe (zum Beispiel Stahlblech) und dem Ausführen einer Oberflächenbehandlung unter Verwendung von verchromen (Cr) hergestellt.
Wie in 1 veranschaulicht, wird eine herkömmliche Radmutter als eine Struktur aus zwei Teilen gebildet, wobei ein geschmiedeter Körper 10 und eine Tiefziehkappe 30 zusammengeschweißt werden und auf diese Weise wird ein geschweißter „S“ Bereich dazwischen ausgebildet. Zusätzlich dazu wird ein nasser Prozess der Verchromung ausgeführt, um das marktgängige Erscheinungsbild zu steigern.
Die meisten Radmuttern weisen für gewöhnlich eine solche Struktur aus zwei Teilen auf, obwohl die Struktur in unterschiedlichen Formen ausgebildet sein kann. Die Oberfläche von diesen Radmuttern kann jedoch aufgrund von einer Drehung des Werkzeugs beim Wechseln der Position von Reifen oder dem Auswechseln von Reifen beschädigt werden, und kann Probleme verursachen, wie zum Beispiel Korrosion, etc., im Verhältnis zu einer Zunahme der gefahrenen Kilometer.
Aus der US 2006 / 0 000 094 A1 kennt man ein Verfahren zur Herstellung eines geschmiedeten Aluminiumrads für Fahrzeuge umfasst das Schmieden einer Aluminiumlegierung der Serie 7000 mit geringem Kupfergehalt zu einem Radwerkstück, gefolgt von einer anfänglichen Abkühlung und einer maschinellen Bearbeitung und Oberflächenbehandlung. Die Alterung, die eine natürliche Alterung, eine künstliche Alterung oder beides sein kann, kann nach dem Abkühlen und vor oder nach der Bearbeitung erfolgen. Entsprechende geschmiedete Aluminiumräder werden offengelegt. Das geschmiedete Aluminiumrad der Serie 7000 mit geringem Kupferanteil hat hervorragende Ermüdungseigenschaften. Es wird eine für das Verfahren und das Rad geeignete Legierung offenbart.
Die US 2008 / 0 173 378 A1 offenbart eine Legierung der AA7000-Serie, die 3 bis 10% Zn, 1 bis 3% Mg, höchstens 2,5% Cu, Fe <0,25% und Si <0,12% enthält. Außerdem ein Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Knetprodukten in relativ dicken Dicken, d.h. etwa 30 bis 300 mm dick. Dieses Verfahren wird typischerweise bei Walzprodukten angewandt, kann aber auch bei der Herstellung von Strangpressprofilen oder geschmiedeten Produkten zum Einsatz kommen. Zu den repräsentativen Bauteilen, die aus der Legierung hergestellt werden, gehören integrale Holme und dergleichen, die aus dicken Knetabschnitten, einschließlich gewalztem Blech, bearbeitet werden.
In der US 2003 / 0 188 972 A1 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung einer plasmaelektrolytischen Oxidation von Metallen und Legierungen offenbart, wobei keramische Beschichtungen auf deren Oberflächen mit einer Geschwindigkeit von 2-10 Mikrometern pro Minute gebildet werden. Das Verfahren umfasst die Verwendung von hochfrequenten Stromimpulsen einer bestimmten Form und mit einem bestimmten Frequenzbereich, kombiniert mit der Erzeugung von akustischen Schwingungen in einem Schallfrequenzbereich im Elektrolyten, wobei sich die Frequenzbereiche der Stromimpulse und der akustischen Schwingungen überschneiden. Das Verfahren ermöglicht es, ultra-disperse Pulver in den Elektrolyten einzubringen, wobei die akustischen Schwingungen zur Bildung eines stabilen Hydrosols beitragen, und Beschichtungen mit festgelegten Eigenschaften zu erzeugen. Das Verfahren ermöglicht die Herstellung von dichten, harten mikrokristallinen Keramikbeschichtungen mit einer Dicke von bis zu 150 Mikrometern. Die Beschichtungen zeichnen sich durch eine geringere spezifische Dicke der einer äußeren porösen Schicht (weniger als 14 % der Gesamtdicke der Gesamtschichtdicke) und eine geringe Rauheit der oxidierten Oberfläche, Ra 0,6-2,1 Mikrometer.
Zur Bereitstellung einer Lösestruktur des Nabenbolzens einer Aluminiumnabe, die die Befestigungskraft zum Zeitpunkt des Lösens/Anbringens einer Radmutter sichert, die Beschädigung des Nabenbolzens und der Nabe verhindert und darüber hinaus Lockerheit und Klappern während der Fahrt verhindert, zeigt die JP H11 - 257 325 A außerdem eine exzentrische Nut ist in der Nabenbolzeneinpressfläche einer Nabe angeordnet, die flache Form des Flanschteils eines Nabenbolzens ist zu einer Tonnenform geformt, und der Flanschteil und eine um den Schaftteil des Nabenbolzens angeordnete Verzahnung sind so eingestellt, dass sie eine konstante Positionsbeziehung haben. Hierdurch kann die Befestigungskraft zum Zeitpunkt des Lösens/Anbringens einer Radmutter gesichert werden, ein solcher Zustand kann dadurch ergänzt werden, dass eine Aluminiumlegierung eine ausreichende Festigkeit aufweist, jedoch eine geringere Härte im Vergleich zu Stahl hat, und die Beschädigung der Nabe und des Nabenbolzens, die durch das Klappern und die Lockerheit eines Rastteils während der Fahrt verursacht wird, kann verhindert werden, wodurch die Sicherheit gesichert werden kann.
Die herkömmliche Radmutter wird für gewöhnlich aus Stahl gemacht und korrodiert somit bei einer Beschädigung an ihr. Besonders da die Radmutter eine zweiteilige Struktur besitzt, kann die Radmutter an den geschweißten Bereichen bei einer Beschädigung daran reißen, und auf diese Weise die Geschwindigkeit der Korrosion erhöhen.
ZUSAMMENFASSUNG
Dementsprechend ist es eine Aufgabeder vorliegenden Erfindung, eine Radmutter zur Verfügung zu stellen, welche die Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zur Verwendung von herkömmlichen Stahlwerkstoffen erhöhen kann, und ein Verfahren zum Herstellen der Radmutter.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Radmutter mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen einer Radmutter zur Verfügung, welches das Anlassen eines Aluminium (Al) Legierungsstoffs und das Vorwärmen des angelassenen Aluminium-Legierungsstoffs; Schmieden des vorgewärmten Aluminium-Legierungsstoffs, um eine Radmutter zu formen; Durchführen einer Grundierung von der Radmutter mittels Anodisieren; Durchführen einer sekundären Beschichtung von der Radmutter, welche der Grundierung ausgesetzt war, mittels Vakuumbeschichtung als ein Oberflächenbehandlungsprozess; und das Durchführen einer tertiären Beschichtung von der Radmutter aufweist, welche der sekundären Beschichtung ausgesetzt war, mittels Oberflächenbehandlung unter Verwendung eines Pulverlacks.
Der Aluminium-Legierungsstoff kann hauptsächlich aus Aluminium zusammengestellt sein und kann aufweisen Chrom (Cr): ungefähr 0,18 ~ 0,28 Gew.-%, Kupfer (Cu): ungefähr 1,2 ~ 2,0 Gew.-%, Eisen (Fe): ungefähr 0,5 Gew.-% oder weniger (aber mehr als null), Magnesium (Mg): ungefähr 2,1 ~ 2,9 Gew.-%, Mangan (Mn): ungefähr 0,3 Gew.-% oder weniger (aber mehr als null), Silizium (Si): ungefähr 0,4 Gew.-% oder weniger (aber mehr als null), Titan (Ti): ungefähr 0,2 Gew.-% oder weniger (aber mehr als Null), Zink (Zn): ungefähr 5,1 - 6,1 Gew.-% und andere unvermeidliche Verunreinigungen.
Das Anlassen kann mittels einer Behandlung bei ungefähr 380 - 420°C für ungefähr 2 - 5 Stunden und ofenabgekühlt durchgeführt werden. Das Vorwärmen von dem angelassenen Aluminium-Legierungsstoff kann bei ungefähr 200 ~ 300°C durchgeführt werden. Das Durchführen von der Grundierung kann durchgeführt werden, um eine Anodisierschicht zu bilden, welche eine Dicke von ungefähr 20 - 70 um aufweist. Das Durchführen der Grundierung kann das Ausgesetzt werden der Radmutter einer PEO (Plasma-elektrolytische Oxidation) Beschichtung aufweisen. Das Durchführen der sekundären Beschichtung kann mittels Vakuumbeschichtung durchgeführt werden, um eine Beschichtungsschicht zu bilden, welche eine Dicke von ungefähr 2 - 10 um besitzt. Das Durchführen von der tertiären Beschichtung kann unter Verwendung eines Pulvers für Acrylfarbe durchgeführt werden, um eine Beschichtungsschicht zu bilden, welche eine Dicke von ungefähr 20 - 50 um aufweist.
Zusätzlich stellt die vorliegende Erfindung eine Radmutter zur Verfügung, welche aus einer Aluminium-Legierung zusammengestellt ist und aufweist, auf einer Oberfläche von selbiger, eine Grundierungsschicht, welche aus einer Oxidschicht gebildet ist, eine sekundäre Beschichtungsschicht, welche mittels Vakuumbeschichtung gebildet ist, und eine tertiäre Beschichtungsschicht, welche einen Pulverlack verwendet.
KURZE BESCHREIBUNG VON DEN ZEICHNUNGEN
Die obigen und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den angefügten Zeichnungen deutlicher verstanden werden, in welchen:

1 ist eine beispielhafte Ansicht, welche eine herkömmliche Radmutter in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik veranschaulicht;
2 ist ein beispielhaftes Ablaufdiagramm, welches einen Prozess des Herstellens einer Radmutter in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
3 ist eine beispielhafte Querschnittsansicht, welche eine Radmutter in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es versteht sich, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug...“ oder andere ähnliche Ausdrücke, wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen mit einschließt, wie zum Beispiel Personenkraftwagen einschließlich allradangetriebene Offroader (SUV), Busse, Lastwagen, unterschiedliche Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich eine Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, und dieser schließt Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in Hybrid Elektrofahrzeuge, wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativem Kraftstoff (zum Beispiel Kraftstoffe, die aus Ressourcen mit Ausnahme von Erdöl erzeugt wurden) ein.
Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich zum Zwecke des Beschreibens von bestimmten Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein“, „eine“ und „der, die, das“ ebenfalls die Pluralformen umfassen, es sei denn, dass der Kontext ganz klar etwas anderes anzeigt. Es versteht sich zudem, dass die Ausdrücke „aufweist“ und/ oder „aufweisend“, wenn in dieser Patentschrift verwendet, das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elemente, und/oder Komponenten spezifizieren, aber das Vorhandensein oder das Hinzufügen von einem oder mehreren Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten, und/ oder von deren Gruppen nicht ausschließt. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck „und/ oder“ beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der damit verknüpften aufgelisteten Begriffe.
Falls nicht besonders angegeben oder aus dem Kontext offensichtlich, wird der Ausdruck „ungefähr“, wie hierin verwendet, als innerhalb eines Bereichs der normalen Toleranz in dem Stand der Technik verstanden, zum Beispiel innerhalb von 2 Standardabweichungen des Mittelwerts. „Ungefähr“ kann verstanden werden als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05%, oder 0,01% des angegebenen Wertes. Falls nicht auf andere Weise klar aus dem Kontext erkennbar, werden alle hierin bereitgestellten numerischen Werte von dem Ausdruck „ungefähr“.
Im Folgenden wird eine detaillierte Beschreibung von einer Radmutter und einem Verfahren zum Herstellen der Radmutter in Übereinstimmung mit beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen gegeben.
2 ist ein beispielhaftes Ablaufdiagramm, welches einen Prozess des Herstellens einer Radmutter in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann die Radmutter durch das Anlassen eines Aluminium (Al) Legierungsstoffs und das Vorwärmen des angelassenen Al Legierungsstoffs (S100); Schmieden des vorgewärmten Al Legierungsstoffs, um eine Radmutter zu formen (S200); Durchführen einer Anodisierbehandlung, um eine Grundierung auf der Radmutter zu bilden (S300); Durchführen einer Vakuumbeschichtung als einen Oberflächenbehandlungsprozess, um eine sekundäre Beschichtung auf der Radmutter zu bilden, welche der Grundierung ausgesetzt war (S400); und Durchführen einer Oberflächenbehandlung unter Verwendung eines Pulverlacks, um eine tertiäre Beschichtung von der Radmutter zu bilden, welche der sekundären Beschichtung ausgesetzt war (S500), hergestellt werden.
Während eine herkömmliche Radmutter zwei Teile aufweist, welche zusammengeschweißt werden, kann die Radmutter in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung als ein Strukturbauteil hergestellt werden, und auf diese Weise die Anzahl von Fertigungsverfahren verringern. Obwohl ein nasses Verchromen (Cr), welches ein herkömmliches Verfahren zur Oberflächenbehandlung ist, Schädigungen aufgrund von der Erzeugung von Abwasser verursacht und im Gegensatz zu einem Schwermetallverbot (welches den Einsatz von sechswertigem Chrom Cr(VI) verbietet), passt die vorliegende Erfindung das Anodisierverfahren an, einen trockenen Vakuumbeschichtungsprozess, etc., welches im Wesentlichen weniger Abwasser als das herkömmliche Verfahren erzeugen kann und kann somit als umweltfreundlich angesehen werden. Zusätzlich dazu kann sich eine Vielzahl von Farben auf der Radmutter in der vorliegenden Erfindung zeigen, und auf diese Weise kann die Verkäuflichkeit zunehmen. Anstelle von Stahl, welcher ein erhebliches hohes spezifisches Gewicht besitzt, verringert der Einsatz von Al das Gewicht von einem Produkt, im Vergleich zu herkömmlichen Techniken.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann die Radmutter in einer integrierten Form (zum Beispiel ein Strukturteil) unter Verwendung einer Al Legierung hergestellt werden, und die Al Legierung kann hauptsächlich aus Al zusammengestellt sein und kann aufweisen Cr: ungefähr 0,18 - 0,28 Gew.-%, Kupfer (Cu): ungefähr 1,2 ~ 2,0 Gew.-%, Eisen (Fe): ungefähr 0,5 Gew.-% oder weniger (aber mehr als null), Magnesium (Mg): ungefähr 2,1 ~ 2,9 Gew.-%, Mangan (Mn): ungefähr 0,3 Gew.-% oder weniger (aber mehr als null), Silizium (Si): ungefähr 0,4 Gew.-% oder weniger (aber mehr als null), Titan (Ti): ungefähr 0,2 Gew.-% oder weniger (aber mehr als null), Zink (Zn): ungefähr 5,1 - 6,1 Gew.-% und andere potentielle Verunreinigungen.
Da eine Al Radmutter eine Oberflächenbeschädigung aufgrund von Werkzeugreibung bei der Verbindung von der Radmutter erfahren kann, kann die Oberflächenhärte von einem Material als eine wichtige Eigenschaft von der Radmutter betrachtet werden. Demzufolge kann bei der vorliegenden Ausführungsform eine höchstfeste Al Legierung, das heißt eine A7075 Al Legierung eingesetzt werden. Diese Legierung kann eingeschmolzen und in Knüppel für die Entnahme ausgebildet werden, gefolgt von dem Ausführen des Strangpressens, um runde Stangen auszubilden, welche einen vorbestimmten Durchmesser aufweisen.
Des Weiteren, nach dem Strangpressen, kann das Material eine im Wesentlichen hohe Festigkeit und eine im Wesentlichen geringe Dehnung aufweisen, jedoch können diese Eigenschaften die Umformbarkeit bei einem Schmiedeprozess zum Ausbilden einer Radmutter verschlechtern, und somit kann eine Behandlung durch Anlassen durchgeführt werden, um die Festigkeit zu verringern und die Dehnung zu erhöhen.
In S100 kann der Al Legierungsstoff angelassen und vorgewärmt werden. Das Anlassen kann mittels Behandlung bei ungefähr 380 - 420°C für ungefähr 2 - 5 Stunden ausgeführt werden und dann ofenabgekühlt (zum Beispiel Temperatur: ungefähr 400±20°C, Zeit: ungefähr 2 ~ 5 Stunden, Abkühlen: Ofenabkühlung bei ungefähr 200°C).
Danach, in S200, kann der vorgewärmte Al Legierungsstoff geschmiedet werden, um eine Radmutter auszubilden. Bei diesem Vorgang kann die Al stranggepresste runde Stange unter Verwendung einer herkömmlichen Schmiedemaschine für die Herstellung von Radmuttern aus Stahl geschmiedet werden. Die Dehnung von der stranggepressten runden Stange, welche der Behandlung durch Anlassen ausgesetzt war, beträgt ungefähr 20%, was ungefähr 1/2 der Dehnung von einem Stahlwerkstoff (ungefähr 40%) entspricht. Somit kann der angelassene Al Legierungsstoff auf ungefähr 200 - 300°C vorgewärmt werden. Um die Umformbarkeit zu steigern, kann die Al stranggepresste runde Stange auf ungefähr 200 - 300°C vorgewärmt werden, nach welchem die runde Stange in eine Schmiedemaschine zugeführt werden kann, um das Schmieden auszuführen, was auf diese Weise ein Produkt ausbildet. Dasjenige Material, welches in ein Produkt mittels Schmieden geformt wurde, kann einer Bearbeitung mit einem Innengewindeschneider ausgesetzt sein, welche für die Radbefestigung notwendig ist, und stellt somit ein Endprodukt fertig.
Auf der anderen Seite, mit dem Ziel des Verbesserns der Korrosionsbeständigkeit und der Oberflächenhärte sowie dem Vorzeigen einer gewünschten Farbe, kann die fertiggestellte Radmutter einer Oberflächenbehandlung ausgesetzt sein. Insbesondere kann eine Grundierung auf der Radmutter mittels Anodisierbehandlung ausgebildet sein (S300). In dem Grundierungsprozess (S300) kann die Dicke von der Anodisierschicht ungefähr 20 - 70 um betragen. In dem Fall von der Anodisierbehandlung kann das PEO (Plasma-elektrolytische Oxidation) Beschichten bei einer höheren Spannung ausgeführt werden.
Bei der Anodisier/ PEO Behandlung kann Aluminiumoxid (Al₂O₃) mittels direkter Reaktion mit einem Al Material hergestellt werden. Aluminiumoxid ist ein Oxid, welches eine im Wesentlichen hohe Härte aufweist, und Eigenschaften aufweist, welche das Material daran hindern können, durch eine Last eingedrückt zu werden, welche von einem Werkzeug beim Montieren/ Entfernen einer Radmutter aufgebracht wird. Die auf natürliche Weise zu sehende Farbe durch das Reaktionsprodukt (zum Beispiel Aluminiumoxid) verändert sich in Abhängigkeit von der Dicke der Anodisierschicht. Wenn die Dicke von der Anodisierschicht ungefähr 20 - 70 um beträgt, dann zeigt sich eine dunkle braune bis schwarze Farbe, und eine Farbe ähnlich zu derjenigen von einer sekundären Beschichtungsschicht zum sichtbar Werden einer erwünschten Farbe, zum Beispiel, eine Farbe wie etwa tiefschwarz, titan-grau, etc., können vertreten sein. Wenn die Dicke von der Anodisierschicht weniger als ungefähr 20 µm. beträgt, dann kann das Material durch eine Last von einem Werkzeug eingedrückt werden, was die Qualität von den Bauteilen verringert. Im Gegensatz dazu, wenn die Dicke von selbiger größer als ungefähr 70 um ist, dann nimmt die Oberflächenhärte zu, und somit kann die Anodisierschicht bei dem Einsatz von einem Werkzeug versagen.
Zusätzlich kann eine sekundäre Beschichtung (S400) auf der Radmutter ausgebildet sein, welche der Grundierung mittels Vakuumbeschichtung als ein Oberflächenbehandlungsprozess ausgesetzt ist. Die sekundäre Beschichtung (S400) ermöglicht es einer Beschichtungsschicht, welche eine Dicke von ungefähr 2 - 10 um aufweist, mittels Vakuumbeschichtung ausgebildet zu werden. Der in der sekundären Beschichtung eingesetzte Oberflächenbehandlungsprozess ist die Vakuumbeschichtung (diamantähnlicher amorpher Kohlenstoff (DLC)/ Sputtern/ Plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD)), alle von diesen erlauben es der Ablagerungsschicht im Wesentlichen reibungsarme Eigenschaften und eine erhöhte Verschleißfestigkeit aufzuweisen, um eine Last zu verteilen, welche von einem Werkzeug aufgebracht wird, und hindert somit ein Material daran eingedrückt zu werden.
Wenn die Dicke von der Beschichtungsschicht weniger als ungefähr 2 um beträgt, dann sind die Farbe und Oberfläche von der Anodisierschicht freiliegend. Im Gegensatz dazu, wenn die Dicke von selbiger größer als ungefähr 10 um ist, dann nimmt die Oberflächenhärte zu und somit kann die behandelte Schicht unter äußerer Einwirkung versagen.
Eine tertiäre Beschichtung (S500) kann auf der Radmutter ausgebildet werden, welche der sekundären Beschichtung mittels einer Oberflächenbehandlung mit Pulverlack ausgesetzt ist. Die tertiäre Beschichtung (S500) kann unter Verwendung eines Acryl-Pulverlacks durchgeführt werden, um eine Beschichtungsschicht zu bilden, welche eine Dicke von ungefähr 20 - 50 um besitzt.
Ein Pulverklarlack, welcher zum Deckbeschichten eines Al Rades verwendet wird, kann eingesetzt werden. Da eine Schichtdicke, welche die Korrosionsbeständigkeit, Beständigkeit gegen Abplatzen, Wetterbeständigkeit, etc. erfüllt, von einem Al Rad ungefähr 20 - 50 um beträgt, kann ein farbloses Beschichten auf dieselbe Art und Weise wie oben beschrieben durchgeführt werden. Wenn die Dicke von der farblosen Schicht weniger als ungefähr 20 um beträgt, dann kann daraus eine unzulängliche Beschichtungsqualität folgen. Im Gegensatz dazu, wenn die Dicke von selbiger größer als ungefähr 50 um ist, dann kann die farblose Schicht nach unten laufen und eine orangene Farbe kann sich zeigen.
Die Zusammensetzung von dem Acrylpulver, welches in der tertiären Beschichtung verwendet wird, ist in der folgenden Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1

chemischer Stoff CAS Nr. Menge (%)

Acrylharz 37953-21-2 76 ~ 85%

Dodecandisäure 000693-23-2 11 ~ 20%

Andere - 1 ~ 10%
3 ist eine beispielhafte Querschnittsansicht, welche eine Radmutter in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Radmutter 100 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann aus einer Al Legierung zusammengestellt sein, und kann aufweisen, auf deren Oberfläche, eine Grundierungsschicht 200, welche aus einer Oxidschicht gebildet ist, eine sekundäre Beschichtungsschicht 300, welche mittels Vakuumbeschichtung gebildet ist, und eine tertiäre Beschichtungsschicht 400, welche unter Verwendung eines Pulverlacks ausgebildet ist. Die Bildung von den jeweiligen Beschichtungsschichten ist im Detail bei dem obigen Herstellungsverfahren beschrieben, und eine Beschreibung von selbiger wird ausgelassen.
Bei der Radmutter, welche die obige Struktur besitzt und dem Verfahren des Herstellens von selbiger, kann ein höchstfestes Al (zum Beispiel 600 MPa Güte, A7075) stranggepresst werden, mittels Kaltumformen umgeformt werden, und dann oberflächenbehandelt (zum Beispiel eine Dreischichtstruktur, Anodisieren/ Vakuumbeschichtung/ farbloses Beschichten), somit Herstellen eines gewünschten Bauteils, welches dadurch eine gesteigerte Korrosionsbeständigkeit und ein gesteigertes marktgängiges Erscheinungsbild aufweist, im Vergleich zu der Verwendung von herkömmlichen Stahlwerkstoffen. Zusätzlich kann das Gesamtgewicht von einem Rad herabgesetzt werden und auf diese Weise die Kraftstoffeffizienz verbessern.
Besonders, obwohl eine herkömmliche Radmutter zwei Teile aufweist, welche zusammengeschweißt werden, kann die Radmutter in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung als ein Strukturbauteil hergestellt werden, und auf diese Weise die Anzahl von Fertigungsverfahren verringern. Wohingegen ein herkömmlicher Oberflächenbehandlungsprozess, das heißt, nasses Verchromen, Schädigungen aufgrund von der Erzeugung von Abwasser verursachen kann und im Gegensatz zu einem Schwermetallverbot (welches den Einsatz von Cr(VI) verbietet), passt die vorliegende Erfindung ein Anodisierverfahren an, einen trockenen Vakuumbeschichtungsprozess, etc., welches im Wesentlichen weniger Abwasser als das herkömmliche Verfahren erzeugen kann und somit als umweltfreundlich angesehen werden kann. Des Weiteren kann sich eine Vielzahl von Farben zeigen, und auf diese Weise die Verkäuflichkeit steigern. Die Verwendung von Al anstelle von Stahl ermöglicht es dem Gewicht von einem Produkt, verringert zu werden, im Vergleich zu herkömmlichen Techniken.
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für veranschaulichende Zwecke offenbart wurden, wird der Fachmann jedoch erkennen, dass eine Vielzahl von unterschiedlichen Variationen und Veränderungen möglich sind, ohne dabei von dem Schutzumfang und dem Erfindungsgedanken der Erfindung abzuweichen, wie sie in den angehängten Patentansprüchen offenbart sind. Demzufolge sollten derartige Variationen und Veränderungen ebenfalls so verstanden werden, dass sie in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Radmutter (100), mit: Anlassen eines Aluminium (Al) Legierungsstoffs; Vorwärmen des angelassenen Aluminium-Legierungsstoffs; Schmieden des vorgewärmten Aluminium-Legierungsstoffs, um eine Radmutter (100) zu formen; Durchführen einer Anodisierbehandlung, um eine Grundierung auf der Radmutter (100) zu bilden; Durchführen einer Vakuumbeschichtung, um eine sekundäre Beschichtung auf der Radmutter (100) zu bilden, welche der Grundierung ausgesetzt war; und Durchführen einer Oberflächenbehandlung unter Verwendung eines Pulverlacks, um eine tertiäre Beschichtung auf der Radmutter (100) zu bilden, welche der sekundären Beschichtung ausgesetzt war.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Aluminium-Legierungsstoff aus Aluminium zusammengestellt ist und aufweist: ungefähr 0,16 - 0,28 Gew.-% Chrom (Cr), ungefähr 1,2 - 2,0 Gew.-% Kupfer (Cu), ungefähr 0,5 Gew.-% oder weniger Eisen (Fe), ungefähr 2,1 ~ 2,9 Gew.-% Magnesium (Mg), ungefähr 0,3 Gew.-% oder weniger Mangan (Mn), ungefähr 0,4 Gew.-% oder weniger Silizium (Si), ungefähr 0,2 Gew.-% oder weniger Titan (Ti), ungefähr 5,1 ~ 6,1 Gew.-% Zink (Zn) und andere potentielle Verunreinigungen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anlassen mittels einer Behandlung bei ungefähr 380 ~ 420°C für ungefähr 2 ~ 5 Stunden durchgeführt wird und ofenabkühlen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Vorwärmen des angelassenen Aluminium-Legierungsstoffs bei ungefähr 200 - 300°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Durchführen der Anodisierbehandlung eine Anodisierschicht bildet, welche eine Dicke von ungefähr 20 ~ 70 um aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Durchführen der Anodisierbehandlung, um die Grundierung zu bilden, des Weiteren das Ausgesetzt werden der Radmutter einer PEO (Plasma-elektrolytische Oxidation) Beschichtung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Durchführen der Vakuumbeschichtung eine Beschichtungsschicht bildet, welche eine Dicke von ungefähr 2 ~ 10 um aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Durchführen der Oberflächenbehandlung, um die tertiäre Beschichtung zu bilden, die Verwendung eines Pulvers für Acrylfarbe aufweist, um eine Beschichtungsschicht zu bilden, welche eine Dicke von ungefähr 20 ~ 50 um aufweist.
Radmutter (100), zusammengestellt aus einer AluminiumLegierung und aufweisend: eine Grundierungsschicht (200), welche auf einer Oberfläche von der Radmutter (100) ausgebildet ist, wobei die Grundierung aus einer Oxidschicht gebildet ist; eine sekundäre Beschichtungsschicht (300), welche mittels Vakuumbeschichtung gebildet ist; und eine tertiäre Beschichtungsschicht (400), welche auf der Radmutter (100) ausgebildet ist, welche einen Pulverlack verwendet.