ITVE20010016A1

ITVE20010016A1 - Rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio

Info

Publication number: ITVE20010016A1
Application number: IT2001VE000016A
Authority: IT
Inventors: Uchimoto Yukio; Asakami Masaya; Shimizu Kiyohsi; Zeniya Yoshito
Original assignee: Fukui Byora Co Ltd
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2002-09-07
Also published as: DE10060421C2; GB2362935B; JP2002054615A; FR2809780B1; GB2362935A; DE10060421A1; GB0030415D0; US6527491B1; JP3543267B2; FR2809780A1

Description

DESCRIZIONE

dell'invenzione avente per titolo:

"Rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio" La presente invenzione riguarda un rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, in cui piastre di alluminio possono essere cianfrinate ed unite con alta efficienza operativa, rendendo possibile la semplificazione del riciclaggio e l'alleggerimento dei prodotti anche se il rivetto è fatto dello stesso materiale delle piastre di alluminio.

Un rivetto di accoppiamento mediante battitura per cianfrinare ed unire piastre di alluminio è stato finora costruito in acciaio al carbonio o in acciaio inossidabile allo scopo di garantire la resistenza del giunto e prevenire una deformazione da compressione dello stesso rivetto di accoppiamento mediante battitura, quando il rivetto viene conficcato. Tuttavia, il rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di acciaio al carbonio o acciaio inossidabile ha dei problemi: tra questi, una incrinatura è spesso causata nelle piastre di alluminio quando il rivetto viene conficcato al momento della giunzione delle piastre di alluminio senza effettuare la preparazione del foro, poiché la durezza del rivetto è superiore a quella delle piastre di alluminio e la differenza è grande; inoltre, sono spesso causate una corrosione elettrica ed una fuoriuscita della testa, dovute ad una differenza del coefficiente di espansione termica, perché vengono usate differenti serie di metalli.

Negli ultimi anni, poiché si è avuta una forte richiesta di riciclare le materie prime ed allo scopo di semplificare le differenze al momento di raschiare, piantare, cianfrinare ed unire, è stato richiesto l'uso di rivetti fatti dello stesso materiale della piastra di alluminio; tuttavia, il collegamento stabilito con l'uso di un rivetto tradizionale fatto di alluminio ha il problema che la resistenza meccanica è insufficiente.

Inoltre, per unire piastre di alluminio che sono in lega della serie JIS 6000, sono stati eseguiti esperimenti in cui sono stati usati rivetti di alluminio composti in lega della serie JIS 2000 e della serie JIS 7000, che è possibile sottoporre a trattamento termico; tuttavia, essi non sono di uso pratico perché si verifica il problema della corrosione elettrica a causa della differenza di potenziale.

Allo scopo di risolvere detto problema della corrosione elettrica, può essere preso in considerazione l'uso di un rivetto di alluminio fatto della stessa lega della serie JIS 6000; tuttavia, la durezza del rivetto di alluminio fatto della stessa lega della serie JIS 6000 è di soli Hv 110 a 120 e quindi è impossibile conficcare e collegare senza effettuare la preparazione del foro, ed anche se viene eseguita la preparazione del foro, c'è il problema che il rivetto stesso si rompe per il fatto che la resistenza del rivetto è più debole della forza impiegata nel lavoro.

L'oggetto della presente invenzione è realizzare un rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, in cui quando si conficca il rivetto per la cianfrinatura e la giunzione senza eseguire la preparazione del foro in piastre dì alluminio, non si verificano, né deformazioni da compressione, né grippaggi e simili ed è possibile cianfrinare ed unire piastre di alluminio con elevata efficienza operativa ed in modo sicuro e con superiori qualità di riciclaggio, ed è inoltre possibile ottenere prodotti automobilistici più leggeri, ecc.

Nella presente invenzione, l'invenzione relativa alla rivendicazione 1 è un rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, che si compone di una lega di alluminio della serie JIS 6000, dove lega di alluminio della serie JIS 6000 indica una lega di alluminio del tipo Al-Mg-Si prescritta dalle JIS (Norme dell'Industria Giapponese) comprendente JIS 6061, JIS 6N01 , JIS 6063, JIS 6101 e JIS 6151 ; nelle norme degli Stati Uniti, lega di alluminio della serie ASTM 6000, ASTM 6061 e ASTM 6063; nelle norme tedesche, lega di alluminio della serie DIN 6000, EN AW-6061 e EN AW-6063; e nelle norme internazionali (ISO), AlMgISiCu e AIMg0.7Si, e presenta una testa ed un gambo, in cui la durezza della superficie di detto gambo è Hv 135 o più.

L'invenzione relativa alla rivendicazione 2 è un rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, come rivendicato nella rivendicazione 1 , che si ottiene per stampaggio alla pressa a freddo di un'asta metallica in lega di alluminio della serie JIS 6000.

L'invenzione relativa alle rivendicazioni 3 e 4 è un rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, come rivendicato nella rivendicazione 1 o 2, in cui lo strato di indurimento del gambo ha uno spessore di 0,01 a 0,30 mm.

L'invenzione relativa alle rivendicazioni 5 e 6 è un rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, come rivendicato nella rivendicazione 1 o 2, in cui uno strato di indurimento è formato sulla superficie del gambo con stampaggio alla pressa a freddo, formando una irregolarità, la cui direzione longitudinale è uguale alla direzione assiale.

L'invenzione relativa alle rivendicazioni 7 e 8 è un rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, come rivendicato nella rivendicazione 1 o 2, il cui gambo ha la durezza di una struttura a doppio strato, la cui durezza dell'anima del gambo è circa Hv 110 a 120.

L'invenzione relativa alle rivendicazioni 9 o 10 è un rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, come rivendicato nella rivendicazione 1 o 2, in cui la sagoma dalla periferia delia testa al gambo ha una forma curva.

La presente invenzione viene qui di seguito ulteriormente chiarita in una sua preferita forma di pratica realizzazione riportata a scopo puramente esemplificativo e non limitativo con riferimento alle allegate tavole di disegni, in cui:

la figura 1 è una vista frontale che rappresenta il rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio che è relativo alla presente invenzione;

la figura 2 è una vista che rappresenta una sagoma irregolare, che è formata sulla superficie del gambo del rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio che è relativo alla presente invenzione;

la figura 3 è. un diagramma di flusso schematico che rappresenta la cianfrinatura e la giunzione tramite il rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio;

la figura 4 è una vista che rappresenta una posizione di misura della durezza della superficie della forma di pratica attuazione del primo rivetto;

la figura 5 è una vista che rappresenta una posizione di misura della durezza, che è relativa alla profondità di una superfìcie della forma di pratica attuazione del primo rivetto;

la figura 6 è una vista che rappresenta una posizione di misura della durezza interna della forma di pratica attuazione del primo rivetto;

la figura 7 è una vista che rappresenta una posizione di misura della durezza della superficie della forma di pratica attuazione del secondo rivetto;

la figura 8 è una vista che rappresenta una posizione di misura della durezza che è relativa alla profondità di una superficie della forma di pratica attuazione del secondo rivetto;

la figura 9 è una vista che rappresenta una posizione di misura della profondità della gola della forma di pratica attuazione del secondo rivetto;

la figura 10 è una vista che rappresenta una posizione di misura della durezza interna della forma di pratica attuazione del secondo rivetto;

la figura 11 è un grafico che rappresenta una relazione tra un carico ed uno spostamento; e

la figura 12 è un grafico che rappresenta una relazione tra una sollecitazione ed uno spostamento.

Forme di pratica attuazione del rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, che è relativo alla presente invenzione, verranno spiegate sulla base dei disegni.

L'intero rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio (1) della presente invenzione è fabbricato integralmente in lega di alluminio della serie JIS 6000 e, come rappresentato nella FIG. 1, esso consiste di una testa a forma di disco (2) e di un gambo (3), che si estende verso il basso a partire da detta testa (2) e presenta la forma di una colonna. Inoltre, la sagoma del collo dalla periferia della testa (2) al gambo (3) è una forma curva (una forma arcuata) e ciò fa sì che sia possibile conficcarlo cianfrinando con facilità ed in modo sicuro.

Lega di alluminio della serie JIS 6000 indica una lega di alluminio del tipo Al-Mg-Si prescritta dalle JIS (Norme dell'Industria Giapponese) ed in questa serie sono incluse JIS 6061, JIS 6N01, JIS 6063, JIS 6101 e JIS 6151. Per questa invenzione vengono preferibilmente usate le serie JIS 6061 e JIS 6063, più preferibilmente usata è la JIS 6061.

Inoltre, la lega di alluminio usata per il rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio della presente invenzione è: nelle norme degli Stati Uniti, lega di alluminio della serie ASTM 6000, sono preferibilmente usate ASTM 6061 e ASTM 6063; nelle norme tedesche, lega di alluminio della serie DIN 6000, sono preferibilmente usate EN AW-6061 e EN AW-6063; e nelle norme internazionali (ISO), sono preferibilmente usate AlMgISiCu e AIMg0.7Si.

La durezza della superficie del gambo (3) del rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio (1) della presente invenzione è preferibilmente Hv 135 o più riguardo alla durezza Vickers, è preferibile in particolare Hv 145 o più.

La ragione di quanto sopra è che, se Hv è minore di 135, il gambo (3) spesso si deforma permanentemente quando vengono perforate piastre di alluminio fatte di lega di alluminio della serie JIS 6000. Per esempio, quando si cerca di perforare due piastre di alluminio, ciascuna delle quali ha uno spessore di 1,5 mm e si compone del materiale estensibile JIS 6061, il gambo (3) si deforma permanentemente.

Detto rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio (1), la cui superficie del gambo (3) ha una durezza Hv 135 o più riguardo alla durezza Vickers, può essere ottenuto mediante stampaggio alla pressa a freddo di un'asta metallica in lega di alluminio delia serie JIS 6000. In concreto, esso può essere ottenuto con un processo in cui il materiale, prodotto tagliando un'asta metallica in lega di alluminio della serie JIS 6000 nella misura prescritta, viene caricato a compressione in direzione assiale ottenendo la desiderata durezza, ed in tal caso si ottiene la forma desiderata del rivetto per stampaggio alla pressa a freddo.

Oltre a ciò, esso può essere anche ottenuto con un altro processo, in cui dopo che il materiale è stato caricato a compressione nella direzione assiale ed è stata ottenuta la desiderata durezza, come sopra descritto, esso viene caricato a compressione nella direzione del diametro esterno del materiale, e la desiderata durezza della superficie del gambo è ottenuta formando una irregolarità la cui direzione longitudinale è uguale alla direzione assiale, ed in tal caso si ottiene la forma desiderata del rivetto per stampaggio alla pressa a freddo. In conseguenza di ciò, riguardo alla sagoma irregolare formata sulla superficie del gambo si preferisce adottare una irregolarità costituita da un corrugato che si estende lungo la circonferenza, come rappresentato nella FIG. 2, e la profondità delle concavità è, per esempio, circa 0,2 mm, come rappresentato nella forma di pratica attuazione che segue (Tabella 7).

Il rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio (1), che si ottiene mediante detto processo, ha che: la durezza della superficie del gambo (3) è Hv 135 o più; e la durezza dell'anima è approssimativamente Hv 110 a 120, vale a dire che il rivetto ha una distribuzione della durezza di una struttura a doppio strato, in cui uno strato di indurimento con una certa profondità è formato sulla superficie. In questo caso, la profondità dello strato di indurimento del gambo (3) va da 0,01 a 0,05 mm, cioè è relativamente profondo; è tuttavia preferibile che si adotti detto processo in cui viene formata una irregolarità sulla superficie del gambo, perché si può formare uno strato di indurimento dalla superficie del gambo ad una posizione più profonda. Ciò equivale a dire che, per esempio, quando la profondità delle concavità è 0,2 mm, la profondità dello strato di indurimento a partire dalla superficie (convessa) sarà di 0,21 a 0,25 mm, cioè la profondità dello strato di indurimento a partire dalla superficie è maggiore che nel caso in cui non venga formata alcuna irregolarità sulla superficie. Inoltre, la profondità dello strato di indurimento in questo caso può essere fissata al massimo a 0,3 mm o press'a poco.

Come sopra, se un rivetto è formato in modo che la durezza della superficie è alta e la durezza interna è bassa nello stelo (3), si ottiene un rivetto di cui è difficile provocare una deformazione da compressione ma che è possibile cianfrinare facilmente.

Oltre a ciò, il carico di rottura in direzione assiale (cioè direzione verticale in FIG. 1) del rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio (1) è preferibilmente 200 MPa o più.

È così perché, se il carico di rottura fosse minore di 200 MPa, nell'istante in cui viene imposta una forza di trazione tra i materiali uniti, quali due piastre di alluminio unite con il rivetto (1), il rivetto (1) si romperebbe facilmente e sarebbe difficile da ottenere la forza con cui i materiali uniti vengono cianfrinati ed uniti strettamente e in modo sicuro.

La resistenza al taglio del gambo (3) del rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio (1) (cioè la resistenza al taglio in direzione orizzontale nella FIG. 1) è preferibilmente 260 MPa o più.

È così perché, se il carico di rottura fosse minore di 260 MPa, nell'istante in cui viene imposta una forza di trazione tra i materiali uniti, quali due piastre di alluminio unite con il rivetto (1), il rivetto (1) verrebbe tagliato e si romperebbe facilmente e sarebbe difficile da ottenere la forza con cui i materiali uniti vengono cianfrinati ed uniti strettamente e in modo sicuro.

Come sopra, il rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio (1) di elevata durezza ed alta resistenza della presente invenzione, il cui materiale è una lega di alluminio, perfora piastre di alluminio e poi le cianfrina. In altre parole, senza eseguire la preparazione del foro nelle piastre di alluminio (W1)(W2), come rappresentato per esempio nella FIG.

3(A)(B), innanzitutto dette piastre di allumìnio (W1)(W2) vengono perforate per la discesa di un punzone (9) senza causare la deformazione da compressione del rivetto, poi uno stampo (10) viene fatto ruotare e, come rappresentato nelle FIGG. 3(C) (D), vengono effettuate la cianfrinatura e la giunzione per effetto delia discesa del punzone (9) con elevata efficienza operativa. Inoltre, nello stampo (10) è ricavata un'apertura (10A), in cui è inserito il gambo del rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio (1) all'istante della perforazione, in modo da espellere lo sfrido di alluminio.

Inoltre, è ovvio che un mezzo per perforare e cianfrinare il rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, che è relativo alla presente invenzione, non è assolutamente limitato a detto mezzo. Per esempio, è anche adottato un mezzo per cianfrinare, in cui un apparato automatico di alimentazione del rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio è montato, allo scopo di conseguire una migliore efficienza operativa, su una instradatrice dei rivetti, che lavora eseguendo una duplice azione in due stadi, cioè cianfrinatura dopo la perforazione, in cui un pezzo di lavoro, quale una piastra di alluminio, non viene perforato dai rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio ed il rivetto viene inserito in un foro preparato, dopodiché viene premuto un punzone per introdurre il gambo senza rompere il pezzo.

Oltre a ciò, un foro di centraggio, che si estende dalla punta fino a metà porzione del gambo, può essere formato nel rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio entro i limiti dello scopo della presente invenzione. Detta porzione è facile da espandere ed incurvare mediante cianfrinatura ed agirà da porzione di cianfrinatura per la quale vengono connessi i materiali da unire.

Forme di pratica attuazione

L'effetto della presente invenzione verrà descritto più chiaramente con forme di pratica attuazione illustrative ed un esempio comparativo del rivetto di accoppiamento mediante battitura in alluminio relativo alla presente invenzione. Si noti che la presente invenzione non è limitata alle seguenti forme di pratica attuazione.

(Rivetto della forme di pratica attuazione)

Il materiale, che è stato ottenuto tagliando un'asta metallica in lega di alluminio della serie JIS 6061 nella misura prescritta, è stato caricato a compressione in direzione assiale ed è stata ottenuta la durezza desiderata, dopodiché un rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, che ha: uno spessore T della testa 0,5 mm; un diametro del gambo 0 5 mm; ed una lunghezza 7,27 mm, è stato prodotto mediante stampaggio alla pressa a freddo ed è stato usato come il rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio della forma di pratica attuazione 1.

Oltre a ciò, dopo che il materiale, che era stato ottenuto tagliando un'asta metallica in lega di alluminio della serie JIS 6061 nella misura prescritta, è stato caricato a compressione in direzione assiale ed è stata ottenuta la durezza desiderata, esso è stato caricato a compressione in direzione diametrale ed è stata ottenuta la durezza desiderata formando una irregolarità, che è corrugata e si estende in modo continuo sulla superficie del gambo, dopodiché un rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, che ha la stessa dimensione della forma di pratica attuazione 1 , è stato prodotto mediante stampaggio alla pressa a freddo ed esso è stato usato come rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio della forma di pratica attuazione 2.

(Esempio Comparativo)

Un rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio (Nome del prodotto: Alumisolidrivet 05x8, fabbricato dalla Fukui Byora Co., Ltd.), che ha sostanzialmente la stessa dimensione delle forme di pratica attuazione, è stato usato come rivetto dell'esempio comparativo.

(Misura di durezza)

La durezza del gambo del rivetto delle forme di pratica attuazione 1 , 2 e dell'esempio comparativo è stata misurata usando uno strumento di misura di durezza Vickers (Microhardness Tester MVK-H3 fabbricato da Kabushiki kaisha Akashi, carico 50 gf).

Il risultato misurato è rappresentato nelle seguenti Tabelle da 1 a 11. La Tabella 1 rappresenta il risultato misurato della durezza della superficie del rivetto della forma di pratica attuazione 1. Come rappresentato nella FIG. 4, i punti di misura in questo caso erano fìssati a: 0,7 mm; 1 mm; 1 ,2 mm; 1 ,7 mm; 2 mm; 2,2 mm; e 2,5 mm, rispettivamente dalla base del gambo nella direzione verso la testa (la direzione x nella Figura) in due punti lungo la circonferenza (N. 1 , N. 2).

Tabella 1

La Tabella 2 rappresenta il risultato misurato della durezza, che è relativo alla profondità di una superficie del rivetto della forma di pratica attuazione 1. Come rappresentato nella FIG. 5, i punti di misura in questo caso erano fissati a: 0,01 mm; 0,02 mm; 0,03 mm; 0,04 mm; e 0,05 mm, rispettivamente (distanze nella direzione x) dalla superficie del gambo nella direzione dell'anima del gambo (la direzione x nella Figura), ed è stata effettuata la misura tre volte per ogni punto.

Tabella 2

Risultati misurati di durezza relativa alla profondità a partire dalla superficie

La Tabella 3 rappresenta il risultato misurato della durezza interna del rivetto della forma di pratica attuazione 1. Nel monento in cui, come rappresentato nella FIG. 6(b), un punto sulla superficie del gambo è stato assunto come origine (0,0) e la direzione dell'anima del gambo daH'origine è stata definita direzione x e la direzione perpendicolare a detta direzione x è stata definita direzione y, i punti di misura in questo caso sono stati fissati, come rappresentato nella FIG. 6(a) nella direzione x, a: 0,1 mm; 0,175 mm; 0,28 mm; 0,33 mm; 0,38 mm e, nella direzione y, a: 0 mm; e 0,1 mm, rispettivamente su una sezione trasversale che è in una posizione a 1,5 mm dalla base del gambo nella direzione verso la testa.

Ta bella 3

Inoltre, la Tabella 4 rappresenta il risultato misurato della durezza dell'anima del rivetto della forma di pratica attuazione 1. Inoltre, i punti di misura sono gli stessi di quelli rappresentati nella FIG. 6 (tuttavia, la direzione y ha solo una posizione), e (x, y) nella tabella corrispondono alla direzione x ed alla direzione y rappresentate nella FIG. 6.

Tabella 4

Durezza dell'anima

La Tabella 5 rappresenta il risultato misurato della durezza delia superficie del rivetto della forma di pratica attuazione 2. Come rappresentato nella FIG. 7, i punti di misura in questo caso erano fìssati a: 0,7 mm; 1,2 mm; 1,7 mm; 2 mm; 2,2 mm; e 2,5 mm, rispettivamente dalla base del gambo nella direzione verso la testa (la direzione x nella Figura) in tre punti lungo la circonferenza (dal N. 1 al N. 3)

Tabella 5

La Tabella 6 rappresenta il risultato misurato della durezza, che è relativo alla profondità a partire dalla superficie del rivetto della forma di pratica attuazione 2. Come rappresentato nella FIG. 8, i punti di misura in questo caso erano fissati a: 0,01 mm; 0,03 mm; 0,04 mm; e 0,05 mm, rispettivamente (distanze nella direzione x) a partire dalla superficie del gambo nella direzione dell'anima del gambo (la direzione x nella Figura), e la misura è stata effettuata tre volte per ciascun punto.

Tabella 6

Risultati misurati di durezza relativa alla

profondità a partire dalla superfìcie

Inoltre, nel rivetto della forma di pratica attuazione 2, ogni misura di durezza è stata effettuata nelle posizioni centrali (vedi FIG. 7 e FIG. 8) tra le gole (concavità) della irregolarità formata sul gambo. Per riferimento, i risultati misurati della profondità della gola (vedi FIG. 9) del rivetto della forma di pratica attuazione 2 per quattro punti (quattro gole) sono rappresentati nella Tabella 7.

Tabella 7

Risultati misurati della profondità delle gole

La Tabella 8 e la Tabella 9 rappresentano il risultato misurato della durezza interna del rivetto della forma di pratica attuazione 2. Nel momento in cui, come rappresentato nella FIG. 10 (b), un punto in un'area al confine tra una cresta ed una gola sulla superficie del gambo è stato assunto come origine (0,0) e la direzione dell'anima del gambo dall'origine è stata definita direzione x e la direzione perpendicolare a detta direzione x è stata definita direzione y, i punti di misura in questo caso erano fissati, come rappresentato nella FIG. 10(a), nella direzione x, a: 0,1 mm; 0,175 mm; 0,28 mm; 0,33 mm e, nella direzione y, a: -0,1 mm; -0,2 mm; 0,07 mm; 0,17 mm; 0,27 mm; 0,37 mm; 0,4 mm; 0,56 mm; e 0,74 mm, rispettivamente su una sezione trasversale che è in una posizione a 1,5 mm dalla base del gambo nella direzione verso la testa, e la misura è stata eseguita per due creste (cresta 1 , cresta 2) dello stesso rivetto.

Tabella 8

Cresi a 1

Tabella 9

Cresi a 2

Inoltre, la Tabella 10 rappresenta il risultato misurato della durezza dell'anima del rivetto della forma di pratica attuazione 2. Inoltre, i punti di misura sono gli stessi di quelli rappresentati nella FIG. 10 (tuttavia, la direzione y ha solo una posizione) e (x,y) nella tabella corrispondono alla direzione x ed alla direzione y rappresentate nella FIG. 10.

Tabella 10

Durezza dell'anima

La Tabella 11 rappresenta il risultato misurato della durezza della superficie del rivetto dell'esempio comparativo. I punti di misura in questo caso erano fissati, nella direzione x, a: 0,5 mm; 1,5 mm; 2 mm; e 2,5 mm, rispettivamente nella FIG. 4.

Tabella 11

La Tabella 12 rappresenta il risultato misurato della durezza della superficie del rivetto dell'esempio comparativo. I punti di misura in questo caso erano fìssati, nella direzione x, a: 0,1 mm e, nella direzione y, a: -0,3 mm; -0,2 mm; -0,1 mm; 0 mm; 1 mm; 2 mm; e 3 mm, rispettivamente nella FIG. 6.

Tabella 12

Inoltre, la Tabella 13 rappresenta il risultato misurato della durezza del nucleo del rivetto dell'esempio comparativo. Inoltre, i punti di misura sono gli stessi della forma di pratica attuazione 1.

Tabella 13

Durezza dell'anima

(Test comparativo)

1. Test a compressione

I rivetti delle forme di pratica attuazione 1, 2 e dell'esempio comparativo sono stati compressi in direzione assiale e ciascuna delle forze di compressione (carichi di snervamento a compressione) è stata misurata con un apparecchio di misura della compressione MAX2000kgf (velocità di carico: 30 mm/min.) fabbricato dalla Aikou Engineering. Inoltre, la misura è stata eseguita tre volte per ogni rivetto ed è stata calcolata la media.

La FIG. 11 è un grafico che rappresenta una relazione tra un carico ed uno spostamento, mentre la FIG. 12 è un grafico che rappresenta una relazione tra una sollecitazione ed uno spostamento. Inoltre, una linea a tratto pieno, una linea tratteggiata ed una linea a tratto e punto nel grafico rappresentano rispettivamente la forma di pratica attuazione 1, la forma di pratica attuazione 2 e l'esempio comparativo. Inoltre, i valori del carico e della sollecitazione allo snervamento sono rappresentati nella Tabella 14 e nella Tabella 15.

Tabella 14

Carico allo snervamento (kN)

Tabella 15

Sollecitazione allo snervamento (MPa)

Come chiarito dal risultato del test a compressione, i rivetti di accoppiamento mediante battitura fatti di alluminio delle forme di pratica attuazione 1 e 2, che sono relative alla presente invenzione, avevano una resistenza alla compressione maggiore di quella del rivetto dell'esempio comparativo (un prodotto convenzionale), mentre il rivetto della forma di pratica attuazione 2 aveva resistenza alla compressione maggiore di quella del rivetto della forma di pratica attuazione 2.

2. Test di trazione e test di taglio

Fori preparati sono stati ricavati in due pezzi di lavoro, ciascuno dei quali era costituito da una piastra di ferro avente uno spessore di 1,5 mm, i rivetti della forma di pratica attuazione 1 e dell'esempio comparativo sono stati inseriti rispettivamente in detti fori ed i due pezzi di lavoro sono stati cianfrinati ed uniti.

Successivamente sono stati calcolati il carico di rottura e la resistenza al taglio dei rivetti misurando il carico quando i rivetti risultavano danneggiati ed applicando la forza di trazione e la forza di taglio ai pezzi di lavoro cianfrinati alia velocità di 30 mm/min.

La Tabella 16, la Tabella 17, la Tabella 18 e la Tabella 19 rappresentano rispettivamente il risultato del test di trazione della forma di pratica attuazione 1, il risultato del test di taglio della forma di pratica attuazione 1, il risultato del test di trazione dell'esempio comparativo ed il risultato del test di taglio dell'esempio comparativo.

Tabella 16

Tabella 17

Tabella 13

Tabella 19

Come chiarito dai risultati dalla Tabella 16 alla Tabella 19, il rivetto della forma di pratica attuazione 1 era superiore per forza di giunzione (carico di rottura e resistenza al taglio) a paragone del rivetto dell'esempio comparativo.

Come descritto sopra, secondo il rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, poiché la durezza della superficie è Hv 135 o più, non usando né utensili a caldo come un saldatore né richiedendo tempo per ricavare fori preparati, le piastre di alluminio saranno in grado di essere cianfrinate ed unite saldamente in breve tempo mediante il rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, che usa lo stesso materiale delle piastre di alluminio. Inoltre, poiché viene usato lo stesso tipo di materiale, sarà possibile risolvere il problema della corrosione elettrica ed il problema della fuoriuscita della testa, che sono causati da una differenza di espansione termica, ed è possibile ottenere un materiale di giunzione, che ha proprietà di riciclaggio superiori quali la semplificazione delle differenze al momento della raschiatura.

Inoltre, poiché il rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, che è relativo alla presente invenzione, è superiore in resistenza anche se esso usa un materiale che è dello stesso tipo delle piastre di alluminio, è possibile prevenire sia l'incrinatura nella piastra di alluminio sia la deformazione da compressione del rivetto di accoppiamento mediante battitura all'istante della perforazione e della cianfrinatura, senza richiedere la preparazione del foro, e sarà possibile migliorare la sicurezza e le prestazioni operative. Inoltre, è possibile un alleggerimento a paragone con l'acciaio al carbonio o l'acciaio inossidabile e la condizione per la quale viene eseguita la cianfrinatura può essere facilmente monitorata a vista, e ciò è conveniente per i controlli di sicurezza e simili.

Inoltre, il grippaggio della piastra di alluminio all'istante della perforazione e della cianfrinatura è basso e sarà possibile perforare e cianfrinare con sicurezza senza la contrazione della piastra.

Oltre a ciò, poiché la profondità dello strato di indurimento del gambo va da 0,01 mm a 0,03 mm, sarà difficile deformare permanentemente e grippare la piastra all'istante della cianfrinatura, anche perché il rivetto ha la durezza di una struttura a due strati, la cui durezza dell'anima del gambo è approssimativamente Hv 110 a 120, e sarà difficile una deformazione da compressione e sarà possibile una facile cianfrinatura.

Inoltre, poiché una irregolarità, la cui direzione longitudinale è uguale alla direzione assiale, è formata sulla superficie del gambo mediante stampaggio alla pressa a freddo, lo strato di indurimento è realizzato più spesso, la resistenza alla compressione sarà superiore ed è possibile prevenire con certezza una deformazione da compressione.

Inoltre, poiché la sagoma dalla periferia della testa al gambo ha una forma curva, sarà possibile conficcarla e cianfrinarla facilmente e con sicurezza nella piastra di alluminio.

La presente invenzione è stata illustrata e descritta in una sua preferita forma di pratica realizzazione ma si intende che varianti esecutive potranno ad essa in pratica apportarsi, senza peraltro uscire dall'ambito di protezione del presente brevetto per invenzione industriale.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, che si compone di una lega di alluminio della serie JIS 6000, dove lega di alluminio della serie JIS 6000 indica una lega di alluminio del tipo Al-Mg-Si prescritta dalle JIS (Norme dell'Industria Giapponese) comprendente JIS 6061, JIS 6N01, JIS 6063, JIS 6101 e JIS 6151; nelle norme degli Stati Uniti, lega di alluminio della serie ASTM 6000, ASTM 6061 e ASTM 6063; nelle norme tedesche, lega di alluminio della serie DIN 6000, EN AW-6061 e EN AW-6063; e nelle norme internazionali (ISO), AlMgISiCu e AIMg0.7Si, e presenta una testa ed un gambo, in cui la durezza della superficie di detto gambo è Hv 135 o più.
2. Rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, come rivendicato nella rivendicazione 1, che è ottenuto mediante stampaggio alla pressa a caldo di un'asta metallica in lega di alluminio della serie JIS 6000, dove lega di alluminio della serie JIS 6000 indica una lega di alluminio del tipo Al-Mg-Si prescritta dalle JIS (Norme dell'Industria Giapponese) comprendente JIS 6061, JIS 6N01, JIS 6063, JIS 6101 e JIS 6151; nelle norme degli Stati Uniti, lega di alluminio della serie ASTM 6000, ASTM 6061 e ASTM 6063; nelle norme tedesche, lega di alluminio della serie DIN 6000, EN AW-6061 e EN AW-6063; e nelle norme internazionali (ISO), AlMgISiCu e AiMg0.7Si.
3. Rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, come rivendicato nella rivendicazione 1, in cui la profondità dello strato di indurimento del gambo va da 0,01 a 0,30 mm.
4. Rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, come rivendicato nella rivendicazione 2, in cui la profondità dello strato di indurimento del gambo va da 0,01 a 0,30 mm.
5. Rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, come rivendicato nella rivendicazione 1, in cui lo strato di indurimento è formato sulla superficie del gambo mediante stampaggio alla pressa a freddo formando una irregolarità, la cui direzione longitudinale è uguale alla direzione assiale.
6. Rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, come rivendicato nella rivendicazione 2, in cui lo strato di indurimento è formato sulla superficie del gambo mediante stampaggio alla pressa a freddo formando una irregolarità, la cui direzione longitudinale è uguale alla direzione assiale.
7. Rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, come rivendicato nella rivendicazione 1, in cui il gambo ha la durezza di una struttura a doppio strato, la cui durezza dell'anima del gambo è approssimativamente Hv 110 a 120.
8. Rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, come rivendicato nella rivendicazione 2, in cui il gambo ha la durezza di una struttura a doppio strato, la cui durezza dell'anima del gambo è approssimativamente Hv 110 a 120.
9. Rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, come rivendicato nella rivendicazione 1, in cui la sagoma dalla periferia della testa al gambo ha una forma curva.
10. Rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio, come rivendicato nella rivendicazione 2, in cui la sagoma dalla periferia della testa al gambo ha una forma curva.
11. Rivetto di accoppiamento mediante battitura fatto di alluminio secondo le rivendicazioni da 1 a 10 e sostanzialmente come illustrato e descritto. per traduzione conforme