专利名称：保护镁合金轮毂的凸台齿形垫及其加工工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及电化学腐蚀保护技术领域，尤其是涉及一种保护镁合金车轮轮毂的凸
台齿形垫及其加工工艺。
背景技术：
镁合金材料是21世纪绿色环保材料，其比重是钢的1/4，铝的64%，且相比刚度、 相比强度高，具有良好的吸震减震阻尼性能，在汽车领域得到广泛的应用。用镁合金来制造 汽车车轮，是汽车轮轻量化的重要途径，既节约能源消耗又减少废气排放。但是镁合金电 位标准仅-2. 73V，与其他导电材料长期接触，易产生电位差，发生电化学腐蚀，因此严重影 响镁合金车轮在汽车上的应用。为解决镁合金车轮使用的电位差问题，曾采用热喷涂、电喷 涂、表面激光处理，以及物理化学气相沉积等手段。但是汽车车轮是比较复杂结构零件，而 且经常需要拆卸，安装动态频率较高，在螺栓尾部接触面和轴心定位孔接触面容易磨损和 损坏。因此，使用耐磨、耐挤压的绝缘材料作镁合金车轮保护层是十分必要的。
在已知的中国专利申请号中，有美国通用汽车环球科技运作公司申请号为 200710161317. 3镁或镁合金部件具有在浇铸镁或镁合金部件的过程中通过冶金结合被固 定在适当位置处的电偶腐蚀保护隔离器，隔离器由具有以下特征的材料形成，特征为绝对 电位差在镁与接触金属部件之间，它是一种用现场浇铸隔离器，将镁合金浇铸在一个预成 型的电偶腐蚀隔离器周围，防止镁合金车轮产生电腐蚀，该工艺适宜于低压铸造或重力铸 造镁合金轮毂，这种工艺生产车轮轮毂縮松縮孔严重，报废率也高，将逐渐被淘汰。
又如中国专利申请号为200810237901. 7涉及一种镁合金车轮，其毂部的螺栓连 接孔内设有与连接孔形状一致的套管状金属镶件，螺栓连接孔和套管状金属镶件之间设有 绝缘介质层，介质层可以涂敷在螺栓孔的内壁上，也可以使用绝缘介质套，在毂部安装面的 外缘设凹槽或凸棱，来固定弹性介质圈，该发明对不动物件或静止状态下的物件使用介质 层和介质圈，能够起到和隔绝电位差造成的电化学腐蚀作用，但作为车轮，在螺栓拧紧状况 下介质层受挤压变薄， 一般的介质材料难以承受多次反复的紧松挤压，为之金属套管随介 质层变薄而脱落，难以长期保护镁合金轮毂的电位差，又如装配接触面，外设凸棱或凹槽来 固定介质圈，车轮是动态物件又受外界聚冷聚热环境变化，特别要承受由刹车毂发热传递 到安装面的高温热量，很快使介质圈膨胀松动而脱落，该技术工艺也存在一定的缺陷。
综上所述，以上各种方法，在镁合金车轮的电腐蚀防护方面，存在工艺技术上的不 足。
发明内容
本发明的目的是为了解决镁合金轮毂的电腐蚀防护方面存在工艺、技术上的问 题，提供一种保护镁合金轮毂的凸台齿形垫，它采用凸台齿形状或无齿形状铝合金垫，经过 微弧氧化处理成为不导电物体，镶入同样经过微弧氧化成为不导电物体的镁合金轮毂预镶 孔内，镶入工艺采用热胀冷縮原理，简单方便，牢固可靠。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种保护镁合金轮 毂的凸台齿形垫，其特征是在成型的凸台齿形垫与轮毂上的孔相镶的外壁设有微形齿，经 过微弧氧化表面处理，成为绝缘体，镶入经过微弧氧化处理的镁合金轮毂的中心定位孔或 螺栓连接孔的预镶孔内；当车轮定位轴和轮毂连接螺栓旋入其中后，旋入件结合面接触的 是经过微弧氧化后的铝合金齿形垫，与镁合金轮毂不会产生电位差，消除了电位差引起电 化学腐蚀；凸台齿形垫的微形齿与中心定位孔、预镶孔内壁齿形面紧密咬合后，消除了打滑 现象，增加了凸台齿形垫扭力强度。 作为优选，所述的凸台齿形垫选用可锻铝合金材料制作，经过微弧氧化表面处理， 产生表面膜层，硬度达到维氏800 1000度，膜层产生后该成型的凸台齿形垫成为无导电 性能绝缘体。 作为优选，所述的凸台齿形垫包括定位孔凸台齿形垫、螺栓凸台齿形垫。同时可使 用在其它镁合金产品的紧固、连接部分。 作为优选，所述的定位孔凸台齿形垫的一端为圆筒，圆筒外壁设有微形齿条，另一 端为圆形端板，圆形端板22的圆周上设有锥度，锥度的大端是朝向设有圆筒的一端。微形 齿条的模数为0. 1 0. 5，也可以制成特定的齿形，圆形端板的锥度与镁合金轮毂中心孔中 容置圆形端板的凹槽喇叭孔相互配合。这种形状的结构是本发明的一种实施例而已。
作为优选，所述的螺栓凸台齿形垫为圆柱体状，圆柱体的一端设有轴肩，圆柱体的 外表面设有摩擦齿，轴向设有螺栓通 L。轴肩用来定位和稳定齿形垫，摩擦齿可以制成直齿 或其它摩擦表面，如滚花等。轴肩其作用是与设计在镁合金轮毂中螺栓连接孔的预镶孔内 的环形槽相配。 作为优选，所述的镁合金轮毂的中心定位孔的一端设有与定位孔凸台齿形垫中微 形齿条圆筒段过盈配合的内孔段，中心定位孔的端面处设有容置圆形端板的凹槽，该凹槽 的孔设为带有内口大、外口小的微型喇叭形状。当圆形端板放入喇叭口内，待镁合金轮毂热 胀冷縮后，两者便完全卡紧。 作为优选，所述的螺栓连接孔的预镶孔尾端部，长度长于连接螺栓的尾部，直径大 于连接螺栓的尾部，预镶孔内设有与轴肩形状尺寸相同的环形槽。螺栓孔尾部作为预镶孔 内与螺栓凸台齿形垫的圆柱体外表面的摩擦齿配合接触面。当镁合金轮毂加热后，预镶孔 膨胀，此时可装入螺栓凸台齿形垫，待镁合金轮毂热胀冷縮后，两者便完全抱紧。
作为优选，所述的凸台齿形垫经过微弧氧化表面处理，表面膜层为乳白色或绿色， 硬度为维氏硬度800 1000，成为不导电绝缘物体。 作为优选，所述的镁合金轮毂与凸台齿形垫装配处进行表面微弧氧化处理，表面 硬度达维氏800 1000，成为不导电绝缘物体。这里的装配处主要是指工作时出现拆卸、安 装等动态频率较高的部位。 —种保护镁合金轮毂的凸台齿形垫加工工艺，其特征是把按设计要求加工完毕的 镁合金车轮放入烘箱，加温到100 130度，镁合金轮毂受热后中心定位孔和螺栓连接孔的 预镶孔孔径膨胀，即刻把常温的凸台齿形垫分别放入相应的孔内，待镁合金轮毂冷却到常 温后，镁合金车轮与凸台齿形垫便相互紧紧的结合在一起。 作为优选，定位孔凸台齿形垫中不设微形齿条成为定位孔无齿形垫，螺栓凸台齿 形垫中不设摩擦齿成为螺栓无齿形垫。这两种部件结构是本发明的一种特例。
本发明的有效效益是在装配车轮时，螺栓的挤压面、摩擦面、轮毂安装面的定位 中心孔之间的摩擦均与凸台齿形或无齿形垫接触和碰撞，解决了电位差引起的电腐蚀，有 效地保护了镁合金车轮，大大地延长了镁合金车轮的使用寿命。 因此，本发明是一种经济效益显著，结构设计合理的保护镁合金轮毂的凸台齿形垫。
图1是本发明的一种工作状态结构示意图。 图2是本发明的一种定位孔凸台齿形垫结构示意图。 图3是本发明的一种装配时的爆炸图。 图4是本发明的一种螺栓凸台齿形垫结构示意图。 图5是本发明的一种定位孔无齿形垫实施例结构示意图。 图6是本发明的一种螺栓无齿形垫实施例结构示意图。 图中1.镁合金轮毂，ll.中心定位孔，12.预镶孔，2.定位孔凸台齿形垫，21.微 形齿条，22.圆形端板，3.螺栓凸台齿形垫，31.摩擦齿，32.轴肩，4.定位孔无齿形垫，5.螺
栓无齿形垫。
具体实施例方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。 参见图1至图4，本实施例设有定位孔凸台齿形垫2和螺栓凸台齿形垫3，选一镁
合金轮毂1。 其中定位孔凸台齿形垫2和螺栓凸台齿形垫3选用可锻铝合金材料制作，牌号为 6061。定位孔凸台齿形垫2的一端制成圆筒状，圆筒内孔与车轮定位轴的直径相等，圆筒外 壁上布满微形齿条21，另一端制成圆形端板22，圆形端板22的圆周上设有锥度，锥度朝设 有圆筒一端直径大。 螺栓凸台齿形垫3做成圆柱体状，轴向是通孔，且具有与连接螺栓尾端配合的锥 形孔，圆柱体的一端设一轴肩32，轴肩32设成凸起圆柱体0. 3mm的小半圆凸台即可，圆柱体 的外表面布满摩擦齿31，摩擦齿31的齿形与微形齿条21相同。采用冲挤加工方式得到两 种凸台齿形垫。 把定位孔凸台齿形垫2和螺栓凸台齿形垫3经过微弧氧化表面处理，产生表面膜 层，硬度达到维氏800度，膜层产生后该成型的凸台齿形垫成为无导电性能绝缘体。
将镁合金车轮1中心定位孔11镶件部分孔和连接螺栓孔尾部的预镶孔进行切削， 中心定位孔11的端面处制作成容置圆形端板22的圆形凹槽，凹槽的圆孔加工成内口大、外 口小的微型喇叭形状，凹槽的圆孔尺寸与圆形端板22圆周上的锥度相等，预镶孔12内设一 与轴肩32形状尺寸相同的环形槽。 把镁合金轮毂1中的与定位孔凸台齿形垫2和螺栓凸台齿形垫3分别配合的孔部 分进行表面微弧氧化处理，表面硬度为维氏800，使该孔部分成为不导电绝缘物体。
把镁合金车轮1放入烘箱，加温到12(TC，镁合金轮毂1的中心定位孔11和预镶孔 12受热后膨胀，把不加温的定位孔凸台齿形垫2和螺栓凸台齿形垫3分别放入中心定位孔11和预镶孔12内，待镁合金轮毂1冷却到常温后，齿形面、圆形端板22圆周上的锥度体、轴
肩等其同作用，使镁合金车轮1与凸台齿形垫便相互紧紧的结合在一起。 如图5、图6所示，是本发明的实施例，其中定位孔凸台齿形垫2不设微形齿条21，
用定位孔无齿形垫4代替，螺栓凸台齿形垫3中也不设摩擦齿31成为一种螺栓无齿形垫5。 上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明的简单变换
后的结构均属于本发明的保护范围。
权利要求
一种保护镁合金轮毂的凸台齿形垫，其特征是在成型的凸台齿形垫与轮毂上的孔相镶的外壁上设有微形齿，经过微弧氧化表面处理，成为绝缘体，镶入经过微弧氧化处理的镁合金轮毂(1)的中心定位孔(11)或螺栓连接孔的预镶孔(12)内；当车轮定位轴和轮毂连接螺栓旋入其中后，旋入件结合面接触的是经过微弧氧化后的铝合金齿形垫；凸台齿形垫的微形齿与中心定位孔(11)、预镶孔(12)内壁齿形面紧密咬合。
2. 根据权利要求1所述的保护镁合金轮毂的凸台齿形垫，其特征在于所述的凸台齿形 垫选用可锻铝合金材料制作，经过微弧氧化表面处理，产生表面膜层，硬度达到维氏800 iooo度，膜层产生后该成型的凸台齿形垫成为无导电性能绝缘体。
3. 根据权利要求1或2所述的保护镁合金轮毂的凸台齿形垫，其特征在于所述的凸台 齿形垫包括定位孔凸台齿形垫(2)、螺栓凸台齿形垫(3)。
4. 根据权利要求3所述的保护镁合金轮毂的凸台齿形垫，其特征在于所述的定位孔凸 台齿形垫(2)的一端为圆筒，圆筒外壁设有微形齿条(21)，另一端为圆形端板(22)，圆形端 板(22)的圆周上设有锥度，锥度的大端是朝向设有圆筒的一端。
5. 根据权利要求3所述的保护镁合金轮毂的凸台齿形垫，其特征在于所述的螺栓凸台 齿形垫(3)为圆柱体状，圆柱体的一端设有轴肩(32)，圆柱体的外表面设有摩擦齿(31)，轴 向设有螺栓通孔。
6. 根据权利要求1所述的保护镁合金轮毂的凸台齿形垫，其特征在于所述的镁合金轮 毂(1)的中心定位孔(11)的一端设有与定位孔凸台齿形垫(2)中微形齿条(21)圆筒段过 盈配合的内孔段，中心定位孔(11)的端面处设有容置圆形端板(22)的凹槽，该凹槽的孔设 为带有内口大、外口小的微型喇叭形状。
7. 根据权利要求1或2所述的保护镁合金轮毂的凸台齿形垫，其特征在于所述的螺栓 连接孔的预镶孔(12)尾部的长度长于连接螺栓的尾部，直径大于连接螺栓的尾部，预镶孔 (12)内设有与轴肩(32)形状尺寸相同的环形槽。
8. 根据权利要求1或2所述的保护镁合金轮毂的凸台齿形垫，其特征在于所述的凸台 齿形垫经过微弧氧化表面处理，表面膜层为乳白色或绿色，硬度为维氏硬度800 IOOO，成 为不导电绝缘物体。
9. 根据权利要求1或2或6所述的保护镁合金轮毂的凸台齿形垫，其特征在于所述的 镁合金轮毂(1)与凸台齿形垫装配处进行表面微弧氧化处理，表面硬度达维氏800 1000， 成为不导电绝缘物体。
10. —种保护镁合金轮毂的凸台齿形垫加工工艺，其特征是把按设计要求加工完毕的 镁合金车轮(1)放入烘箱，加温到100 130度，镁合金轮毂(1)受热后中心定位孔(11) 和螺栓连接孔的预镶孔(12)孔径膨胀，即刻把常温的凸台齿形垫分别放入相应的孔内，待 镁合金轮毂(1)冷却到常温后，镁合金车轮(1)与凸台齿形垫便相互紧紧的结合在一起。
全文摘要
本发明涉及电化学腐蚀保护技术领域，尤其是涉及一种保护镁合金车轮轮毂的凸台齿形垫及其加工工艺。解决镁合金轮毂的电腐蚀防护方面存在工艺、技术上的问题，把成型的凸台齿形垫与轮毂上的孔相镶的外壁设有微形齿，经过微弧氧化表面处理，成为绝缘体，镶入经过微弧氧化处理的镁合金轮毂的中心定位孔或螺栓连接孔的预镶孔内；当车轮定位轴和轮毂连接螺栓旋入其中后，旋入件结合面接触的是经过微弧氧化后的铝合金齿形垫，与镁合金轮毂不会产生电位差，消除了电位差引起电化学腐蚀；凸台齿形垫的微形齿与中心定位孔、预镶孔内壁齿形面紧密咬合后，消除了打滑现象，增加了凸台齿形垫扭力强度。
文档编号C25D11/30GK101780749SQ200910306940
公开日2010年7月21日 申请日期2009年9月14日 优先权日2009年9月14日
发明者刘绍东 申请人:刘绍东