[發明專利]包括鋁制成的結構體和復合材料制成的結構體的自行車構件和用于制造這種構件的方法

有效

• 申請號: 201310757301.4
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103879228B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 保羅·法布里斯;毛里·費爾特林
• 申請（專利權）人: 坎培諾洛有限公司
• 主分類號: B60B21/00
• 分類號: B60B21/00;B62M3/00;C25D11/24
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 張穎,謝麗娜

技術領域

本發明涉及包括鋁制成的結構體和復合材料制成的結構體的自行車構件，其中復合材料制成的結構體與鋁制成的結構體的表面部分結合。

在整個本發明說明書中和在之后的權利要求書中，表述“鋁制成的結構體”用于表示由任何鋁合金制成的結構體。

在整個本發明說明書中和在之后的權利要求書中，表述“復合材料制成的結構體”用于表示如下的結構體，其包含引入至聚合物材料基質中的結構纖維，例如引入至熱塑性或熱固性聚合物樹脂中的碳纖維或玻璃纖維。

本發明還涉及用于制造前述自行車構件的方法。

在說明書的剩余部分，為了簡化的目的，參照兩種根據本發明自行車構件的特定的、非限制的的情況：右曲柄臂組件和自行車輪圈。

背景技術

在右曲柄臂組件的情況下，所述鋁制成的結構體是銷，并且所述復合材料制成的結構體是右曲柄臂。更具體地，所述銷是自行車下托架組件的軸或半軸。軸分別與右曲柄臂和與左曲柄臂結合在它的相對端，而半軸分別與右曲柄臂和與另外的半軸的端部結合在它的相對端，該另外的半軸與左曲柄臂結合在其相對端。

在自行車輪圈的情況下，所述鋁制成的結構體是徑向外環，并且所述復合材料制成的結構體是徑向內環。前述的兩個環形成自行車輪圈，其上安裝輪胎(通常在徑向外環上)和輻條(通常在徑向內環上)。

包括由兩種不同材料(通常是鋁和引入至聚合物材料基質中的碳纖維)制成的結構體的自行車構件滿足市場對于自行車、尤其是比賽用自行車的如下需求：實現越來越輕的構件，同時具有令人滿意的機械強度和可靠性。這通過在其中需要確保高機械性能(如曲柄臂組件的銷的情況下)和/或專門的機械性能(如自行車輪圈的徑向外環的情況，其中通常制造了輪圈的剎車軌)的位置使用鋁，并且在剩余部分使用復合材料而獲得，從而使自行車構件盡可能輕。

本領域已知，需要使鋁制成的結構體表面進行氧化處理，從而保護這樣的結構體不被腐蝕。

例如，在自行車輪圈的情況下，環形元件必須經受用于安裝輪胎的液體和可能的輪胎密封劑產品的腐蝕作用。類似地，在右曲柄臂組件的情況下，銷必須經受水、泥等以及用于潤滑下托架組件的產品的腐蝕作用。

本領域還已知，需要鋁制成的結構體進行表面的基礎處理(preparation treatment)，以通過粘合與復合材料制成的結構體結合。

例如，在自行車輪圈的情況下，適合的粘合物質必須施加在鋁制成的徑向外環上，該粘合物質適合于確保與復合材料制成的徑向內環隨時間的固定和穩定粘合。類似地，在右曲柄臂組件的情況下，合適的粘合物質必須施加在鋁制成的銷上，該粘合物質適合于確保與復合材料制成的右曲柄臂隨時間的固定和穩定粘合。

發明內容

申請人已經發現，可以通過經隨后的氧化物固定使鋁制成的結構體進行氧化表面處理，以在防腐蝕方面實現優異的結果。

這樣的處理可以例如是以下處理之一：

1)用硫酸進行陽極氧化(SAA)；

2)用鉻酸進行陽極氧化(CAA)，其中氧化物厚度大于或等于8μm；

3)等離子體電解氧化(PEO)。

之后的固定可以例如是使用醋酸鎳的固定，或使用H₂O的熱固定或其它冷固定體系。

申請人還發現，可以通過使鋁制成的結構體進行脫氧表面處理以在粘合方面實現優異的結果。

這樣的處理可以例如是使用磺基鉻混合物(sulphochromic mixture)的酸侵蝕(FPL)，優選向其增加使用鉻酸進行陽極氧化(CAA)，厚度小于或等于4μm，更優選使用磷酸的陽極氧化(PAA)。

然而，申請人已經觀察到，氧化表面處理在很多情況下與前述的脫氧表面處理不相容。例如，在經受用硫酸進行陽極氧化的表面上進行前述脫氧表面處理之一，導致由此得到的保護性表面氧化物(下文也稱為陽極氧化)的劣化。反之亦然，在經受過前述脫氧表面處理之一的表面上進行使用硫酸的陽極氧化處理，在膠合可靠性和強度方面損害了表面的粘合性能。

因此在前述的脫氧表面處理之外，不能進行使用硫酸的陽極氧化處理，并且反之亦然，在相同的自行車構件上，在防腐蝕和粘合性能喪失方面不具有各自的優點。

申請人已經觀察到，由于前述的不相容性，使用硫酸的陽極氧化處理通常與噴砂處理相結合或者與使用溶劑或特定水溶液的洗滌處理相結合。然而，根據申請人的發現，這種最后的處理不允許經過處理的表面在粘合方面給出最優特性。