[發明專利]防止電偶腐蝕的螺孔結構的制備方法及其結構

有效

• 申請號: 201610757330.4
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN107775182B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 鄭飛燕;彭立明;林旺騰;譚帥;陳娟;吳玉娟
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

本發明提供了一種防止電偶腐蝕的螺孔結構的制備方法及其結構，包括如下步驟：在第一金屬部件中預制一個帶有限位功能的連接孔；加工一個與連接孔相匹配的第二金屬部件，并將第二金屬部件鑲嵌入連接孔中；第二金屬部件的電極電位高于第一金屬部件的電極電位；啟動攪拌摩擦焊機，將旋轉中的攪拌摩擦焊機攪拌頭插入第二金屬部件中，并停留設定時間，利用攪拌針高速旋轉時產生的熱量以及劇烈的塑性變形效果，保證第二金屬部件與第一金屬部件實現冶金結合。本發明制備的螺孔結構能夠避免鎂合金材料與鋼制緊固件直接接觸，縮小材料與緊固件之間的電位差，有效防止鎂合金在連接時與鋼制緊固件產生電偶腐蝕。本發明具有操作方便、質量穩定等特點。

技術領域

本發明涉及鎂合金結構件的連接技術，具體地，涉及一種防止電偶腐蝕的螺孔結構的制備方法及其結構。

背景技術

鎂合金由于具有密度低，比強度和比剛度高，切削加工性能良好，易于回收利用等優點，在急需減輕重量的交通運輸和航天航空等領域具有很大的應用潛力。但是，由于鎂具有較高的化學活性，其電極電位較低(-2.37v)，而且鎂表面形成的氧化鎂薄膜比較疏松，不能起到很好的腐蝕防護作用。當與其他金屬接觸時，往往作為陽極而發生電偶腐蝕。

在實際應用時，鎂構件往往需要通過緊固件(例如螺紋連接)進行固定。在這種情況下，鋼制緊固件與鎂部件之間將不可避免的直接接觸。由于鋼與鎂兩者之間的電位差較大，容易在接觸部位產生電偶腐蝕，造成連接接頭的松動和失效，從而為構件的安全使用帶來一定的風險。因此，如何降低由于電偶腐蝕造成的異種金屬間連接強度低的風險，是本領域技術人員需要解決的技術問題。

目前主要采用單獨或者組合使用表面處理、添加隔離墊或者在鑄造過程中通過冶金結合實現隔離等方法來解決上述問題，其根本思路就是避免鎂合金與鋼制件之間的直接接觸。如授權公告號為CN204801153U，名稱為一種鋼制零件和鎂合金零件間的防腐蝕結構的專利、授權公告號為CN201461703U，名稱為防止螺紋緊固接觸腐蝕的緊固裝置的專利、授權公告號CN201666431U，名稱為異種金屬防腐組件的專利。而在申請號為200710161317.3，名稱為使用現場澆鑄的隔離器獲得的改進的鎂部件電偶腐蝕保護的專利中則提出了在澆鑄的過程中，直接將鎂或鎂合金部件澆鑄在預制的電偶腐蝕隔離器的適當位置處的解決思路，隔離器與鎂部件之間的結合為冶金結合，從而實現對鎂合金電偶腐蝕的保護。

采用表面處理的方法不僅會產生環境污染等問題，而且由于表面處理的膜層厚度薄，對鎂部件保護的效果有限。而添加隔離墊只是一種物理的隔離，難免存在隔離不充分，隔離墊由于受到較大壓力變形、老化等問題。雖然在澆注過程直接通過冶金結合形成隔離，但使得鑄造工藝更為復雜，在一定程度上增加了制造成本。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種防止電偶腐蝕的螺孔結構的制備方法及其結構。本發明在鎂合金與鋼制緊固件之間鑲套一層鋁合金，避免鎂合金材料與鋼制緊固件的直接接觸，縮小材料與緊固件之間的電位差，從而改善電偶腐蝕。

根據本發明提供的防止電偶腐蝕的螺孔結構的制備方法，包括如下步驟：

步驟S1：在第一金屬部件中預制一個帶有限位功能的連接孔；

步驟S2：加工一個與所述連接孔相匹配的第二金屬部件，并將第二金屬部件鑲嵌入連接孔中；第二金屬部件的電極電位高于第一金屬部件的電極電位；

步驟S3：啟動攪拌摩擦焊機，將旋轉中的攪拌摩擦焊機攪拌頭插入第二金屬部件中，并停留設定時間，以保證第二金屬部件與第一金屬部件實現冶金結合；

步驟S4：提起攪拌頭，攪拌頭上的攪拌針退出而留下的匙孔作為緊固件穿過的緊固孔。優選地，所述連接孔的直徑大于緊固件和攪拌針的直徑；

所述連接孔的直徑與攪拌針的直徑差小于等于5mm。

優選地，所述連接孔的兩側增加圓形或方形的凸臺，以實現連接孔的限位功能。