[發明專利]鋁合金緊固件的制備方法及緊固件

無效

• 申請號: 96194237.1
• 申請日: 1996-05-01
• 公開（公告）號: CN1076762C
• 公開（公告）日: 2001-12-26
• 發明（設計）人: S·G·琴爾
• 申請（專利權）人: 馬克頓耐爾道格拉思公司
• 主分類號: C22F1/02
• 分類號: C22F1/02;C21D9/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 龍傳紅

本發明涉及涂層鋁合金部件的制備，更準確地說，涉及涂層鋁鉚釘的制備。

緊固件用來機械連接飛機的不同結構元件和組合件，例如，一個大型運輸機典型地含有100萬以上的緊固件例如螺栓，螺釘和鉚釘。緊固件由強合金例如鈦合金、鋼和鋁合金制成。在某些情況下，緊固件經熱處理如通過沉淀硬化時效處理，以便對該特定合金達到盡可能相當高的強度，以及其它所需性能。熱處理通常包括一系列一個或多個下述步驟：在可控氣氛中控制加熱、在某溫度下保持一段時間以及控制冷卻。對每一特定材料選擇這些步驟以達到其所需物理機械性能。在其它情況下，緊固件以加工態狀態使用。

通常的做法是用有機涂層涂敷某些類型的緊固件以防止緊固件的基底金屬腐蝕損壞。常用方法是，先制出緊固件再把它熱處理到其所需強度。熱處理后，用苛性蘇打浴腐蝕緊固件，以除去熱處理中產生的氧化皮。任選地，對緊固件進行陽極化處理。溶解在揮發性載液中的涂料通過噴涂、浸漬或類似技術涂敷在緊固件上。揮發掉載液。涂層緊固件加熱到高溫并保持一段時間以固化涂層。在結構生產中使用成品緊固件。

這種涂覆方法對于由高熔點基底金屬制成的緊固件，例如由鋼或鈦合金制成的緊固件，特別適用。這些緊固件在大大高于涂層固化溫度的溫度下進行熱處理。結果在完成緊固件熱處理后進行的涂層的固化并不有害地影響已處理基底金屬的性能。

另一方面，鋁合金具有比鋼和鈦合金低得多的熔點，因而通常熱處理溫度低得多。以往并不用可固化涂層涂敷高強度鋁合金緊固件，因為據觀察，涂層的固化處理能有害地影響緊固件的強度。從而鋁合金緊固件比不固化處理的情況更易受腐蝕。另外，對于鈦合金和鋼，有機涂層的存在促進了緊固件的安裝。沒有涂層意謂著安裝鋁緊固件例如鉚釘必須使用液態密封化合物以便防止腐蝕。液態密封化合物典型地含有有毒成分，因而需要采取預防措施來保護使用它的人員并保護環境。它也骯臟難于操作，并可能需要用苛性化學溶液代價昂貴地清洗緊固件周圍的區域。

現在要求改進的方法來保護鋁基緊固件例如鉚釘。本發明滿足這種需要并進一步提供了相關的優越性。

本發明提供了一種鋁合金部件例如緊固件，更準確地鉚釘的制備方法。對于一個可熱處理部件，部件進行熱處理以具有好的機械性能并且也使用固化有機涂層保護。對于冷加工部件，涂層是在部件仍處于所需形變狀態下涂敷和固化的。涂層的涂敷并不有害影響部件的最終所需性能。完成本方法的附加成本在每個緊固件的未經保護的成本上增加遠不到百分之一。

根據本發明，鋁合金部件例如鉚釘或其它緊固件的制備方法包括下述步驟：提供一個不在其最終所需熱處理和機械狀態的鋁合金部件前驅體，提供一種可固化有機涂料。涂料含有的非揮發性部分主要是有機物并且涂料在大約鋁合金部件前驅體的熱處理溫度下可固化。該方法進一步包括：把有機涂料涂敷在鋁合金部件前驅體上；在熱處理溫度下把涂層鋁部件前驅體熱處理到其最終熱處理狀態，熱處理時間應足以把鋁熱處理到其最終所需熱處理和機械狀態，并同時固化有機涂層；制成部件。

當該方法用于高強度鋁緊固件例如鉚釘時產生了意外的出人意料的技術和成本優越效果。鋁合金緊固件呈現出由它本身或所需形變狀態經過熱處理所產生的完全所需強度。達到規定強度值很重要，因為鉚釘的用戶，例如飛機的客戶，不會允許犧牲機械性能以達到改善的耐腐蝕性。相反，過去他們既要求令人滿意的機械性能，也使用液態密封料以達到令人滿意的耐腐蝕性。另一方面在本方法中，部件既有令人滿意的機械性能；也有一個涂層來達到令人滿意的防腐蝕性。因而，在安裝根據本發明方法制備的緊固件的過程中不需在緊固件及緊固件在被鐓鍛之前插入的孔的接合面上施加液態密封料。

對于大型貨運機內的700,000以上的鉚釘，安裝方法不要求液態密封料可對每架飛機節省幾百萬美元的成本。不使用液態密封料也改善了緊固件安裝中的工作質量，因為不可能象施加液態密封料時那樣漏下一些緊固件。涂層緊固件比未涂層緊固件在使用過程中更耐腐蝕。

從下文優選實施例的更詳細描述連同附圖可明顯看出本發明的其它特性和優點，它們通過實施例描述了本發明的原理。

圖1是本發明方法第一個實施例的工藝流程圖。

圖2A是本發明方法第二個實施例的一種形式下的工藝流程圖。

圖2B是本發明方法第二個實施例的另一種形式下的工藝流程圖。

圖3是本發明方法第三個實施例的工藝流程圖。

圖4是用于連接兩個工件的凸頭鉚釘緊固件在鐓鍛前的簡要剖視圖。

圖5是用于連接兩個工件的頂鍛鉚釘緊固件在鐓鍛前的簡要剖視圖。