用于粘合于鑄造金屬的激光微調(diào)表面清潔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粘合第一構(gòu)件于鑄造金屬第二構(gòu)件，并且具體地涉及激光微調(diào)第二構(gòu)件的表面以便去除模制副產(chǎn)物和確保清潔粘合。
【背景技術(shù)】
[0002]參考圖1，在用于車輛的傳統(tǒng)變速器控制模塊中，通常使用密封劑16將塑料蓋10聯(lián)結(jié)于鑄鋁底板或外殼14的密封槽或表面12。經(jīng)常有關(guān)于因密封劑對(duì)鋁外殼的表面無(wú)粘性引起的泄漏進(jìn)入外殼的報(bào)道。圖1示出了相對(duì)于外殼16打開的蓋。如圖所示，雖然密封劑16粘合地聯(lián)結(jié)于塑料蓋10，但該密封劑16仍有從鋁外殼14的密封表面12剝落的趨勢(shì)。
[0003]分析表明鑄鋁的表面被脫模劑和/或模制過(guò)程中的熱降解副產(chǎn)物污染。該污染物可以引起粘合損失。試驗(yàn)似乎進(jìn)一步表明該污染物或與鑄鋁表面化學(xué)結(jié)合，或在具有超過(guò)600C的合金融化溫度的鑄造模制過(guò)程期間滲入鑄鋁的頂層。來(lái)自鑄件供應(yīng)方的通常的肥皂清洗，或甚至異丙醇(IPA)擦拭不能有效清除殘余脫模劑。更多侵蝕性的表面處理方法被用于查看它們?nèi)绾螌⑽廴疚飶蔫T鋁槽的表面有效地清除。結(jié)果顯示即使使用侵蝕性的溶劑(二氯甲烷10分鐘+己烷10分鐘)的超聲波清洗仍不是非常有效。此外，常規(guī)等離子或5X加強(qiáng)的等離子不能提供足夠清潔的表面以產(chǎn)生粘合性粘合。
[0004]試驗(yàn)也示出粘合性聯(lián)結(jié)于鋁表面可以通過(guò)極低速度的等離子或通過(guò)表面砂磨來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是，低速等離子方法(1 mm/sec)過(guò)于緩慢并且對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)不可行。使用較高的速度被發(fā)現(xiàn)不有效。砂磨(或噴丸處理，或噴砂處理)表面將最終在砂或金屬丸粒的表面上積聚污染物，這可能在使用該方法一段時(shí)間后交叉污染鋁表面。
[0005]因此，需要通過(guò)激光微調(diào)來(lái)去除鑄造金屬表面的頂層，以清潔該表面并確保密封劑粘合于已清潔的表面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于滿足上文所述的需求。依照實(shí)施例的原理，該目的通過(guò)將第一構(gòu)件聯(lián)結(jié)于第二構(gòu)件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。該方法提供了具有聯(lián)結(jié)表面的第一構(gòu)件。第二構(gòu)件由金屬材料模制從而具有被構(gòu)造和設(shè)置為聯(lián)結(jié)于聯(lián)結(jié)表面的表面。第二構(gòu)件的所述表面是被激光微調(diào)的以從第二構(gòu)件的表面去除材料和去除由模制第二構(gòu)件產(chǎn)生的副產(chǎn)物，由此限定第二構(gòu)件的清潔、激光微調(diào)的表面。密封劑被提供在聯(lián)結(jié)表面和清潔、激光微調(diào)的表面之間，并且與聯(lián)結(jié)表面和清潔、激光微調(diào)的表面接觸。密封劑被允許固化，以由此將第一構(gòu)件聯(lián)結(jié)于第二構(gòu)件。
[0007]本發(fā)明的其他目的、特征和特性，以及操作方法和結(jié)構(gòu)的相關(guān)元件的功能、部件的組合和制造經(jīng)濟(jì)性，將通過(guò)結(jié)合附圖考慮下文具體描述以及所附權(quán)利要求而變得更顯而易見，以上全部構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分。
【附圖說(shuō)明】
[0008]本發(fā)明將結(jié)合附圖，從下文關(guān)于其優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中被更好的理解，其中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)注相同的部件，其中:
圖1是傳統(tǒng)變速器控制模塊的一部分的視圖，示出了密封劑從鑄鋁外殼表面剝落并且粘合于塑料蓋；
圖2是圖1所示鑄鋁外殼的表面的局部放大圖，在根據(jù)實(shí)施例采用激光微調(diào)操作局部處理該表面后示出；
圖3是示出了根據(jù)實(shí)施例使用密封劑將塑料蓋聯(lián)結(jié)于鑄鋁外殼的激光微調(diào)的表面的橫剖面視圖；
圖4是示出了鑄鋁外殼表面未經(jīng)激光微調(diào)的試樣的拉力與鑄鋁外殼表面經(jīng)過(guò)激光微調(diào)的試樣的拉力對(duì)比的表格。
【具體實(shí)施方式】
[0009]參考圖2，根據(jù)實(shí)施例，由鑄鋁材料模制的構(gòu)件14 (例如外殼)的表面12的一部分在經(jīng)過(guò)激光微調(diào)(消融)以去除表面12的頂層并因此為外殼14提供了清潔、激光微調(diào)的表面12’之后示出。激光15在大約100 mm/sec,31 Amp并在大約9000 Hz的頻率下被操作以獲得表面12’。優(yōu)選的頻率范圍是5000至50000 Hz。激光微調(diào)的表面12’被提供在外殼14的外緣周圍或任何與密封劑16 (見圖1)接觸的位置。如圖2和3所示，激光微調(diào)限定了具有交替的峰18和谷20的波形表面12’。在實(shí)施例中，峰18和谷20優(yōu)選地實(shí)質(zhì)上以均勻的方式被限定在表面12’上。峰寬PW優(yōu)選地為20至200 μπι。谷寬VW優(yōu)選地為20至200 μπι?？傊本€距離D優(yōu)選地為40至400 yum。峰至谷的高度Η優(yōu)選地為40至400μπι。激光微調(diào)從表面12去除材料并因此去除脫模劑和/或熱降解副產(chǎn)物21或由模制鑄鋁外殼14的過(guò)程產(chǎn)生的污染物。
[0010]圖3示出了變速器控制模塊的一部分的橫剖面視圖，總體上以22標(biāo)出，該變速器控制模塊具有塑料蓋10形式的第一構(gòu)件的聯(lián)結(jié)表面23，使用密封劑16聯(lián)結(jié)于鑄鋁外殼14形式的第二構(gòu)件的表面12’。密封劑16優(yōu)選地是鉑固化硅膠粘合劑，例如DowCorning?3-6876，在 140C 下固化一小時(shí)。
[0011]盡管作為激光微調(diào)的表面12’的材料已被公開的鑄鋁材料需要為更好的粘合而被清潔，本文描述的激光微調(diào)可以應(yīng)用于鑄造或模制金屬或金屬合金的任何表面。如本文所使用的，“金屬”包括金屬合金。
[0012]參考圖2和圖3，將第一構(gòu)件10聯(lián)結(jié)于第二構(gòu)件14的方法向第一構(gòu)件10 (例如蓋)提供聯(lián)結(jié)表面23。第二構(gòu)件14(例如外殼)被提供從而由金屬材料模制并且具有被構(gòu)造和設(shè)置為聯(lián)結(jié)于聯(lián)結(jié)表面23的表面12。激光微調(diào)過(guò)程在第二構(gòu)件14的表面12上實(shí)施，以從第二構(gòu)件的表面去除材料和由模制第二構(gòu)件產(chǎn)生的副產(chǎn)物，由此限定第二構(gòu)件的清潔、激光微調(diào)的表面12’。密封劑16被提供在聯(lián)結(jié)表面23和激光微調(diào)的表面12’之間并與所述聯(lián)結(jié)表面23和激光微調(diào)的表面12’接觸。密封劑16被允許或被引起固化，從而將第一構(gòu)件10聯(lián)結(jié)于第二構(gòu)件14。
[0013]圖4是示出了處理1的試樣1-3的拉力的表格，處理1是鑄鋁外殼14的傳統(tǒng)的、未清潔的(未激光微調(diào)的)表面12。處理1的平均拉力是4.8 lbs。處理2示出試樣1-3的拉力，其中鑄鋁外殼的表面12’根據(jù)本實(shí)施例經(jīng)過(guò)激光微調(diào)且因此已清潔。由于表面12’是清潔的并因此沒(méi)有模制副產(chǎn)物，處理2的平均拉力為大約92.7 lbs.，與處理1相比有顯著的提高。
[0014]用于限定清潔表面12’的激光微調(diào)(在約100 mm/sec)是非常快速的并因此可以在大規(guī)模生產(chǎn)中使用。而且，由于不使用砂或丸粒來(lái)提供清潔表面12’，可以不存在交叉污染，并且也不需要如在噴丸處理過(guò)程中那樣清潔丸粒。激光微調(diào)徹底地清潔聯(lián)結(jié)表面以產(chǎn)生粘合性聯(lián)結(jié)表面12’，而肥皂或溶劑清洗不能足夠地清潔該表面。激光微調(diào)過(guò)程也易于實(shí)施，并且與替代的表面清潔方法相比更廉價(jià)。
[0015]盡管變速器控制模塊22在本實(shí)施例中被公開，但所述清潔、激光微調(diào)的表面12’可以被提供在鑄造金屬表面需要被清潔并聯(lián)結(jié)于另一構(gòu)件的表面的任何裝置中。
[0016]前述的優(yōu)選實(shí)施例被示出和描述是出于闡明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和功能原理以及闡明實(shí)施該優(yōu)選實(shí)施例的方法的目的，并且在不背離這種原理的情況下進(jìn)行改變。因此，本發(fā)明包括包含在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的全部改型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種將第一構(gòu)件聯(lián)結(jié)于第二構(gòu)件的方法，所述方法包括以下步驟: 提供具有聯(lián)結(jié)表面的第一構(gòu)件， 提供由金屬材料模制的第二構(gòu)件，從而具有被構(gòu)造和設(shè)置為聯(lián)結(jié)于所述聯(lián)結(jié)表面的表面， 激光微調(diào)第二構(gòu)件的表面以從第二構(gòu)件的表面去除材料并去除由模制第二構(gòu)件產(chǎn)生的副產(chǎn)物，從而限定第二構(gòu)件的清潔、激光微調(diào)的表面， 提供密封劑于所述聯(lián)結(jié)表面和所述清潔、激光微調(diào)的表面之間并使所述密封劑與所述聯(lián)結(jié)表面和所述清潔、激光微調(diào)的表面接觸，以及 允許所述密封劑固化以由此將第一構(gòu)件聯(lián)結(jié)于第二構(gòu)件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一構(gòu)件作為蓋被提供，并且所述第二構(gòu)件作為用于車輛的變速器控制模塊的外殼被提供。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述蓋由塑料材料構(gòu)成，并且所述外殼是鑄鋁。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中激光微調(diào)的步驟在大約100mm/sec的微調(diào)速度下使用激光。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述激光微調(diào)的步驟在大約5000至50000Hz的頻率下操作激光。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中去除副產(chǎn)物的所述激光微調(diào)的步驟從第二構(gòu)件的表面去除至少脫模劑。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中去除副產(chǎn)物的所述激光微的調(diào)步驟從第二構(gòu)件的表面去除熱降解污染物。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述激光微調(diào)的步驟在所述清潔、激光微調(diào)的表面中限定多個(gè)交替的峰和谷。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述峰和谷實(shí)質(zhì)上以均勻的方式被限定。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中每個(gè)峰寬是大約20至200μ m，每個(gè)谷寬是大約20至200 μ m，并且從峰至谷的高度是大約20至200 μπι。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述密封劑作為鉑固化硅膠粘合劑被提供。
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于粘合于鑄造金屬的激光微調(diào)表面清潔方法。一種將第一構(gòu)件聯(lián)結(jié)至第二構(gòu)件的方法。所述方法提供具有聯(lián)結(jié)表面的第一構(gòu)件。第二構(gòu)件由金屬材料模制，從而具有被構(gòu)造和設(shè)置為被聯(lián)結(jié)于聯(lián)結(jié)表面的表面。第二構(gòu)件的表面被激光微調(diào)以從第二構(gòu)件的所述表面去除材料和去除由模制第二構(gòu)件產(chǎn)生的副產(chǎn)物，從而限定第二構(gòu)件的清潔、激光微調(diào)的表面。密封劑被提供在聯(lián)結(jié)表面和該清潔的、激光微調(diào)的表面之間并與所述表面相接觸。密封劑被允許固化以由此將第一構(gòu)件聯(lián)結(jié)于第二構(gòu)件。
【IPC分類】B23K26/352
【公開號(hào)】CN105479008
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510635272
【發(fā)明人】焦金保
【申請(qǐng)人】大陸汽車系統(tǒng)公司
【公開日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年9月30日
【公告號(hào)】DE102015217163A1, US20160100498