專利名稱：使用現(xiàn)場澆鑄的隔離器獲得的改進(jìn)的鎂部件電偶腐蝕保護(hù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及腐蝕防護(hù)領(lǐng)域。特別是，本發(fā)明涉及一種用于隔 離鎂部件從而防止發(fā)生電偶腐蝕的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽車車架和其它金屬結(jié)構(gòu)可能會使用多種材料的組合，以便獲得所希望的強(qiáng)度特征，同時還會降低重量。在這方面，即在希望將重量 最小化時，已公知的是在汽車車輛和其它結(jié)構(gòu)中使用鎂部件。如可以意識到的是與其它材料例如結(jié)構(gòu)型鋼相比，鎂具有極好的強(qiáng)度-重 量比。為了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，鎂部件常常與鋼或其它金屬的部件結(jié)合在 一起使用。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果鎂部件被保持與鋼或其它結(jié)構(gòu)材料 相接觸的話，那么鎂部件傾向于發(fā)生電偶腐蝕。電偶腐蝕是由于在所 述金屬之間存在相對電位差而造成的。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解 地典型地，給定金屬的標(biāo)準(zhǔn)電位是相對于氫電極的標(biāo)準(zhǔn)電位進(jìn)行定 義的，氫電極的標(biāo)準(zhǔn)電位被設(shè)定為零。然后，通過取各種金屬的標(biāo)準(zhǔn) 電位值之間的絕對差從而確定各種金屬之間的電位。更大的金屬間電 位差會產(chǎn)生更強(qiáng)烈地電偶腐蝕。如可以意識到地，鐵與鎂之間存在著相當(dāng)大的電位差，從而使得 在這些金屬之間的接觸區(qū)域中活潑地發(fā)生電偶腐蝕。已公知的是通 過放置具有大小在鎂部件與其它金屬部件之間的中間電位的隔離緩沖 金屬，可以降低腐蝕電位。過去，所使用的緩沖金屬以鋁板和插件的 形式存在，所述鋁板和插件在鎂部件與鋼或其它結(jié)構(gòu)金屬部件之間提 供間隔.所述板典型地采用粘合劑結(jié)合技術(shù)進(jìn)行附接，同時插件采用 壓入技術(shù)進(jìn)行施加。雖然這些現(xiàn)有技術(shù)防護(hù)系統(tǒng)具有一定的功能性， 但是所施加的粘合劑和壓入的結(jié)構(gòu)可能易于脫開。另外，施加工藝自 身可能是費(fèi)時費(fèi)力的
發(fā)明內(nèi)容
通過加入在鎂部件的澆鑄過程中采用冶金結(jié)合的方式被固定在鎂 部件內(nèi)適當(dāng)位置處的由緩沖材料制成的隔離器，本發(fā)明提供了優(yōu)于現(xiàn) 有技術(shù)實(shí)踐方式的優(yōu)點(diǎn)和/或其它可選方式。這些現(xiàn)場澆鑄的隔離器由 具有大小處于鎂與鐵基金屬之間的絕對電位差的特征的材料制成。另 外，形成所述隔離器的材料可被冶金結(jié)合在鎂內(nèi)，


下面結(jié)合構(gòu)成本說明書一部分的附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，從 而對本發(fā)明的原理進(jìn)行解釋說明，在所述附圖中示出了本發(fā)明的多個典型實(shí)施例，其中圖1是具有橫穿表面被固定在適當(dāng)位置處的現(xiàn)場澆鑄的隔離器板 的鎂或鎂合金零件的剖切示意圖；圖2示出了具有與不同金屬結(jié)構(gòu)相接觸的圖1所示隔離器板的鎂 或鎂合金零件；圖3示出了具有現(xiàn)場澆鑄的緩沖金屬通孔插件的鎂或鎂合金零件；和圖4是與圖3所示相似的視圖，圖中示出了以延伸穿過所述插件 的螺栓的形式存在的連接器。雖然典型實(shí)施例已被圖示出并且如上所述被描述到，并且在下文 中將結(jié)合一定潛在優(yōu)選的工序和實(shí)踐方式對其進(jìn)行描述，但是應(yīng)該理 解和意識到本發(fā)明絕不受到在此所示和所描述的這些實(shí)施例、工序 或?qū)嵺`方式的限制。相反地，本發(fā)明旨在延伸至如可以包括落入本發(fā) 明的真實(shí)精神和范圍內(nèi)的廣義原理的所有可選方式和變型.具體實(shí)施方式
下面參見本發(fā)明的附圖，在各個附圖中盡可能地使用相應(yīng)的附圖 標(biāo)號表示相似的元件。圖l是示出了具有橫穿鎂或鎂合金部件12的以金屬-金屬冶金結(jié) 合關(guān)系被固定住的隔離器板結(jié)構(gòu)14的鎂或鎂合金部件12的示意圖， 如圖中所示，隔離器板結(jié)構(gòu)14包括面板部分16和以鎖定關(guān)系延伸進(jìn) 入鎂或鎂合金部件12中且在支腳元件與鎂或鎂合金部件12之間形成 表面—表面結(jié)合的支腳元件18的布置.根據(jù)一種預(yù)期和潛在優(yōu)選的實(shí)踐方式，腐蝕隔離器結(jié)構(gòu)14在澆鑄 合金部件12的過程中可被固定在鎂或鎂合金部件12上面適當(dāng)?shù)奈恢?處。根據(jù)該實(shí)踐方式，預(yù)成型的腐蝕隔離器結(jié)構(gòu)14被放置在模具中且 鎂或鎂合金部件12是位于支腳部分18周圍的澆鑄件。這種澆鑄作業(yè) 在腐蝕隔離器結(jié)構(gòu)14與鎂或鎂合金部件12之間提供了大致連續(xù)的冶 金結(jié)合，而不需要使用中間粘合劑。在這方面，應(yīng)理解術(shù)語"冶金 結(jié)合"指的是通過與隔離器結(jié)構(gòu)14的表面相接觸的鎂或鎂合金部件12 發(fā)生固化從而使得在鎂或鎂合金部件12與隔離器結(jié)構(gòu)14之間的界面 處至少部分地存在原子遷移而形成的結(jié)合。如前文中所述，腐蝕隔離器結(jié)構(gòu)14優(yōu)選由比鎂或鎂合金部件12 陽極性更弱的材料形成。同時，所希望的是避免在形成腐蝕隔離器 結(jié)構(gòu)14的材料與鎂或鎂合金部件12之間存在顯著的電位差。另外， 所希望的是腐蝕隔離器結(jié)構(gòu)14與鎂或鎂合金部件12形成較強(qiáng)的冶 金結(jié)合。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由鋁或鋁基合金形成的腐蝕隔離器結(jié)構(gòu)14可滿足 這些要求。當(dāng)然，還可預(yù)期到的是如果需要的話，同樣可以使用提 供電偶腐蝕隔離同時結(jié)合到鎂或鎂合金部件12上的其它材料。特別是， 預(yù)期同樣可以使用涂覆有鋁合金或其它緩沖金屬的鋼。還預(yù)期腐蝕隔 離器結(jié)構(gòu)14可以提供腐蝕隔離功能的涂覆有陶瓷的金屬或其它材料的 形式存在。如可意識到地，在零件澆鑄作業(yè)過程中通過冶金結(jié)合被保持處于 適當(dāng)位置處的腐蝕隔離器結(jié)構(gòu)的應(yīng)用具有許多有益效果。具體而言， 所述現(xiàn)場澆鑄的隔離器被固定在適當(dāng)位置處，由此基本上避免在裝運(yùn) 和/或組裝作業(yè)過程中產(chǎn)生位移的可能性.另外，在腐蝕隔離器結(jié)構(gòu)與 鎂或鎂合金部件之間形成基本上均勻和連貫的界面結(jié)合。據(jù)信由此減 小了潮氣遷移的可能性。最后，通過將腐蝕隔離器結(jié)構(gòu)澆鑄在適當(dāng)位 置處，可保持相當(dāng)程度的尺寸控制。與在腐蝕隔離器結(jié)構(gòu)中所使用的構(gòu)型或材料無關(guān)，這種結(jié)構(gòu)應(yīng)在 鎂或鎂合金部件12與由具有明顯更大的相對電位水平的材料形成的其 它結(jié)構(gòu)之間提供明顯的隔離作用。圖2示出了由腐蝕隔離器結(jié)構(gòu)提供 的隔離功能的簡化視圖。如圖中所示，前文中所述的現(xiàn)場澆鑄的腐蝕 隔離器結(jié)構(gòu)被定位，從而使得面板部分16在鎂或鎂合金部件12與相 對于鎂或鎂合金部件12存在明顯的電偶電位差的上覆結(jié)構(gòu)如鋼或其它 材料之間提供了隔離阻障。雖然鐵基材料例如鋼可能是最普通的與鎂 或鎂合金部件12隔離開的材料，但是預(yù)期的系統(tǒng)還可用于將相對于鎂 或鎂合金部件12而言為陰極性的幾乎任何其它材料隔離開。雖然，圖2所示的布置中示出了位于并置結(jié)構(gòu)之間的阻障，但是 同樣可以預(yù)期當(dāng)前的發(fā)明類似地適用于在鎂或鎂合金部件12與可能 被部分地或完全地插入穿過這些部件的結(jié)構(gòu)之間提供腐蝕隔離。僅通 過實(shí)例的方式，圖3是示出了具有以至少部分地延伸穿過鎂或鎂合金 部件112的套筒的形式存在的腐蝕隔離器結(jié)構(gòu)114的鎂或鎂合金部件 112的簡化剖視圖。根據(jù)一種潛在優(yōu)選的實(shí)踐方式，在澆鑄鎂或鎂合金 部件112的過程中，腐蝕隔離器結(jié)構(gòu)114被預(yù)制成型并且被放置在模 具中。如前文中所述，這樣就在鎂或鎂合金部件112與形成腐蝕隔離 器結(jié)構(gòu)114的套筒之間提供了明顯連續(xù)的冶金結(jié)合。如圖中所示，形成腐蝕隔離器結(jié)構(gòu)114的套筒優(yōu)選包括略微突出 到鎂或鎂合金部件112的表面之上的直徑增大的頭部部分116。形成腐 蝕隔離器結(jié)構(gòu)114的套筒還優(yōu)選包括在套筒內(nèi)部與鎂或鎂合金部件112 之間形成連續(xù)阻障的突出的本體部分118。如圖4中所示，形成腐蝕隔離器結(jié)構(gòu)的套筒可被用以在鎂或鎂合 金部件112與插入部件120例如鋼制螺栓或被插入穿過鎂或鎂合金部 件112的其它緊固元件之間提供顯著的電偶腐蝕隔離作用。如圖中所 示，螺栓本體和螺栓頭部基本上不與鎂或鎂合金部件112產(chǎn)生接觸， 由此避免產(chǎn)生電偶腐蝕。當(dāng)然，應(yīng)該理解形成腐蝕隔離器結(jié)構(gòu)114 的材料可以是如前文中所述的相對于表面板結(jié)構(gòu)的材料中的任何一種 材料。應(yīng)該理解雖然已經(jīng)結(jié)合潛在優(yōu)選的實(shí)施例、構(gòu)造和工序?qū)Ρ景l(fā) 明作出了圖示和描述，但是這些實(shí)施例、構(gòu)造和工序僅是示例性和典 型的并且本發(fā)明并不限于此。在這一點(diǎn)上，本發(fā)明絕不應(yīng)被解釋為受 到已示出的典型板和套筒結(jié)構(gòu)的限制.而是，應(yīng)該想象到本發(fā)明應(yīng) 延伸至體現(xiàn)出本發(fā)明原理的所有變型和變化，其中使用了現(xiàn)場澆鑄的 隔離器。
權(quán)利要求
1、一種為鎂或鎂合金部件提供電偶腐蝕保護(hù)的方法，所述方法包括以下步驟(a)提供至少一個預(yù)成型的電偶腐蝕隔離器；以及(b)將鎂或鎂合金部件澆鑄在所述電偶腐蝕隔離器的一部分的周圍的適當(dāng)位置處，所述電偶腐蝕隔離器包括至少一個以現(xiàn)場澆鑄的冶金結(jié)合關(guān)系至少部分地固定在鎂或鎂合金部件內(nèi)的第一表面，和至少一個限定出接觸結(jié)構(gòu)的接觸表面的第二表面，并且其中所述電偶腐蝕隔離器相對于鎂或鎂合金部件而言是陰極性的。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一表面包括至少一個 伸入鎂或鎂合金部件中的支腳部分。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第二表面包括表面板部分。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中多個支腳部分遠(yuǎn)離表面板部 分延伸進(jìn)入鎂或鎂合金部件中。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述電偶腐蝕隔離器包括套 筒插件結(jié)構(gòu)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述電偶腐蝕隔離器由選自 包括鋁、鋁合金、涂覆有鋁合金和陶瓷的鐵類金屬的物質(zhì)組中的至少 一種材料形成。
7、 一種為鎂或鎂合金部件提供電偶腐蝕保護(hù)的方法，所述方法包 括以下步驟(a) 提供至少一個大致包括鋁合金的預(yù)成型的電偶腐蝕隔離器；以及(b) 將鎂或鎂合金部件澆鑄在所述電偶腐蝕隔離器的一部分的周圍 的適當(dāng)位置處，所述電偶腐蝕隔離器包括至少一個以現(xiàn)場澆鑄的冶金結(jié)合關(guān)系至 少部分地固定在鎂或鎂合金部件內(nèi)的第一表面，和至少一個限定出接 觸結(jié)構(gòu)的接觸表面的第二表面，并且其中所述電偶腐蝕隔離器相對于 鎂或鎂合金部件而言是陰極性的。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第一表面包括至少一個伸入鎂或鎂合金部件中的支腳部分。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第二表面包括表面板部分。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中多個支腳部分遠(yuǎn)離表面板 部分延伸進(jìn)入鎂或鎂合金部件中.
11、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述電偶腐蝕隔離器包括 套筒插件結(jié)構(gòu)。
12、 一種采用根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法形成的鎂或鎂合金部件， 從而使得所述電偶腐蝕隔離器以冶金結(jié)合關(guān)系至少部分地被固定在鎂 或鎂合金部件內(nèi)，并且其中所述電偶腐蝕隔離器相對于鎂或鎂合金部 件而言是陰極性的。
13、 一種采用根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法形成的鎂或鎂合金部件， 從而使得所述電偶腐蝕隔離器以冶金結(jié)合關(guān)系至少部分地被固定在鎂 或鎂合金部件內(nèi)，并且其中所述電偶腐蝕隔離器相對于鎂或鎂合金部 件而言是陰極性的。
全文摘要
鎂或鎂合金部件具有在澆鑄鎂或鎂合金部件的過程中通過冶金結(jié)合被固定在適當(dāng)位置處的電偶腐蝕保護(hù)隔離器。所述隔離器由具有以下特征的材料形成，所述特征為絕對電位差在鎂與接觸金屬部件之間。
文檔編號C23F13/00GK101153399SQ20071016131
公開日2008年4月2日 申請日期2007年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日
發(fā)明者A·K·薩奇德夫, M·W·費(fèi)呂布魯吉, 羅愛華 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司