用于防腐的热喷涂的制作方法
【专利摘要】公开了一种用于防腐的热喷涂。一种用于涂覆防腐层进而保护组件的方法。在一个实施例中，提供了一种耐腐蚀总成，包括：第一金属组件，与第二金属组件接合；接合界面，位于第一金属组件与第二金属组件之间；防腐层，覆盖接合界面的至少一部分，防腐层包括铝或锌。防腐层(CPL)可通过诸如热喷涂的喷涂工艺涂覆。CPL可以是非结构性涂层并可由工业纯铝(例如，至少99wt.％)形成。例如，当组件使用卷边锁止而接合时，CPL可在两个组件之间的接合界面处形成密封。CPL还可涂覆到新加工的表面上，例如切割表面和冲压表面，以防止或减少腐蚀。
【专利说明】
用于防腐的热喷涂
技术领域
[0001] 本公开涉及一种用于防腐的热喷涂，例如，铝热喷涂。
【背景技术】
[0002] 金属组件在暴露于某些环境(诸如高湿度或高盐度的环境)时会腐蚀。钢质车辆组 件如果暴露于室外环境，尤其是如果没有喷漆或喷漆被去掉时，会生锈。为了降低车辆重 量，一些钢质汽车组件已经被铝质组件替代。虽然铝不会像铁或钢那样生锈，但是它在一些 环境下会被氧化或腐蚀。铝腐蚀会引起氧化铝的形成，这会导致具有白色、粉末状的外观。 如果铝质组件(诸如车辆组件)被喷漆，底层铝的腐蚀会导致喷漆剥落、破裂、冒泡、起泡。
【发明内容】
[0003] 在至少一个实施例中，提供了一种耐腐蚀总成，包括:第一金属组件，与第二金属 组件接合;接合界面，位于第一金属组件与第二金属组件之间；防腐层，覆盖接合界面的至 少一部分，防腐层包括铝或锌。
[0004] 在一个实施例中，第一金属组件可包括凸缘，所述凸缘可围绕第二金属组件的边 缘弯曲以在第一金属组件和第二金属组件之间形成接合部。接合部可包括形成在第一金属 组件的末端与第二金属组件之间的接合界面。在另一实施例中，防腐层可沿接合界面的一 部分在第一金属组件和第二金属组件之间形成密封。防腐层可具有0.1至2.Omm的平均厚 度，并可包括至少99. Owt. %的错。。
[0005] 在一个实施例中，第一金属组件和第二金属组件可以是金属板。第一金属组件可 以是6XXX系列铝合金，第二金属组件可以是5XXX或7XXX系列铝合金。第一金属组件和第二 金属组件可均由铝合金形成，且防腐层可由至少99wt. %的铝形成。在一个实施例中，第一 金属组件可以是外车身面板，第二金属组件可以是内车身面板，且第一金属组件可卷曲到 第二金属面板以形成接合界面。
[0006] 在至少一个实施例中，提供了一种增大总成的耐腐蚀性的方法，包括:将防腐层热 喷涂到第一金属组件和第二金属组件之间的接合界面的至少一部分上，防腐层包括铝或 锌。
[0007] 热喷涂防腐层的步骤可包括将源材料加热至其熔点温度或高于其熔点的温度。或 者热喷涂防腐层的步骤可包括冷喷涂，在冷喷涂中，用于防腐层的源材料在喷涂过程期间 不会被加热至其熔点温度或高于其熔点的温度。在一个实施例中，将防腐层热喷涂到接合 界面的所述至少一部分上的操作包括沿接合界面的一部分在第一金属组件和第二金属组 件之间形成密封。热喷涂防腐层的步骤可包括喷涂包括至少99wt. %铝的涂层。热喷涂步骤 可包括喷涂具有0.1 mm至2. Omm的平均厚度的防腐层。防腐层可喷涂到接合界面上而不用事 先清理接合界面或从接合界面去除材料。
[0008] 在一个实施例中，热喷涂步骤可包括将防腐层喷涂到第一金属组件和第二金属组 件之间的接合界面的至少一部分上，其中，第一金属组件包括围绕第二金属组件的边缘弯 曲的凸缘，以在第一金属组件和第二金属组件之间形成包括接合界面的接合部。所述方法 还可包括在热喷涂步骤之前，围绕第二金属组件的边缘弯曲第一金属组件的凸缘，以在第 一金属组件和第二金属组件之间形成接合部，所述接合部包括接合界面。
[0009] 在至少一个实施例中，提供了一种增大金属板组件的耐腐蚀性的方法，包括将防 腐层热喷涂到铝质金属板组件的切割表面、打磨表面或接合界面。防腐层可包括至少 99. Owt. %的铝并可具有0.1至2. Omm的平均厚度。
【附图说明】
[0010] 图1是包括内车身面板和外车身面板的车辆罩(hood)的前部的透视图；
[0011] 图2是图1的车辆罩的后部的俯视平面图；
[0012] 图3是图2的车辆罩的后部的剖视图；
[0013] 图4是图2的车辆罩的后部的另一剖视图；
[0014] 图5是根据实施例的图1的车辆罩的前部的透视图，其中车辆罩具有涂覆到卷边锁 止接合部(hem-lock joint)上的防腐层；
[0015] 图6是根据实施例的图2的车辆罩的后部的俯视平面图，其中车辆罩具有涂覆到卷 边锁止接合部上的防腐层；
[0016] 图7是根据实施例的图3的车辆罩的后部的剖视图，其中车辆罩具有涂覆到卷边锁 止接合部上的防腐层；
[0017] 图8是根据实施例的图4的车辆罩的后部的剖视图，其中车辆罩具有涂覆到卷边锁 止接合部上的防腐层；
[0018] 图9是用于制造包括防腐层的一个组件或多个组件的方法的流程图；
[0019] 图10是包括涂覆防腐层的用于修理一个组件或多个组件的方法的流程图；
[0020] 图11和图12是在其上涂覆有工业纯铝防腐层并对其进行腐蚀测试的6111铝合金 (图11)和6022铝合金(图12)的面板完成测试时的图像；
[0021] 图13和图14是在其上涂覆有工业纯锌防腐层并对其进行腐蚀测试的6111铝合金 (图13)和6022铝合金(图14)的面板完成测试时的图像。
【具体实施方式】
[0022] 根据需要，在此公开本发明的详细实施例；然而，应当理解，公开的实施例仅为可 以以各种和可替代的形式实施的本发明的示例。附图不一定按比例绘制；一些特征可被放 大或缩小以显示特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限 制，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种形式使用本发明的代表性基础。
[0023]如上所述，在一些汽车或车辆组件中铝已经取代钢，以降低重量并提高燃料经济 性。虽然铝及其合金不会生锈，但是它们在一些环境下却会腐蚀。高湿度或高盐度会引起腐 蚀或使其更快地发生。此外，一个铝质组件可能会附连到具有不同成分的其它铝质组件，或 位于所述其它铝质组件附近。例如，由6XXX系列铝合金形成的外车身面板可附连到由5XXX 或7XXX系列铝合金形成的内车身面板。5XXX系列铝合金具有作为其主要合金元素的镁，而 6XXX系列铝合金具有作为其主要合金元素的镁和硅。7XXX系列铝合金具有作为其主要合金 元素的锌以及镁和铜。与5XXX系列铝合金相比，6XXX系列铝合金的铜含量还可增大。当不同 的金属电接触并且存在电解质时，可能会发生电偶腐蚀。
[0024] 因此，在可能会遇到湿气或盐并保持与它们接触的地区，铝质车辆组件可能会受 到腐蚀，尤其是还存在两种不同的合金时。这可能会在裂缝、凹坑、开口或者允许水或盐聚 集的其他区域发生。例如，车身面板可使用卷边锁止或卷边接合而彼此附连，其中，一个面 板的凸缘围绕另一个面板的边缘弯曲并在力的作用下卷曲（crimp)。这种卷曲过程会在两 个面板上或两个面板之间产生小的开口、底切、唇缘或者其他凹坑或间隙。这种凹坑或间隙 会使水或盐接触铝质面板并与它们长时间保持接触。长期接触水和/或盐会导致车身面板 腐蚀，这随后会导致漆层的粘附性变差或开始剥落、冒泡或起泡。
[0025] 除了孔、间隙、凹坑等，铝质组件的其他区域也会受增加的腐蚀电位的影响。已被 粗糙化（例如通过打磨）的表面会显示出增大的腐蚀。这是由于铝质组件的防护 (pacifying)层的去除或者由于适于氧化的表面区域的增大而导致的。类似地，新暴露于环 境的区域会显示出增大的腐蚀。例如，暴露的机加工表面(例如切割边缘或冲压孔边缘)会 比组件的其余部分被更快地腐蚀。这也是由于铝质组件的防护层的去除或者新形成的表面 适于氧化而导致的。
[0026] 参照图1至图8,提供了防护涂层和用于涂覆涂层的方法。涂层可防止或减少铝质 组件的腐蚀。在至少一个实施例中，组件可能处于腐蚀的高风险下，例如，它们可被粗糙化 或具有新暴露的表面或者它们可以以形成孔、间隙、凹坑(湿气和/或盐会聚集于此)等的方 式接合(例如卷边接合)到另一组件。组件可以是汽车或车辆组件，然而，涂层可在任何领域 中被涂覆到组件上，以防止或减少腐蚀。
[0027]防止或减少腐蚀可包括向组件涂覆防腐层。防腐层可覆盖整个组件或组件的一部 分。例如，防腐层可覆盖组件的具有高腐蚀风险的部分，诸如被粗糙化的部分或具有新暴露 的表面(例如，切割或冲压表面)的部分，或者它可覆盖两个或更多个组件之间的接合部(例 如，形成孔、间隙、凹坑的接合部，例如卷边接合部）。在至少一个实施例中，组件可由铝或铝 合金形成。组件可由任何合适的铝合金(诸如，5XXX、6XXX或7XXX系列铝合金)形成。组件可 具有任何形状或形状系数(form-factor)，例如钢板、铸铝合金、型材或液压成形组件。虽然 在此组件被描述为由铝形成，但是组件还可由诸如铁、钢或钛的其他金属形成。
[0028]如上所述，5XXX系列合金具有作为其主要合金元素的镁，而6XXX系列合金具有作 为其主要合金元素的镁和硅。7XXX系列铝合金具有作为其主要合金元素的锌。如果防腐层 被涂覆到两个组件的接合部或其他配合表面，则组件均可以是铝质组件。组件可具有相同 的成分或者它们可以是不同的。例如，外车身面板可由6XXX系列铝合金形成而内车身面板 可由5XXX或7XXX系列铝合金形成。然而，这仅是示例，任一面板都可由5XXX、6XXX或7XXX系 列铝合金形成。面板可通过卷边锁止而接合在一起，这会产生使湿气和/或盐聚集于此并促 进腐蚀的孔、间隙、凹坑等。虽然在上文中组件被描述为由铝或铝合金形成，但是组件可由 易受腐蚀影响的任何金属形成。例如，组件可由铁、钢、钛或其合金形成。
[0029]防腐层(CPL) 16可由至少与被覆盖或保护的材料或组件同样耐腐蚀的任何材料形 成。在一个实施例中，防腐层可由纯铝或铝合金形成。术语"纯铝"可指100%纯铝或"工业 纯"铝，"工业纯"铝可通常被理解为至少99wt · % (质量百分比）铝（例如，至少99 · 0、99 · 5、 99.9wt. % )。工业纯铝合金的示例包括1100系列。在另一实施例中，防腐层16可由低合金铝 (例如，IXXX、2XXX、3XXX、4XXX、5XXX、6XXX或7XXX系列的低合金铝）形成。例如，CPL 16可由 铝-锰系列（3XXX)合金或铝-镁系列（5XXX)合金形成。CPL 16可由包括至少90wt.%或至少 95wt. %铝的铝合金形成。在另一实施例中，CPL可匹配或大体上匹配被覆盖或保护的组件 的成分。除了铝以外或替代铝，CPL 16可使用其他材料。例如，可使用诸如锌的其他金属。与 铝质CPL 16类似，锌可以是纯锌或锌合金。术语"纯锌"可以指100%纯锌或"工业纯"锌，"工 业纯"锌可通常被理解为至少99wt. %锌(例如，至少99.0、99.5、99.9wt. % )。对于将被覆盖 的区域很小或不考虑成本的应用，可使用诸如钌、铑、钯、银、锇、铱、铂或金的惰性金属或贵 金属。与上述铝和锌类似，这些元素可以是纯的(或工业纯)或合金形式。
[0030] 防腐层可使用任何适宜的工艺涂覆到组件上。在至少一个实施例中，CPL16可使用 喷涂工艺涂覆。喷涂工艺可以是热喷涂工艺。通常，热喷涂是将源材料喷涂到表面上的涂覆 工艺。源材料可以被融化/加热或者可以是"冷的"使其在整个过程期间保持固体状态。在加 热过程中，可使用电源（例如，等离子或电弧)或以化学方式（例如，燃烧)加热源材料或给 料。
[0031] 相对于其他涂覆工艺(例如，电镀、物理和化学气相沉积)而言，热喷涂能够形成相 对宽范围的涂层厚度，从微米到毫米，并能够以高沉积速率覆盖相对大的区域。能被热喷涂 的材料可包括金属、合金、陶瓷、塑料和复合材料。在热喷涂工艺期间，源材料可被加热至液 态或软化的/可塑状态，并朝向将要涂覆的表面加速。源材料开始可作为粉末或作为线材 (单个或多个)并可作为颗粒或液滴(例如微米级颗粒/液滴)朝向表面加速。在源材料融化 或加热的工艺中，热源可包括燃烧或电弧放电。在源材料未被加热或者未加热至其熔点或 其附近(例如，冷喷涂）的工艺中，颗粒通过载气加速至非常高的速度。在足够的动能下固体 颗粒冲击表面以塑性变形并机械结合到组件。在热喷涂工艺期间，喷涂的颗粒累积并堆积 在表面上以形成涂层。涂层可以是连续的无孔的并可具有均匀的或非均匀的厚度。热喷涂 包括多个特定的变型，任何一个变型都适于形成所公开的CPL 16。例如，热喷涂可包括等离 子喷涂、爆炸喷涂、电弧喷涂、火焰喷涂、高速氧-燃料涂层喷涂(HVOF)、暖喷涂或冷喷涂。
[0032] 虽然金属喷涂系统根据使用的特定类型而变化，但它们通常包括类似的组件。热 喷涂系统可包括喷炬或喷枪，其可包括使源材料的颗粒融化和/或加速的组件。该系统还可 包括送料部或料斗、气体和/或液体供应部和/或载气，送料部或料斗用于供应粉末或线材 源材料，气体和/或液体供应部用于产生火焰或等离子射流，载气用于承载粉末。该系统可 包括机器人，用于控制和操作喷炬/喷枪和/或用于移动/保持将要涂覆的组件。热喷涂工艺 可在开放的或封闭的环境(例如室内）下执行。该工艺可以在环境空气中、惰性气体气氛(例 如，氩气或氮气或其混合物）中、低压下或真空中执行。热喷涂工艺可由一个或更多个计算 机控制。在至少一个实施例中，热喷涂工艺可添加或合并到装配线或生产线中，例如汽车或 车辆装配线。
[0033] 参照图1至图8,所公开的防腐层16可涂覆到汽车组件12或组件12、14上。例如，CPL 16可涂覆到已经被粗糙化(例如通过打磨)或具有新暴露的表面(例如通过切割或冲压）的 组件的区域上。此外，CPL 16可涂覆到以可能会形成孔、间隙、凹坑、洞等(湿气和/或盐会在 此处聚集)的方式(例如卷边锁止或其他卷曲接合)接合在一起的组件上。虽然参照汽车组 件示出和描述CPL 16和方法，但是可类似地处理任何领域中的组件。
[0034]图1至图4示出了车辆罩10,其中，外面板14通过卷边锁止或接合部18而附连到内 面板12。如此处使用的，卷边锁止是诸如面板或板材的两个组件之间的一种接合类型，其 中，一个组件的边缘或凸缘围绕另一个组件的边缘或凸缘弯曲并卷曲到另一个组件的边缘 或凸缘上。如图1至图4所示，外面板14的凸缘20可围绕内面板12的边缘22弯曲并卷曲到边 缘22上。凸缘20可处在外面板14的末端。虽然所示出的外面板14围绕内面板12的边缘卷曲， 但是接合部18还可以在相反的构造(例如，内面板围绕外面板卷曲）下产生。接合部18可包 括两个组件12、14之间的接合界面19。接合界面可包括两个组件在此处接合的表面。对于通 过卷边锁止接合的两个组件12、14,接合界面19可包括凸缘20的末端在此处接触内面板12 的部分19'。部分19'还可被描述为接合部18的暴露部分19'（例如，暴露于空气或环境）。部 分19'可包括上面或下面描述的腐蚀物质会驻留于其中的间隙、凹坑、孔等。可应用粘合剂 以进一步接合两个面板。如图1所示，车辆罩中还可包括孔或开口，例如孔24,其可以是用于 车辆罩支柱的开口。这些孔可（例如)通过冲压机加工而成，并且可形成组件12中的新表面 26 〇
[0035]在汽车工业中，某些车辆部件可包括内组件和外组件，内组件提供某些功能而外 组件提供改善的外观。内组件和外组件(例如图1至图4中的面板)可由相同或不同的材料形 成。在一个实施例中，组件两者可由相同的或不同的铝合金形成。例如，外面板可由6XXX(例 如，6022、6111或6014)系列铝合金形成，且内面板可由5XXX或7XXX系列铝合金形成，反之亦 然。可选地，两个面板可由5XXX、6XXX或7XXX系列铝合金形成。
[0036]图5至图8示出了图1至图4中的组件具有涂覆于其上的防腐层16XPL16可覆盖位 于内车身面板和外车身面板之间的一部分或全部(或大体上全部)卷边锁定接合部18和/或 接合界面19。在图5至图8中示出的实施例中，CPL16可以是沿接合部18和接合界面19延伸的 带状形式，然而，CPL 16可具有覆盖腐蚀风险增加的区域的任何适宜的形状或构造。除了沿 着接合部18和/或接合表面19的带状以外，CPL 16还可围绕图5所示的开口 24(可以是用于 车辆罩立柱的开口）的一部分或整个周长涂覆。如前所述，已经切割或冲压的表面可能更易 受腐蚀影响，因此，被冲压出的开口 24可在冲压表面26上或其周围接纳CPL 16。
[0037] 当（例如）使用卷边锁止接合内面板和外面板时，可在两个组件之间产生接缝、匹 配表面或接合界面19。在一些示例中，接缝可包括孔、间隙、凹坑、洞或两个组件未完全和/ 或未连续地彼此接触的其他区域。这些区域会允许水/湿气、盐或其他腐蚀物质聚集并与组 件相互作用。如所示出的，CPL 16可覆盖两个组件之间的接合部18和/或接合界面19的一部 分或全部，使得湿气、盐或其他腐蚀物质不能进入和/或驻留在两个组件之间的任何间隙、 凹坑、开口、孔等内。CPL 16可覆盖接合界面19的至少一部分19'（例如接合部的暴露部分）， 在该部分处凸缘20的末端接触内面板12。这可沿接合界面19的部分19'在内面板12和外面 板14之间形成密封。因此，该密封可防止腐蚀物质进入两个面板之间的任何开口或间隙。
[0038] CPL 16可具有均匀的或非均匀的厚度。对于相对一致的接合部18或均匀粗糙化的 表面，CPL 16可具有均匀或大体上均匀的厚度(例如厚度保持在平均值的±10%内）。如果 接合部18或表面是不规则的，例如，其某些区域具有较多或较大的间隙、孔等，则CPL 16可 以是不均匀的使得更多的防护材料可布置在具有较大间隙、孔等的区域中，以使CPL 16在 这些区域中更厚些。然而，这仅是示例，且可在需要时基于被覆盖的组件调节CPL 16的厚度 和均匀度。
[0039] CPL 16可具有适于为被覆盖的组件提供防护屏障的任何厚度。在一个实施例中， CPL 16可具有至少0.1mm的厚度，例如，至少0.3mm或至少0.5mm。在另一实施例中，CPL 16可 具有O . 1至5 . Omm或其内任何子集内的厚度。在一个实施例中，CPL 16可具有O . 1至3 . Omm、 0 · 1至2 · 0mm、0 · 1至1 · 5mm、0.1至1 · 2mm、0.1 至1 · 0mm、0 · 2至 1 · OmnuO · 3至 1 · 0mm、0 · 5至 1 · 0mm、 0 · 2至0 · &nm、0 · 3至0.8謹、0 · 3至0 · 7謹或大约0 · 5謹(例如，±0 · 1謹）的厚度。在此描述的厚 度可以是绝对厚度或平均厚度。
[0040] CPL 16可以是非结构性涂层，这样它不能(或不需要)为被覆盖的组件提供额外的 强度、刚度或其他机械性能。如上所述，CPL 16可相对薄些(例如，大约0.5mm)并可由相对软 的材料(例如，工业纯铝）形成。因此，CPL16的主要功能是防止被覆盖的组件腐蚀或减少腐 蚀。可在不洗涤、处理(例如，化学处理）、研磨、切割或打磨该组件或以其它方式准备组件或 从组件去除材料的情况下，将CPL 16涂覆到组件上。CPL 16可搭建被覆盖的表面并且可不 需要对被覆盖的表面进行任何平滑或打磨(feathering)。因为CPL 16可以是非结构性的， 所以降低或消除了对应力集中或扰乱被覆盖组件的形状或几何的关注。
[0041] 在CPL 16涂覆到基底或组件上之后，以与没有CPL 16的组件相同的方式对组件进 行典型的其他处理或制造步骤。例如，如果组件是汽车组件，例如具有内面板和外面板(例 如，如图1至图4所示）的车辆罩，则可在制造/装配过程期间，在一个或两个面板上的至少一 个表面处进行喷漆。喷漆工艺还可包括喷漆之前的预处理，例如酸性预处理。可使用与不具 有CPL 16的组件相同的工艺对CPL 16进行喷漆，且CPL 16可不会受预处理的影响（例如，不 会退化或消除）。
[0042] 参照图9,公开了使用防腐层形成耐腐蚀组件的方法的流程图100。在步骤102中， 将两个或更多个组件彼此接合或在一个或更多个组件上产生新表面。组件的接合可包括任 何接合方法，例如，卷边锁定、铆接、焊接、紧固件连接(例如，螺钉或螺栓)或其他。产生新表 面可包括粗糙化、打磨、研磨、切割、冲压或去除材料并使新表面26暴露于空气/环境的其他 加工工艺。如上所述，将两个或更多个组件接合在一起可产生允许诸如水和盐的腐蚀物质 长时间接触组件的间隙、孔、凹坑、开口等。类似地，在组件中产生新表面26可去除先前存在 的平整表面层，进而将组件暴露于空气/环境。
[0043]在步骤104中，将防腐层(CPL) 16涂覆到在步骤102中产生的接合部/接合界面或新 表面。可通过诸如热喷涂的喷涂工艺涂覆CPL 16。在一个实施例中，通过热喷涂(可以是热 或冷喷涂）涂覆CPL 16XPL 16可包括铝（纯铝或工业纯铝）或铝合金或者由它们组成或基 本上由它们组成。CPL 16还可包括锌或诸如钌、铑、钯、银、锇、铱、铂或金的惰性金属/贵金 属或者由这些金属构成或基本上由这些金属构成。还可使用以上金属的合金。CPL 16可仅 在包括接合部18或新产生的表面26(例如，通过粗糙化或切割/冲压)或者靠近/围绕接合部 18或表面26的区域中涂覆到组件。例如，CPL 16可涂覆到两个组件之间的接合界面19的至 少一部分以在两个组件之间的接合界面处形成密封。可在不对涂覆区域进行预处理(例如， 化学处理或材料去除）的情况下涂覆CPL 16。在一个实施例中，CPL 16可以是非结构性涂 层，不会显著影响组件的机械性能。CPL 16可以是附加层，其不需要修理组件或替换从组件 中去除的材料。CPL 16可覆盖或涂覆所有的接合部18区域、接合界面19区域(例如，接合部 的暴露部分）、新表面26或仅其一部分。CPL 16可采用覆盖接合部18/新表面26所需的任何 形状，例如沿两个组件之间的接合部18的暴露部分的带状或围绕冲压孔的环状。CPL 16可 涂覆的厚度为0.1-2.0mm，并可具有大体上均匀的厚度。
[0044]在步骤106中，可对组件和/或CPL 16喷漆或以其他方式涂覆。例如，如果两个接合 组件中的一个是外部汽车组件(例如，外罩车身面板），则组件可接受标准汽车喷漆。喷漆过 程可包括预处理(诸如酸性预处理），其还可以应用到涂覆好的CPL 16。对于通常不接受喷 漆或其他涂覆的组件，步骤106可以是可选的。除了喷漆以外或替代喷漆，还可涂覆其他涂 层，例如密封层。
[0045]因此，步骤102至步骤106可形成在其上涂覆有防腐层的组件。CPL 16可涂覆在形 成两个组件之间的接合部的区域或存在新产生的表面(例如，由于机加工过程而产生)的区 域。CPL 16可通过减少或消除比如盐和湿气的腐蚀物质能与组件相互作用的区域或位置而 防止或减少在接合部/新表面处产生的腐蚀量。CPL 16可以是非结构性的且薄的（例如， 0.1-2.0_)。因此，CPL 16可以是在新制造或装配的组件中防止腐蚀的预防性措施。
[0046]参照图10,公开了使用防腐层修理组件的方法的流程图200。在步骤202中，可修理 一个或更多个组件，包括执行还原组件表面的过程。修理可包括将两个组件接合在一起以 形成接合表面。接合组件可包括任何接合方法，例如卷边锁止、铆接、焊接、紧固件连接(例 如，螺钉或螺栓)或其他。修理还可包括在组件上产生新表面26。产生新表面26可包括粗糙 化、打磨、研磨、切割、冲压或去除材料并使新表面26暴露于空气/环境的其他加工工艺。例 如，如果组件是汽车车身面板且车辆发生了事故，则可能需要修理面板。修理可包括成形过 程以还原面板的原始形状，且需要打磨组件以去除弄脏的或转移的油漆。如上所述，将两个 或更多个组件接合在一起可产生允许诸如水和盐的腐蚀物质长时间接触组件的间隙、孔、 凹坑、开口等。类似地，在组件中产生新表面26可去除先前存在的平整表面层，进而将组件 暴露于空气/环境。
[0047]在步骤204中，将防腐层(CPL) 16涂覆到在步骤202中产生的修理后的表面(可以是 接合部18、接合界面19(或暴露部19'）或新表面26) XPL 16可通过诸如热喷涂的喷涂工艺 涂覆。在一个实施例中，CPL 16通过热喷涂(可以是热或冷喷涂)涂覆。CPL16可包括铝(例如 纯错或工业纯错）或错合金或者由错（例如纯错或工业纯错）或错合金构成或基本上由错 (例如纯铝或工业纯铝)或铝合金构成。CPL 16还可包括锌或诸如钌、铑、钯、银、锇、铱、铂或 金的惰性金属/贵金属或者由这些金属构成或基本上由这些金属构成。还可使用以上金属 的合金。CPL 16可仅在包括或者靠近/围绕修理后的表面的区域中涂覆到组件。可在不对涂 覆区域进行预处理（例如，化学处理或材料去除）的情况下涂覆CPL 16,或者可在修理组件 表面时一般执行的诸如打磨、清理或其他过程的过程之后涂覆CPL 16。在一个实施例中， CPL 16可以是非结构性涂层，不会显著影响组件的机械性能，并不会产生机械/结构性修 理。CPL 16可以是附加层，不会修复或替代从组件中去除的材料。CPL 16可覆盖或涂覆所有 的修理表面或仅其一部分。CPL 16可采用覆盖修理表面所需的任何形状，例如沿两个组件 之间的接合部18/接合界面19的带状、围绕冲压孔的环状、或覆盖打磨后或以其他方式修理 后的表面的规则或不规则的平坦表面形状。CPL 16可涂覆的厚度为0.1-2.0_，并可具有大 体上均匀的厚度。
[0048]在步骤206中，可对组件和/或CPL 16喷漆或以其他方式涂覆。例如，如果两个接合 组件中的一个是外部汽车组件(例如，外罩车身面板），则组件可接受标准汽车喷漆。喷漆过 程可包括预处理(诸如酸性预处理），其还可以应用到涂覆好的CPL 16。对于通常不接受喷 漆层或其他涂覆的组件，步骤206可以是可选的。除了喷漆以外或替代喷漆，还可涂覆其他 涂层，例如密封层。
[0049] 因此，步骤202至步骤206可形成在其上涂覆有防腐层的修理后的组件。CPL 16可 涂覆在进行了修理的区域中，例如两个组件之间的接合部18或存在新产生的表面26(例如， 由于修理的机加工过程(例如打磨）而产生）的区域。CPL 16可通过减少或消除比如盐和湿 气的腐蚀物质能与组件相互作用的区域或位置而防止或减少在修理的表面处产生的腐蚀 量。原组件的区域或位置可以是平滑的、连续的或没有间隙/孔/凹坑等，但是修理过程可产 生粗糙的、不连续的或包括间隙/孔/凹坑等的区域。CPL 16可以是非结构性的且薄的（例 如，0.1-2.0mm)。因此，CPL 16可以还原被修理的组件的防腐性，并为修理后的组件提供防 止将来腐蚀的预防性措施。
[0050] 参照图11至图14,示出了用于涂覆有铝质和锌质防腐层的铝面板的测试样本。铝 是工业纯铝且锌是工业纯锌。对两个铝合金面板(6111和6022)基底进行了测试。铝质和锌 质涂层使用热喷涂工艺而被涂覆在每个面板的下半部。每个基底的三个面板涂覆有〇.5_ 厚的CPL 16且每个基底的三个面板涂覆有1.0mm厚的CPL 16。面板全部使用标准汽车磷酸 锌预处理、电泳、底漆-二道底漆(primer-surf acer)和面涂而进行喷漆。面板的涂覆有错质 和锌质涂层的部分的外观比标准汽车喷漆表面更粗糙。然后对喷漆后的面板进行循环腐蚀 测试持续12周。如图11至图12所示，铝质基底的覆盖有铝质CPL的涂覆部分显示了由于CPL 与汽车喷漆系统之间的相互作用而引起的油漆起泡。然而，通过喷漆系统和CPL到底层铝质 基底的划线没有显示出腐蚀，指示了良好的防腐性和对腐蚀发生的抑制。图13至图14示出 了覆盖有锌质防腐层的铝质面板。与利用铝进行涂覆相比，铝质面板的覆盖有锌的部分显 示了油漆中的更高程度的起泡，但是通过喷漆系统和锌质CPL的划线指示良好的防腐性。从 外观透视图来看，铝热喷涂涂层示出了比锌热喷涂涂层更少的起泡，然而这两者都是有效 的。锌涂层示出了位于热喷涂涂层与面板界面之间的界面处的油漆的一些起泡。
[0051 ] 对于铝质和锌质CPL 16而言，与较厚的CPL 16(1.Omm)相比，较薄的CPL 16 (0.5mm)显示更少的起泡。因为CPL 16可以是非结构性的，因此较薄的CPL 16会是有利的， 这是由于可使用更少的材料并可减少涂覆时间同时为喷漆后的组件提供改善的外观。还横 跨CPL 16/铝质界面并在样本的涂覆部分中对测试样本进行刻划。如所示出的，具有铝质 CPL 16的样本示出了沿划线几乎没有或没有其他腐蚀。然而，具有锌质CPL 16的样本中，涂 覆区域中的划线显示了坏掉的锌涂层在喷漆表面上有一定程度的渗出。结合如上所述的界 面处的起泡，对于铝质组件上的CPL 16涂层而言，测试指示铝是比锌更好的材料。然而，相 对于未涂覆的表面而言，锌质CPL 16仍是优选的。
[0052]参照下面的表1，示出了对6111铝合金的17个面板进行的12周循环腐蚀测试的腐 蚀数据。5个面板未涂覆，6个面板利用工业纯锌进行了热喷涂（其中3个面板涂层厚度 1.0mm，另外3个面板涂层厚度0.5mm)，其他6个面板利用工业纯铝进行了热喷涂(其中3个面 板涂层厚度1.0mm，另外3个面板涂层厚度0.5mm)。在腐蚀测试之后对每个面板都进行了刻 划并记录了腐蚀数据。腐蚀量或程度通过测量从划线延伸的腐蚀的总面积来确定。每个划 线区的总面积大约为1mm 2。如表中所示，未涂覆的面板示出了程度明显的腐蚀，具有大约 4.44mm2的腐蚀面积。相比之下，锌涂层面板示出了I .Omm和0.5mm厚度的热喷涂层的腐蚀程 度大幅降低，两种厚度的涂层分别具有大约〇.3mm2和0.4mm 2的腐蚀面积。铝质涂层甚至更有 效，对于1.0mm或0.5_厚度的热喷涂层都没有发生腐蚀。表1中的数据进一步明确了工业纯 铝喷涂涂层在减少底层铝合金组件的腐蚀方面是有效的。锌在减少腐蚀方面也是有效的， 然而它的有效性低于铝。
[0053]表 1
[0056]虽然上文描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了本发明的所有 可能的形式。更确切地，说明书中使用的词语为描述性而非限定的词语，并且应理解，在不 超出本发明的精神和范围的情况下可作出各种改变。此外，可组合各个实施的实施例的特 征以形成本发明的进一步的实施例。
【主权项】
1. 一种耐腐蚀总成，包括： 第一金属组件，与第二金属组件接合； 接合界面，位于第一金属组件与第二金属组件之间； 防腐层，覆盖接合界面的至少一部分，防腐层包括铝或锌。2. 根据权利要求1所述的耐腐蚀总成，其中，第一金属组件包括凸缘，所述凸缘围绕第 二金属组件的边缘弯曲以在第一金属组件和第二金属组件之间形成接合部。3. 根据权利要求2所述的耐腐蚀总成，其中，接合部包括形成在第一金属组件的末端与 第二金属组件之间的接合界面。4. 根据权利要求1所述的耐腐蚀总成，其中，防腐层沿接合界面的一部分在第一金属组 件和第二金属组件之间形成密封。5. 根据权利要求1所述的耐腐蚀总成，其中，防腐层具有0.1mm至2.Omm的平均厚度。6. 根据权利要求1所述的耐腐蚀总成，其中，防腐层包括至少99.Owt. %的铝。7. 根据权利要求1所述的耐腐蚀总成，其中，第一金属组件和第二金属组件是金属板。8. 根据权利要求7所述的耐腐蚀总成，其中，第一金属组件是6XXX系列铝合金，第二金 属组件是5XXX或7XXX系列铝合金。9. 根据权利要求1所述的耐腐蚀总成，其中，第一金属组件和第二金属组件均由铝合金 形成，且防腐层由至少99wt. %的铝形成。10. 根据权利要求1所述的耐腐蚀总成，其中，第一金属组件是外车身面板，第二金属组 件是内车身面板，且第一金属组件卷曲到第二金属组件以形成接合界面。
【文档编号】C23C2/12GK106086742SQ201610274073
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年4月28日 公开号201610274073.9, CN 106086742 A, CN 106086742A, CN 201610274073, CN-A-106086742, CN106086742 A, CN106086742A, CN201610274073, CN201610274073.9
【发明人】詹姆斯·莫里斯·波瓦洛, 珍妮丝·丽萨·塔蒂夫, 马修·约翰·扎卢泽克
【申请人】福特全球技术公司