专利名称：制造具有很高强度和可成形性的铆钉的方法
技术领域：
本发明涉及铆钉，尤其是涉及一种制造具有很高强度和可成形性的铆钉的方法。
背景技术：
结构组件通常通过利用紧固件例如铆钉连接两个或更多结构部件而形成。在航空航天业中，重量和强度很关键，在组件的整个使用寿命中，结构组件的接头通常受到剪切、压缩和拉伸应力的重复循环。因此，铆钉必须有良好的机械强度和抗疲劳性，同时不会对结构组件的总重有不利影响。此外，因为结构组件可能暴露在周围环境(包括潮湿和温度波动)中，接头必须保证铆钉具有良好的抗腐蚀性和抗热应力性。为了解决强度和重量的要求，普通的铆钉通常由具有较高强度-重量比的材料形成，例如铝和铝合金，它们通过冷加工或沉淀硬化而进行硬化。优选是，可以采用多种较高强度的铝合金，它们重量轻，并有相对较高的抗疲劳性和抗腐蚀性。不幸的是，当在硬化状态中，高强度铝合金将缺乏可成形性，该可成形性是在铆钉的制造和安装过程中必需的，缺乏可成形性可能导致颈缩、破裂或撕裂缺陷。
为了解决可成形性较差的问题，已经提出对形成铆钉的制造处理进行改进。一个这样的改进包括由处于柔软状态的铝合金形成铆钉，然后对该铆钉进行热处理，例如通过沉淀硬化，从而在安装和使用之前硬化该铆钉。铝合金在柔软状态时的可成形性增加，这减小了铆钉在制造过程中由于颈缩、破裂或撕裂而失效的可能性。不过，热处理降低了铆钉的可成形性，如上所述，这可能导致在安装过程中失效。热处理也增加了在制造过程中的额外步骤，这增加了铆钉以及所形成的结构组件的制造成本。
因此，需要一种用于制造铆钉的改进方法。该方法将提供具有很高可成形性的铆钉，以便减小在铆钉的制造和安装过程中发生颈缩、破裂或撕裂的可能性。该方法也将具有成本效益，从而不会对铆钉和所形成的结构组件的制造成本有不利影响。此外，铆钉将能够由具有较高强度-重量比的材料形成，且该材料有很高的抗疲劳性和抗腐蚀性以及抗热应力性。
发明内容
本发明提供了一种制造铆钉的方法。根据本发明的一个实施例，该方法包括提供一工件，该工件确定了具有细化晶粒结构的至少一个区域。在一个实施例中，该提供步骤包括确定铆钉的尺寸；根据该铆钉的尺寸选择工件；以及然后对工件的一部分进行搅拌摩擦焊(friction stirwelding)，以便形成具有细化晶粒结构的该至少一个区域。在另一实施例中，提供步骤包括将旋转的搅拌摩擦焊探头插入工件内，以便形成具有细化晶粒结构的该至少一个区域。旋转的搅拌摩擦焊探头可以沿预定路线移动通过工件，以形成具有细化晶粒结构的细长区域。然后将坯料从工件的具有细化晶粒结构的该至少一个区域中取出(remove)。在一个实施例中，取出步骤包括从工件的、具有细化晶粒结构的至少一个区域中冲压出坯料。该坯料然后形成铆钉。在一个实施例中，在形成步骤之前，对工件进行机械加工，以便除去工件的、具有非细化晶粒结构的至少一个区域。在另一实施例中，形成步骤包括通过模具挤压坯料。在另一实施例中，形成步骤包括用冲头压制坯料。在还一实施例中，取出和形成步骤重复进行。
根据本发明另一实施例，制造铆钉的方法包括提供工件。然后，具有细化晶粒结构的至少一个区域形成于工件内。在一个实施例中，通过将旋转的搅拌摩擦焊探头插入工件内而形成该至少一个区域。旋转的搅拌摩擦焊探头可以沿预定路线移动，以便形成具有细化晶粒结构的细长区域。在第一形成步骤之后，由具有细化晶粒结构的该至少一个区域形成铆钉。在一个实施例中，第二形成步骤包括从工件的、具有细化晶粒结构的该至少一个区域中取出坯料，并将该坯料形成铆钉。取出步骤包括从工件的、具有细化晶粒结构的该至少一个区域中冲压出坯料。在另一实施例中，通过用模具挤压坯料而由该坯料形成铆钉。在另一实施例中，通过用冲头压制坯料而由该坯料形成铆钉。在还一实施例中，该方法包括在形成铆钉之前对工件进行机械加工，以便除去工件的、具有非细化晶粒结构的至少一个区域。在另一实施例中，该方法包括重复第二形成步骤。
本发明还提供了一种提高了可成形性的铆钉。该铆钉包括柄，该柄在其一端具有头部。该柄和头部基本包括晶粒尺寸小于大约5微米的晶粒结构。在一个实施例中，该柄和头部包括铝、铝合金、钛、或钛合金。在另一实施例中，柄的、与头部相对的端部适于镦锻以形成第二头部。
本发明还提供了一种结构组件，该结构组件包括第一结构部件和位于该第一结构部件附近的第二结构部件，从而确定了在它们之间的交界面。结构组件包括至少一个铆钉，该铆钉沿该交界面至少部分连接第一和第二结构部件。该铆钉基本包括晶粒尺寸小于大约5微米的细化晶粒结构。第一结构部件和第二结构部件可以包括相同或不同的材料。在一个实施例中，第一和第二结构部件包括铝、铝合金、钛、或钛合金。在另一实施例中，铆钉包括铝、铝合金、钛、或钛合金。在另一实施例中，结构部件包括细长焊接接头，该细长焊接接头沿该交界面至少部分连接第一和第二结构部件。在一个实施例中，细长焊接接头至少部分消耗该至少一个铆钉中的至少一个。在另一实施例中，细长焊接接头为电弧焊接头、电阻焊接头、气焊接头或搅拌摩擦焊接头。
因此，本发明提供了一种提高了可成形性的铆钉，并提供了它的相关制造方法。该制造方法使得能够以具有成本效益的方式来制造铆钉，以便形成结构组件，该结构组件包括用于航空航天用途的结构组件。铆钉提高了可成形性，以便减小在铆钉的制造和安装过程中的颈缩、破裂或撕裂。另外，该铆钉能够由具有很高强度-重量比，并有很高的抗疲劳性和抗腐蚀性以及抗热应力的材料形成。
通过下面结合附图对本发明的详细说明，可以更清楚本发明的前述和其它优点和特征以及实现它们的方式，这些附图表示了优选的示例实施例，这些附图并不需要按比例画出，附图中图1是表示根据本发明一个实施例的结构组件的正视图，该结构组件包括通过铆钉连接的第一和第二结构部件；图2是表示图1的结构组件的平面图；图3是表示根据本发明一个实施例的铆钉的正视图；图4是表示图3的铆钉的平面图；图5是表示根据本发明一个实施例的铆钉的正视图，该铆钉的端部已经被镦锻；图6是表示根据本发明一个实施例的搅拌摩擦焊探头的透视图，该探头用于对工件进行搅拌摩擦焊，以便形成具有细化晶粒结构的区域；图7是表示根据本发明一个实施例的、具有细化晶粒结构的工件的透视图；图8是表示根据本发明的一个实施例的坯料的透视图，该坯料的至少一部分有细化晶粒结构；图9是表示如现有技术已知的、由AA 2017-T4铝合金形成的铆钉的晶粒结构以大约100倍放大的黑白照片；图10是表示如现有技术已知的、由AA 2017-T4铝合金形成的铆钉的晶粒结构以大约500倍放大的黑白照片；图11是表示根据本发明一个实施例的、由AA 2195-T6铝合金形成的铆钉的细化晶粒结构以大约100倍放大的黑白照片；图12是表示根据本发明一个实施例的、由AA 2195-T6铝合金形成的铆钉的细化晶粒结构在大约500倍放大的黑白照片；图13是表示根据本发明一个实施例的一对结构部件的正视图，该对结构部件定位成用于连接，并确定了用于接收铆钉的孔；图14是表示根据本发明一个实施例的铆钉的正视图，该铆钉插入由图13的结构部件确定的孔内；
图15是表示根据本发明一个实施例的、图14的铆钉的正视图，该铆钉位于压机中；图16是表示根据本发明一个实施例的、图15的铆钉的正视图，该铆钉的端部由压机部分镦锻；图17是表示根据本发明一个实施例的、图16的铆钉的正视图，该铆钉的端部由压机进一步镦锻；图18是表示根据本发明一个实施例的、通过利用图17的铆钉连接结构部件而形成的结构组件的正视图；图19是表示根据本发明一个实施例的、由细长焊接接头连接的结构组件的平面图，该焊接接头至少部分消耗了至少一个铆钉；图20是表示根据本发明一个实施例的、用于制造铆钉的步骤的流程图；以及图21是根据本发明另一实施例的、用于制造铆钉的步骤的流程图。
具体实施例方式
下面将参考附图更充分地介绍本发明，附图中表示了本发明的某些(但不是全部)实施例。实际上，本发明可以以多种不同形式实施，并不由这里所述的实施例限制，而是，这些实施例是为了进行全面和完整的说明，使本领域技术人员能够充分了解本发明的范围。附图中，相同的参考标号表示相同的元件。
下面参考附图，特别参考图1和2，图中表示了根据本发明一个实施例的结构组件1。该结构组件1包括第一结构部件2以及位于该第一结构部件2附近的第二结构部件3，以便确定在它们之间的交界面6。结构组件1包括一个或多个铆钉4，这些铆钉4将第一和第二结构部件2、3连接在一起。结构组件1也确定了孔5，该孔5穿过第一和第二结构部件2、3延伸，并构成为接收相应的铆钉4。尽管表示了两个结构部件，但是可以根据本发明连接在一起的结构部件的数目并不局限于两个，而是可以包括一个结构部件或三个或更多结构部件。例如，根据一个实施例(未示出)，单个结构部件的各端部可以连接在一起。
各结构部件2、3可以通过已知制造方式而由单个工件机械加工成预定形状和厚度，如所形成的结构组件1的特定设计负载和规格所需。例如，CNC铣床可以用于根据需要对各结构部件2、3进行机械加工。结构部件2、3可以制成各种形状，包括(只是为了举例，而不是为了限制)板、块、管形部件和曲线形部件。同样，结构部件2、3也可以由各种材料制成，如所形成的结构组件1的特定设计负载和规格所需。优选是，结构部件2、3由具有很高强度-重量比的材料形成，包括(只是为了举例，而不是为了限制)铝、铝合金、钛、钛合金或钢合金。如图13所示，结构部件2、3使用已知的制造方法(例如钻或冲孔)预先被加工以形成孔5，各孔5构成为接收相应铆钉4。各孔5的尺寸和结构将基于相应铆钉4的尺寸和结构。
参考图3-5，各铆钉4有头部11和从该头部伸出的柄10。如图14所示，各铆钉4的柄10构成为穿过由第一和第二结构部件2、3确定的相应孔5延伸。铆钉4的头部11的直径大于第一结构部件2的孔5的直径，柄10穿过该孔延伸。柄10的、与头部11相对的端部14构成为穿过由第一和第二结构部件2、3确定的相应的孔5，并确定了空腔13，该空腔13构成为将进行镦锻以便形成第二头部12，如图5和18所示，从而使第一和第二结构部件至少部分地连接在一起。用于连接结构部件的铆钉4的数目将取决于结构组件1的特定设计负载和规格。对于具有三个或更多结构部件的结构组件1，各铆钉4可以连接两个或更多结构部件。
铆钉4由金属或金属合金形成，以便该铆钉有细化晶粒结构，优选是，细化晶粒结构的晶粒尺寸小于大约0.0002英寸(大约5微米)。更优选是，铆钉4由金属或金属合金形成，以便使铆钉基本由晶粒尺寸范围为从近似0.0001至近似0.0002英寸(近似3至5微米)且具有等轴形状的细化晶粒结构构成(根据一个实施例)或者基本包括这样的细化晶粒结构(根据另一实施例)。如图6所示，该细化晶粒结构通过用非消耗的旋转搅拌摩擦焊探头19搅拌或搅动至少一部分工件20而形成。工件20可以为库存材料件，它将根据将由该工件20形成的铆钉4的数目和尺寸以及根据铆钉的材料性质要求来选择。铆钉4可以由多种材料形成，因此工件20也可以由多种材料形成，如所形成的结构组件1的特定设计负载、环境条件和规格所需。
为了实现工件20的有效搅拌，工件首先通过普通夹具(未示出)固定在搅拌摩擦焊机的工作台上。搅拌摩擦焊探头19安装在搅拌摩擦焊机的可旋转心轴18上。搅拌摩擦焊机可以包括使心轴18旋转从而使探头19旋转(例如沿箭头24所示的方向)的装置，例如钻床或铣床(未示出)。优选是，可旋转心轴18用于使探头19例如沿箭头25所示的方向平行于工件20的表面运动。当搅拌摩擦焊探头19压过工件20的外表面时，在探头19和工件20之间产生摩擦。可以穿过工件20的外表面预先钻出或形成一开口，以便接收旋转探头19，但是优选是旋转探头19被直接推入工件的外表面中。摩擦产生足够的热能，以便使工件20的靠近探头19的部分塑化。特别是，一旦插入工件20内，旋转探头19通过平行于工件20的外表面的剪切作用而在探头19的凸肩19a下面引起搅拌。该旋转探头19也在探头19的、平行于探头轴线的螺纹部分周围引起搅拌。对于搅拌摩擦焊的总体说明，可以参考授予Thomas等人的美国专利No.5，460，317，该文献的整个内容被本文参引。探头19可以在整个工件20中任意移动，或者沿选择的预定路线移动，以便对工件20的某一个或几个特定区域21进行搅拌摩擦焊或搅拌。通过冷却，工件20的被旋转探头19搅拌的区域21具有细化晶粒结构，该细化晶粒结构改进了强度、韧性(toughness)、延展性、抗疲劳性和抗腐蚀性，这样，该材料将防止裂纹形成和传播。因此，在工件20中形成具有细化晶粒结构的至少一个区域21。
如上所述，旋转探头19可以用于对工件20的某一或几个特定区域21进行搅拌摩擦焊或搅拌，或者在另一实施例(未示出)中，旋转探头19可以用于对整个工件20或基本整个工件20进行搅拌摩擦焊或搅拌。例如，本申请的受让人已经开发了用于使工件的晶粒结构细化的方法和装置，如共同拥有的美国专利申请No.＿＿所述，该申请的标题是“Methodand Apparatus For Producing a Refined Grain Structure”，与本申请同时提交，该申请的整个内容被本文参引。
如图7和8所示，工件20的具有未细化晶粒结构的区域22可以从工件20中除去，例如通过对工件20进行机械加工，从而形成基本包括工件20的具有细化晶粒结构的区域21的坯料23。该坯料23也可以通过从工件20的具有细化晶粒结构的区域21中冲压出坯料而形成。铆钉4可以由工件20或坯料23压制、冲压、挤压或铣削形成，如现有技术已知。例如，铆钉4可以通过用模具来挤压坯料23而形成，或者通过用冲头压制坯料23而形成。优选是，一个坯料23用于形成多个铆钉4，这样，铆钉4可以以具有成本效益的方式制造。
参考图11和12，图中分别以100倍和500倍放大的方式表示了根据本发明由AA 2195-T6铝合金形成的铆钉4的细化晶粒结构。相反，图9和10分别以100倍和500倍放大的方式表示了由AA 2017-T4铝合金形成的普通铆钉的晶粒结构。有利的是，根据本发明形成的铆钉4具有细化晶粒结构，它将防止裂纹形成和传播，因此提供了可成形性，以便防止在制造和安装过程中产生颈缩、破裂或撕裂。尽管并没有任何特定理论能够证明，但是可以相信，根据本发明形成铆钉4的细化晶粒材料或细化晶粒结构能够比用于形成普通铆钉的未细化晶粒结构或粗糙晶粒材料更好地进行成形，因为前者具有更大的总体晶粒边界区域，以便阻碍错位运动。这与由冷加工得出的晶粒尺寸和可成形性之间的普通关系相反，即冷加工增加了强度和细化了晶粒尺寸，但是减小了可成形性。
参考图13-18，结构组件1这样构成，即通过使第一结构部件2相对于第二结构部件3定位，这样，结构部件2、3确定了它们之间的交界面6。如图13所示，一个或多个孔5例如通过钻孔而形成于结构部件2、3中。孔5可以在使结构部件2、3彼此相对定位之前和之后形成。形成于结构部件2、3中的孔5的数目取决于将用于连接结构部件2、3的铆钉4的数目。如图14所示，各铆钉4的柄10插入并穿过由第一和第二结构部件2、3确定的相应孔5，这样，柄10的确定了空腔13的端部14从第二结构部件3的孔中伸出。
柄10的限定了空腔13的端部14在称为“镦锻”的处理中变形。在一种镦锻方法中，柄10的端部14通过向该柄10施加压力而变形。例如，如图15-18中箭头16a、b所示，压机15可以用于向铆钉4的柄10的端部14以及头部11施加压力。如图16和17所示，由压机15施加的力使柄10的端部14以及确定于该端部14中的空腔13进行压缩和变形或“镦锻”。柄10的端部14的变形使得端部14的直径增加，并形成第二头部12，如图18所示。该第二头部12的直径大于第二结构部件3的相应孔5的直径，这样，铆钉4使第一和第二结构部件2、3连接起来，从而形成结构组件1。在另一实施例(未示出)中，其它的方法和装置可以用于镦锻铆钉4的柄10的端部14。例如，铆钉4可以利用普通的铆钉枪(未示出)来安装。
除了上述其它优点，本发明的铆钉4也与连接结构部件2、3的其它已知方法相兼容。例如，如图19所示，细长焊接接头25可以形成为使结构部件2、3至少部分连接，以便形成结构组件1。焊接接头25可以通过各种方法形成，包括电弧焊、电阻焊、气焊和摩擦焊。如图19所示，细长焊接接头25可以消耗一个或多个铆钉4。
当细长焊接接头25包括搅拌摩擦焊接头时，结构部件2、3可以由相同或不同材料形成。有利的是，因为结构部件2、3通过搅拌摩擦焊和铆钉4进行连接，结构部件2、3可以由通过普通熔焊方法不能焊接或者不能经济连接的不同金属形成。当通过普通熔焊方法连接时，不能焊接的材料产生相对较弱的焊接接头，该焊接接头将在焊缝固化时产生裂纹。这样的材料包括铝和某些铝合金，特别是AA系列2000和7000合金。搅拌摩擦焊和铆钉4的使用使得由不可焊接的材料形成的结构部件2、3能够可靠连接。搅拌摩擦焊和铆钉4也可以用于将可焊接材料与其它可焊接材料以及不可焊接的材料可靠连接。例如，结构部件2、3中的一个或两个可以由铝、铝合金、钛、或钛合金形成。因此，根据本发明的该实施例，形成结构部件2、3的材料可以从更多种类的、重量轻和强度高的金属和合金中进行选择，从而有利于减小所形成的结构组件1的总重量，这在航空航天业中很重要。
下面参考图20，图中表示了根据本发明一个实施例制造铆钉的操作。该方法包括提供一工件，该工件确定了具有细化晶粒结构的至少一个区域。见方框30。在一个实施例中，该提供步骤包括确定铆钉的尺寸；根据该铆钉的尺寸选择工件；以及对工件的一部分进行搅拌摩擦焊，以便形成具有细化晶粒结构的该至少一个区域。见方框31、32和33。在另一实施例中，提供步骤包括将旋转的搅拌摩擦焊探头插入工件内，以便形成具有细化晶粒结构的该至少一个区域。见方框34。旋转的搅拌摩擦焊探头可以沿预定路线通过工件移动。见方框35。该方法包括将坯料从工件的、具有细化晶粒结构的该至少一个区域中取出。见方框36。在一个实施例中，工件进行机械加工，以便除去工件的具有非细化晶粒结构的至少一个区域。见方框37。在另一实施例中，坯料从工件的具有细化晶粒结构的至少一个区域中冲压形成。见方框38。该坯料然后形成铆钉。见方框39。在一个实施例中，形成步骤包括通过模具挤压坯料。见方框40。在另一实施例中，形成步骤包括用冲头压制坯料。见方框41。在还一实施例中，取出(removing)和形成步骤重复进行，以便形成另外的铆钉。见方框42。
下面参考图21，图中表示了根据本发明另一实施例制造铆钉的操作。该方法包括提供一工件。见方框50。具有细化晶粒结构的至少一个区域形成于工件内。见方框51。在一个实施例中，形成步骤包括将旋转的搅拌摩擦焊探头插入工件内。见方框52。该方法还包括使旋转的搅拌摩擦焊探头沿预定路线移动。见方框53。在另一实施例中，工件进行机械加工，以便除去工件的具有非细化晶粒结构的至少一个区域。见方框54。铆钉由具有细化晶粒结构的该至少一个区域形成。见方框55。在一个实施例中，形成铆钉的步骤包括从工件的具有细化晶粒结构的该至少一个区域中取出坯料。见方框56。该取出步骤可以包括从工件的具有细化晶粒结构的至少一个区域中冲压出坯料。见方框57。然后，坯料形成铆钉。见方框58。在一个实施例中，铆钉通过由模具挤压坯料而形成。见方框59。在另一实施例中，铆钉通过用冲头压制坯料而形成。见方框60。然后可以重复形成铆钉，以便形成另外的铆钉。见方框61。
受益于前述说明书和附图的教导的本领域技术人员可以知道本发明的多种变化形式和其它实施例。因此，应当知道，本发明并不由所述特定实施例限定，在附加权利要求的范围内，将包括变化形式和其它实施例。尽管这里使用了特定术语，但是它们只是用于说明，而不是为了限定。
权利要求
1.一种制造铆钉的方法，包括提供工件，该工件限定了具有细化晶粒结构的至少一个区域；从工件的具有细化晶粒结构的该至少一个区域中取出坯料；以及使该坯料形成铆钉。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述取出步骤包括从工件的具有细化晶粒结构的该至少一个区域中冲压出坯料。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供步骤包括确定铆钉的尺寸；根据该铆钉的尺寸选择工件；以及对工件的一部分进行搅拌摩擦焊，以便形成具有细化晶粒结构的该至少一个区域。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述提供步骤包括将旋转的搅拌摩擦焊探头插入工件内，以便形成具有细化晶粒结构的该至少一个区域。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括使旋转的搅拌摩擦焊探头沿一预定路线移动通过工件。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述形成步骤包括通过模具挤压坯料。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述形成步骤包括用冲头压制坯料。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在形成步骤之前对工件进行机械加工，以便除去工件的具有非细化晶粒结构的至少一个区域。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括重复进行所述取出和形成步骤。
10.一种制造铆钉的方法，包括提供工件；在工件中形成具有细化晶粒结构的至少一个区域；以及在所述第一形成步骤之后，由具有细化晶粒结构的该至少一个区域形成铆钉。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一形成步骤包括将旋转的搅拌摩擦焊探头插入工件内。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括使旋转的搅拌摩擦焊探头沿一预定路线移动。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二形成步骤包括将坯料从工件的具有细化晶粒结构的该至少一个区域中取出；以及将该坯料形成铆钉。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述取出步骤包括从工件的具有细化晶粒结构的该至少一个区域中冲压出坯料。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第三形成步骤包括通过一模具挤压坯料。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第三形成步骤包括用一冲头压制坯料。
17.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括在所述第二形成步骤之前对工件进行机械加工，以便除去工件的具有非细化晶粒结构的至少一个区域。
18.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括重复所述第二形成步骤。
19.一种铆钉，包括柄，该柄在其一端具有一头部；以及其中所述柄和所述头部基本包括晶粒尺寸小于大约5微米的晶粒结构。
20.根据权利要求19所述的铆钉，其特征在于，所述柄和所述头部包括从由铝、铝合金、钛、和钛合金构成的组中选择的材料。
21.根据权利要求19所述的铆钉，其特征在于，所述柄的与所述头部相对的端部用于被镦锻，以形成一第二头部。
22.一种结构组件，包括第一结构部件；位于所述第一结构部件附近的第二结构部件，从而在它们之间限定了一交界面；以及至少一个铆钉，所述铆钉沿所述交界面至少部分地连接所述第一和第二结构部件，并且其中，所述至少一个铆钉基本包括晶粒尺寸小于大约5微米的细化晶粒结构。
23.根据权利要求22所述的结构组件，其特征在于，所述第一结构部件和所述第二结构部件包括不同的材料。
24.根据权利要求22所述的结构组件，其特征在于，所述第一和第二结构部件包括相同的材料。
25.根据权利要求22所述的结构组件，其特征在于，所述至少一个铆钉包括从由铝、铝合金、钛、和钛合金构成的组中选择的材料。
26.根据权利要求22所述的结构组件，其特征在于，所述第一和第二结构部件中的至少一个包括从由铝、铝合金、钛、和钛合金构成的组中选择的材料。
27.根据权利要求22所述的结构组件，其特征在于，还包括一细长焊接接头，该细长焊接接头沿所述交界面至少部分地连接第一和第二结构部件。
28.根据权利要求27所述的结构组件，其特征在于，所述细长焊接接头至少部分地消耗所述至少一个铆钉中的至少一个。
29.根据权利要求27所述的结构组件，其特征在于，所述细长焊接接头包括从由电弧焊接头、电阻焊接头、气焊接头和搅拌摩擦焊接头构成的组中选择的焊接接头。
全文摘要
本发明提供了一种提高了可成形性的铆钉。该铆钉包括柄，该柄在其一端有头部。该柄和头部具有细化晶粒结构。通过首先在工件中形成具有细化晶粒结构的区域，然后形成铆钉，从而使该铆钉由工件的、具有细化晶粒结构的区域制成。该细化晶粒结构导致提高的机械性能，例如可成形性、强度、刚性、延展性、抗腐蚀性和抗疲劳性。铆钉的、提高的可成形性减小了裂纹在铆钉的制造和安装过程中的形成和传播。
文档编号F16B19/08GK1549869SQ03800947
公开日2004年11月24日 申请日期2003年5月1日 优先权日2002年5月14日
发明者爱德华·利特温斯基, 拉赫马图拉·F·图斯基, 图拉 F 图斯基, 爱德华 利特温斯基 申请人:波音公司