一种车用铝制品杆件的制作方法

文档序号：12745534阅读：168来源：国知局

导航： X技术> 最新专利>工程元件,部件;绝热;紧固件装置的制造及其应用技术

本发明属于机械技术领域，涉及一种铝制品杆件，特别是一种车用铝制品杆件。

背景技术：

杆件是属于通用零部件，一般用于大型机械的连接结构中，而且根据相邻两结构之间的连接方式不同，会将杆件设计成不同的形状，如圆形、方形或者L形。

在现有技术中，L形的杆件由于其形状所致，在杆件的折弯处容易产生应力集中的现象，从而导致L形杆件在其折弯处容易发生断裂。

综上所述，为解决现有杆件结构上的不足，需要设计一种结构简单，且不易断裂的车用铝制品杆件。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构简单，且不易断裂的车用铝制品杆件。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种车用铝制品杆件，包括：

壳体，呈L形设置，包括竖臂和横臂，且所述竖臂与所述横臂之间通过圆弧过渡，其中沿所述竖臂一端的厚度方向开设有第一连接孔，沿所述竖臂另一端的厚度方向开设有方孔，且所述第一连接孔和所述方孔相连通，沿所述横臂的厚度方向开设有第二连接孔，且所述方孔和所述第二连接孔相连通；

第一连接机构，呈回转体状设置，并扣接于所述第一连接孔处，且所述第一连接机构与所述竖臂一体成型；

第二连接机构，扣接于所述第二连接孔处，并与所述横臂一体成型；

其中，所述第一连接机构的开口方向与所述第二连接机构的开口方向相垂直。

在上述的一种车用铝制品杆件中，靠近所述第一连接机构的所述横臂一端为阶梯状斜口；远离所述第一连接结构的所述横臂一端为圆口。

在上述的一种车用铝制品杆件中，沿所述第一连接机构的厚度方向设置有第一通孔，且所述第一通孔与所述第一连接孔相连通；沿所述第二连接机构的厚度方向设置有第二通孔，且所述第二通孔与所述第二连接孔相连通。

在上述的一种车用铝制品杆件中，沿所述第一连接机构的轴线方向呈环形阵列设置有若干个第一凹槽，且任意两相邻所述第一凹槽之间通过第一挡板相隔，其中，每一个所述第一挡板上设置有第一定位孔。

在上述的一种车用铝制品杆件中，沿所述第二连接机构的轴线方向呈环形阵列设置有若干个第二凹槽，其中，所述第二凹槽设置于所述第二连接机构的一侧，且任意两相邻所述第二凹槽之间通过第二挡板相隔，其中，每一个所述第二挡板的一端设置有第二定位孔，每一个所述第二挡板的另一端设置有定位块。

在上述的一种车用铝制品杆件中，沿设置有所述第一凹槽的所述第一连接机构的外轮廓设置有环形第一密封圈，沿所述第二连接孔的外轮廓设置有阶梯状的第二密封圈。

在上述的一种车用铝制品杆件中，沿所述第二连接机构的轴线方向呈环形阵列设置有若干个固定孔，且每一个所述固定孔为沉孔。

在上述的一种车用铝制品杆件中，所述壳体为铝合金材质，其铝合金的元素质量百分比组成包括，Mg：2.0-3.3％，Cr：1-2.6％，Cu：0.5-1.0％，Si：0.3-0.5％，Ti≤1％，Re：0.5-1.0％，Ni：≤1％，添加剂0.1-0.3％，余量为铝。本发明方案通过添加的添加剂部分，作为合金的在工作环境下的保护层以及机械性能增加功能组织，达到了改善铝合金工作稳定性和耐受性的目的。通过添加剂的特定的使用，克服了浇铸工艺导致的在晶格缺陷、应力缺陷和强度等方面的不良影响。

在上述的一种车用铝制品杆件中，所述添加剂为碳纤维、陶瓷纤维、氮化钛、碳酸钙中的至少一种。

本发明公开的车用铝制品杆件中，添加剂在铝合金中掺杂于合金表层。

本发明公开的车用铝制品杆件中，添加剂在铝合金中掺杂深度不大于0.5mm。

本发明公开的车用铝制品杆件中，添加剂在铝合金中掺杂的合金表层中均匀分布或由表及里地递减(即随着掺杂深度的增加，同一深度中添加剂的含量减少)。

本发明方案中，采用低掺杂量的添加剂仅仅掺杂在铝合金的表层结构，实现了低掺杂量下的耐磨损性能和机械性能的稳定提升，同时减少了在合金件内部添加剂的含量，而降低主体部分的掺杂“杂质”形态物质的含量，从而减少因掺杂而导致的晶格缺陷的发生几率。

在上述的一种车用铝制品杆件中，所述壳体表面至少部分区域还设置有缓冲结构，所述缓冲结构的材质为锡。本方案通过设置的锡材质的缓冲结构，在受到冲击时，首先利用金属锡质软的特性，发生形变实现物理缓冲，同时利用形变组织间的摩擦使得动能转化为热能，在一定程度上增强锡的粘流性而起到润滑偏移的效果，降低直接刚性碰撞的几率，同时金属锡的难压缩性以及相对较低的粘流性使得受碰撞区域在短期内形成一个具有较大“弹性”的缓冲区，从而在一定程度上形成了弹性保护区，从而极大地降低碰撞危害。

在上述的一种车用铝制品杆件中，所述缓冲结构在接近壳体表面处具有孔隙结构。本方案形成的孔隙结构，在受到碰撞时，金属锡优选形变形成相对密闭的结构，此时其内部的孔隙结构则形成空泡，在冲击受压形态下，空泡形成受压流转，有利于将冲击动能转化，而降低危害。

在上述的一种车用铝制品杆件中，所述缓冲结构由外而内成倒三角形或者倒锥台形。本方案的倒三角形或者倒锥台形在外侧形成锡高分布区域，从而有利于受压时，密闭外部结构以及空泡结构的形成，从而利用冲击动能的转化。

在上述的一种车用铝制品杆件中，所述缓冲结构外表面成紧密排列结构或者整体结构。本方案的紧密排列结构或者整体结构，使得在初始状态下，外侧结构即具有相对外在的锡层结构，从而可以对相对缓慢的冲撞挤压具有较好的适应性，降低对反应时间的需求，从而有利于受压时，密闭外部结构以及空泡结构的形成，从而利用冲击动能的转化，并且该结构有利于对内部空泡结构的控制，而提升对产品缓冲性能的控制性。

在上述的一种车用铝制品杆件中，所述添加剂其表面均预先形成有中间层，所述中间层包括至少一层铝中间层。

在上述的一种车用铝制品杆件中，所述中间层中每层铝中间层的厚度为0.1-0.4微米。

在上述的一种车用铝制品杆件中，所述中间层的总厚度为2-3微米。

本发明中对中间层总厚度以及各层厚度的控制，以适应添加剂对合金稳定性、环境耐受性以及对合金组织的相容性的影响，降低负作用的发生几率，从而在添加部分形成一致且有效的相组成部分，从而在合金组织表层形成耐受性好和机械性能突出的改进组织。

在上述的一种车用铝制品杆件中，所述壳体表面至少部分区域还形成有向外凸出的凸起结构。

在上述的一种车用铝制品杆件中，所述凸起结构包括硅橡胶材质的主体。本方案中硅橡胶材质的主体使得该凸起结构具有良好的弹性和缓冲恢复能力，从而使其在受到碰撞时，提供良好的柔性缓冲。

在上述的一种车用铝制品杆件中，所述凸起结构的主体上还设置有硬质帽，硬质帽设置在主体端部并且与主体端部相配合。本方案中设置的硬质帽，为硅橡胶材质的主体提供防护的同时，使其不易在使用中被破坏，同时又可以提高耐磨性，防止磨损。硬质帽可以为陶瓷帽，该陶瓷帽可以为碳化硅陶瓷薄片型，其与硅橡胶主体具有良好的相容性，同时又具有质轻，刚性好、耐磨性强的特性，使其对凸起结构提供充分的防护。碳化硅陶瓷薄片型的硬质帽，利用碳化硅陶瓷高强度高硬度的特性并且结合其较薄的厚度，而在产品受到较大冲击时，优先发生刚性破碎，而后再将受力传递到主体等结构，从而对产品实施刚性-柔性双重防护，从而提升产品的防冲击和耐磨损性能。该方案中碳化硅陶瓷可以为，其原料组成包括，以重量份数计：α-碳化硅100份；氧化铝颗粒和氧化镁颗粒0.3-1.2份；萤石粉0.2份；YAG粉3-10份。作为优选，α-碳化硅的粒度为D50≤0.5微米。更优选的，氧化铝颗粒和氧化镁颗粒的粒度为D50≤3.0微米。更优选地，原料经水基球磨制备，其中水基球磨时添加占原料总质量百分数16-20％的PVA水溶液，PVA水溶液的浓度为10wt.％。更优选地，水基球磨时还添加占原料总质量百分数0.05-0.5％的分散剂。

与现有技术相比，本发明提供的车用铝制品杆件，将第一连接机构和第二连接机构分别嵌装于壳体的两端，并与壳体一体成型，且第一连接机构的开口方向与第二连接机构的开口方向相垂直，便于连接两个不同方向的零部件，且连接牢固，定位可靠以及不易断裂。

附图说明

图1是本发明一种车用铝制品杆件的结构示意图。

图2是图1所示车用铝制品杆件另一视角的结构示意图。

图3是图2所示车用铝制品杆件的俯视图。

图中，100、壳体；110、竖臂；111、第一连接孔；112、方孔；120、横臂；121、第二连接孔；200、第一连接机构；210、第一通孔；220、第一凹槽；230、第一挡板；240、第一定位孔；300、第二连接机构；310、第二通孔；320、第二凹槽；330、第二挡板；340、第二定位孔；350、定位块；360、固定孔。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，本发明提供的一种车用铝制品杆件，包括：壳体100，呈L形设置，包括竖臂110和横臂120，且竖臂110与横臂120之间通过圆弧过渡，使得车用铝制品杆件的表面变得光滑，其中沿竖臂110一端的厚度方向开设有第一连接孔111，沿竖臂110另一端的厚度方向开设有方孔112，且第一连接孔111和方孔112相连通，沿横臂120的厚度方向开设有第二连接孔121，且方孔112和第二连接孔121相连通；第一连接机构200，呈回转体状设置，并扣接于第一连接孔111处，且第一连接机构200与竖臂110一体成型；第二连接机构300，扣接于第二连接孔121处，并与横臂120一体成型；其中第一连接机构200的开口方向与第二连接机构300的开口方向相垂直。

优选地，如图1和图2所示，靠近第一连接机构200的横臂120一端为阶梯状斜口；远离第一连接结构的横臂120一端为圆口。

优选地，如图1和图2所示，沿第一连接机构200的厚度方向设置有第一通孔210，且第一通孔210与第一连接孔111相连通；沿第二连接机构300的厚度方向设置有第二通孔310，且第二通孔310与第二连接孔121相连通。

优选地，如图1和图2所示，沿第一连接机构200的轴线方向呈环形阵列设置有若干个第一凹槽220，且任意两相邻第一凹槽220之间通过第一挡板230相隔，其中，每一个第一挡板230上设置有第一定位孔240，通过第一凹槽220和第一定位孔240，使得第一连接机构200与其他零部件之间的连接更加的精确。

优选地，如图1和图2所示，沿第二连接机构300的轴线方向呈环形阵列设置有若干个第二凹槽320，其中，第二凹槽320设置于第二连接机构300的一侧，且任意两相邻第二凹槽320之间通过第二挡板330相隔，其中，每一个第二挡板330的一端设置有第二定位孔340，每一个第二挡板330的另一端设置有定位块350，通过第二凹槽320、第二定位孔340以及定位块350，使得第一连接机构200与其他零部件之间的连接更加的精确。

优选地，如图2和图3所示，沿第二连接机构300的轴线方向呈环形阵列设置有若干个固定孔360，且每一个固定孔360为沉孔，使得第二连接机构300在安装后，其表面平整、光滑。

优选地，如图1和图2所示，沿设置有第一凹槽220的第一连接机构200的外轮廓设置有环形第一密封圈，沿第二连接孔121的外轮廓设置有阶梯状的第二密封圈，提高车用铝制品杆件的密封性。

本发明提供的车用铝制品杆件，将第一连接机构200和第二连接机构300分别嵌装于壳体100的两端，并与壳体100一体成型，且第一连接机构200的开口方向与第二连接机构300的开口方向相垂直，便于连接两个不同方向的零部件，且连接牢固，定位可靠。

本发明方案中壳体为铝合金材质，包括而不限于以下所列实施方案为本发明方案中壳体的部分实施例。

铝合金材质的实施例1

本实施例中，应用于壳体的铝合金的元素质量百分比组成包括，Mg：2.9％，Cr：1％，Cu：0.8％，Si：0.47％，Ti：1％，Re：0.5％，Ni：0.1％，添加剂0.1-0.3％，余量为铝。

铝合金材质的实施例2

本实施例中，应用于壳体的铝合金的元素质量百分比组成包括，Mg：2.8％，Cr：1.1％，Cu：0.6％，Si：0.48％，Ti：0.08％，Re：0.6％，Ni：0.15％，添加剂0.1-0.3％，余量为铝。

铝合金材质的实施例3

本实施例中，应用于壳体的铝合金的元素质量百分比组成包括，Mg：2.7％，Cr：1.2％，Cu：0.5％，Si：0.31％，Ti：0.06％，Re：0.7％，Ni：0.22％，添加剂0.1-0.3％，余量为铝。

铝合金材质的实施例4

本实施例中，应用于壳体的铝合金的元素质量百分比组成包括，Mg：2.6％，Cr：1.3％，Cu：1.0％，Si：0.39％，Ti：0.04％，Re：0.8％，Ni：0.5％，添加剂0.1-0.3％，余量为铝。

铝合金材质的实施例5

本实施例中，应用于壳体的铝合金的元素质量百分比组成包括，Mg：2.5％，Cr：1.4％，Cu：0.9％，Si：0.48％，Ti：0.02％，Re：0.9％，Ni：0.6％，添加剂0.1-0.3％，余量为铝。

铝合金材质的实施例6

本实施例中，应用于壳体的铝合金的元素质量百分比组成包括，Mg：2.4％，Cr：1.5％，Cu：0.7％，Si：0.47％，Ti：0.1％，Re：1.0％，Ni：0.7％，添加剂0.1-0.3％，余量为铝。

铝合金材质的实施例7

本实施例中，应用于壳体的铝合金的元素质量百分比组成包括，Mg：2.3％，Cr：1.6％，Cu：0.75％，Si：0.42％，Ti：0.2％，Re：0.54％，Ni：0.04％，添加剂0.1-0.3％，余量为铝。

铝合金材质的实施例8

本实施例中，应用于壳体的铝合金的元素质量百分比组成包括，Mg：2.2％，Cr：1.7％，Cu：0.55％，Si：0.33％，Ti：0.3％，Re：0.68％，Ni：0.5％，添加剂0.1-0.3％，余量为铝。

铝合金材质的实施例9

本实施例中，应用于壳体的铝合金的元素质量百分比组成包括，Mg：2.1％，Cr：2.6％，Cu：0.65％，Si：0.39％，Ti：0.4％，Re：0.77％，Ni：0.4％，添加剂0.1-0.3％，余量为铝。

铝合金材质的实施例10

本实施例中，应用于壳体的铝合金的元素质量百分比组成包括，Mg：2.0％，Cr：2.4％，Cu：0.93％，Si：0.4％，Ti：0.5％，Re：0.84％，Ni：0.01％，添加剂0.1-0.3％，余量为铝。

铝合金材质的实施例11

本实施例中，应用于壳体的铝合金的元素质量百分比组成包括，Mg：3％，Cr：2.2％，Cu：0.88％，Si：0.5％，Ti：0.6％，Re：0.97％，Ni：0.1％，添加剂0.1-0.3％，余量为铝。

铝合金材质的实施例12

本实施例中，应用于壳体的铝合金的元素质量百分比组成包括，Mg：3.3％，Cr：2％，Cu：0.72％，Si：0.3％，Ti：0.7％，Re：0.88％，Ni：0.8％，添加剂0.1-0.3％，余量为铝。

铝合金材质的实施例13

本实施例中，应用于壳体的铝合金的元素质量百分比组成包括，Mg：3.1％，Cr：1.8％，Cu：0.64％，Si：0.42％，Ti：0.8％，Re：0.62％，Ni：0.7％，添加剂0.1-0.3％，余量为铝。

铝合金材质的实施例14

本实施例中，应用于壳体的铝合金的元素质量百分比组成包括，Mg：3.2％，Cr：1.9％，Cu：0.76％，Si：0.35％，Ti：0.9％，Re：0.88％，Ni：1％，添加剂0.1-0.3％，余量为铝。

表1实施例1-17试样机械性能

表1测试值均为相应试样随机抽取100件，重复测试区平均值，试样规格均为3mm*1*10的板材。同时另行抽取10件样品，在毛毡、猪鬃、砂石、钢丸各25wt％中模拟磨损环境，振动频率2-10Hz，连续1000小时，样品表面无明显凹凸不平，表面损耗不超过0.2mm。

鉴于本发明方案实施例众多，各实施例实验数据庞大众多，不适合于此处逐一列举说明，但是各实施例所需要验证的内容和得到的最终结论均接近，故而此处不对各个实施例的验证内容进行逐一说明，仅以以上实施例1-14作为代表说明本发明申请优异之处。

包括而不限于以下实施例在内的内容，为包括而不限于上述实施例1-14所列举的技术方案的进一步优化(经过测定，优化后测试耐磨损性能和机械性能相较于上表1对应所示均得到10-40％左右的提升)，而非对本发明保护范围的限定。

包括而不限于上述实施例中，添加剂可以为包括而不限于如下的任一情形：添加剂碳纤维在铝合金含量为0.13wt％；添加剂陶瓷纤维在铝合金含量为0.3wt％；添加剂氮化钛在铝合金含量为0.2wt％；添加剂碳酸钙在铝合金含量为0.1wt％；添加剂碳纤维、陶瓷纤维在铝合金含量分别为0.1wt％、0.13wt％；添加剂碳纤维、碳酸钙在铝合金含量分别为0.01wt％、0.16wt％wt％；添加剂碳纤维、氮化钛在铝合金含量分别为0.15wt％、0.13wt％；添加剂陶瓷纤维、氮化钛在铝合金含量分别为0.1wt％、0.18wt％；添加剂陶瓷纤维、碳酸钙在铝合金含量分别为0.05wt％、0.05wt％；添加剂氮化钛、碳酸钙在铝合金含量分别为0.01wt％、0.23wt％；添加剂碳纤维、陶瓷纤维、氮化钛在铝合金含量分别为0.1wt％、0.03wt％、0.13wt％；添加剂碳纤维、陶瓷纤维、碳酸钙在铝合金含量分别为0.04wt％、0.08wt％、0.12wt％；添加剂碳纤维、氮化钛、碳酸钙在铝合金含量分别为0.15wt％、0.07wt％、0.04wt％；添加剂陶瓷纤维、氮化钛、碳酸钙在铝合金含量分别为0.01wt％、0.23wt％、0.03wt％；添加剂碳纤维、陶瓷纤维、氮化钛、碳酸钙在铝合金含量分别为0.11wt％、0.03wt％、0.05wt％、0.11wt％；添加剂碳纤维、碳酸钙在铝合金含量分别为0.08wt％、0.03wt％；添加剂碳纤维、陶瓷纤维、氮化钛、碳酸钙在铝合金含量分别为0.08wt％、0.03wt％、0.05wt％、0.10wt％。

与包括而不限于上述实施例相区别的：添加剂在铝合金中掺杂于合金表层。

与包括而不限于上述实施例相区别的：添加剂在铝合金中掺杂深度为0.5mm(添加剂在铝合金中掺杂深度还可以为0.17mm、0.29mm、0.36mm、0.48mm、0.32mm、0.4mm、0.24mm、0.25mm、0.21mm、0.18mm、0.30mm、0.33mm、0.14mm、0.22mm、0.103mm、0.02mm、0.05mm、0.07mm、0.08mm、0.1mm、0.2mm、0.15mm、0.25mm、0.35mm、0.45mm以及其它不大于0.5mm的值)。当集聚成一个非常小的厚度是，合金表面形成了一个主要由添加剂组成以合金为粘接剂的壳层，此时具有良好的耐磨性和耐高温性能。此时，添加剂可以在铜合金中掺杂深度内的合金表层中均匀分布；也可以含量由表及里地递减，即随着掺杂深度的增加，同一深度中添加剂的含量减少。

与包括而不限于上述实施例相区别的：添加剂在铝合金中掺杂的合金表层中均匀分布。

与包括而不限于上述实施例相区别的：添加剂在铝合金中掺杂的合金表层中由表及里地递减(即随着掺杂深度的增加，同一深度中添加剂的含量减少)。

与包括而不限于上述实施例相区别的：壳体表面至少部分区域还设置有缓冲结构，缓冲结构的材质为锡。

与包括而不限于上述实施例相区别的：缓冲结构在接近壳体表面处具有孔隙结构。

与包括而不限于上述实施例相区别的：缓冲结构由外而内成倒三角形。

与包括而不限于上述实施例相区别的：缓冲结构由外而内成倒锥台形。

与包括而不限于上述实施例相区别的：缓冲结构外表面成紧密排列结构，即缓冲结构的外部部分紧挨着排列。

与包括而不限于上述实施例相区别的：缓冲结构外表面成整体结构，即缓冲结构的外侧部分成整体的完整的一个结构。

与包括而不限于上述实施例相区别的：添加剂其表面均预先形成有中间层，所述中间层包括至少一层铝中间层。

与包括而不限于上述实施例相区别的：中间层中每层铝中间层的厚度为0.1微米(中间层中每层铝中间层的厚度还可以为0.17微米、0.29微米、0.36微米、0.18微米、0.32微米、0.4微米、0.24微米、0.25微米、0.21微米、0.13微米、0.30微米、0.33微米、0.14微米、0.22微米、0.103微米、0.02微米、0.19微米、0.37微米、0.28微米、0.1微米、0.2微米、0.15微米、0.25微米、0.35微米、0.125微米以及0.1-0.4微米范围内其它任意值)。

与包括而不限于上述实施例相区别的：中间层的总厚度为2微米(中间层的总厚度还可以为2.17微米、2.29微米、2.36微米、2.18微米、2.32微米、2.4微米、2.24微米、2.25微米、2.21微米、2.13微米、2.30微米、2.33微米、2.14微米、2.22微米、2.103微米、2.02微米、2.19微米、2.37微米、2.28微米、2.1微米、2.2微米、2.5微米、2.25微米、2.35微米、2.6微米、2.7微米、2.8微米、2.9微米、3微米、2.125微米、2.15微米、2.45微米、2.55微米、2.65微米、2.75微米、2.85微米、2.95微米以及2-3微米范围内其它任意值)。

与包括而不限于上述实施例相区别的：壳体表面至少部分区域还形成有向外凸出的凸起结构。

与包括而不限于上述实施例相区别的：凸起结构包括硅橡胶材质的主体。

与包括而不限于上述实施例相区别的：凸起结构的主体上还设置有硬质帽，硬质帽设置在主体端部并且与主体端部相配合。

与包括而不限于上述实施例相区别的，硬质帽为碳化硅陶瓷薄片型。

与包括而不限于上述实施例相区别的，碳化硅陶瓷的硬质帽可以通过包括而不限于如下所述的制备实施例得到：

制备实施例1

本制备实施例中，陶瓷的原料组成为α-碳化硅100份；氧化铝颗粒和氧化镁颗粒0.3份；萤石粉0.2份(该适量的萤石粉起到辅助氧化铝颗粒适度熔融粘结，而有利于促进陶瓷颗粒骨架的成型，下同)；YAG粉5份，上述原料经混料球磨、喷雾干燥、干压成型、低温烧结等工艺后得到烧结陶瓷硬质帽，

其中低温烧结为在高温真空炉内氩气保护下烧结，烧结温度为1875℃，炉内温度达到烧结温度后保温烧结时间为1.3h，氩气在高温真空炉预热至1500℃时充入。