防腐蚀连接结构的制作方法

本实用新型涉及一种防腐蚀连接结构。

背景技术：

异金属腐蚀又称电偶腐蚀，在同一腐蚀介质中，凡具有不同电极电位的金属相互接触所发生的电化学腐蚀即异金属腐蚀。异种金属在同一介质中接触，由于电极电位不相等而有电偶电流流动。电位低的金属成为阳极，其腐蚀速率较接触前大大提高，有时会增加数十倍，造成接触处的局部腐蚀。电位高的金属成为阴极，其腐蚀速率较接触前大大降低，甚至不发生腐蚀。

紧固件连接两个部件的时候，紧固件往往与待连接的部件属于不同的金属材料。为了防止紧固件与两个部件之间发生异金属腐蚀，需要在紧固件与两个部件之间设置防腐层。但是很难保证防腐层各处厚度一致，难免会有孔隙或缺口。现有的两个部件之间具有间隙，该间隙容易进入湿气和盐雾等电解质，电解质容易通过上述孔隙或缺口形成电子通道进而电连接紧固件与两个部件，从而降低防异金属腐蚀的效果。

技术实现要素：

本实用新型提出了一种防异金属腐蚀效果好的防腐蚀连接结构。

一种防腐蚀连接结构，包括第一金属件、异金属件和第二物件，所述异金属件连接所述第一金属件与所述第二物件；

所述异金属件与所述第一金属件的接触面之间设置有能防止异金属腐蚀的第一隔离层，所述第一金属件与所述第二物件的接触面之间密封有所述第二隔离层，所述第二隔离层与所述第一隔离层连通。

在上述的防腐蚀连接结构的一个实施例中，所述第一隔离层密封所述异金属件与所述第一金属件的接触面之间的间隙，且所述第一隔离层密封所述异金属件与所述第二物件的接触面之间的间隙。

在上述的防腐蚀连接结构的一个实施例中，所述第一隔离层和所述第二隔离层均为非粘接剂层。

在上述的防腐蚀连接结构的一个实施例中，所述第一隔离层和所述第二隔离层是由相同的流态体形成的流态层。

在上述的防腐蚀连接结构的一个实施例中，所述流态体设置在所述异金属件的外表面，且在所述异金属件连接所述第一金属件与所述第二物件的过程中，自动流动形成所述第一隔离层和所述第二隔离层。

在上述的防腐蚀连接结构的一个实施例中，所述第一金属件和所述第二物件至少其中一个为镁合金，且所述异金属件的电极电位高于所述镁合金。

在上述的防腐蚀连接结构的一个实施例中，所述第一金属件和所述第二物件均设置有连接孔，所述异金属件螺纹连接所述第一金属件与所述第二物件。

在上述的防腐蚀连接结构的一个实施例中，所述流态体流动至所述异金属件的底端且堆积形成第一隔离体，所述第一隔离体封堵所述异金属件与所述连接孔之间的间隙的底端口。

在上述的防腐蚀连接结构的一个实施例中，所述异金属件包括相连的螺纹杆和头部，所述连接孔与所述螺纹杆的接触面之间设置有所述第一隔离层，所述头部覆盖有第二隔离体，所述第二隔离体封堵所述异金属件与所述连接孔之间的间隙的顶端口。

在上述的防腐蚀连接结构的一个实施例中，所述头部位于所述连接孔内。

在上述的防腐蚀连接结构的一个实施例中，所述连接孔的孔壁设置有预处理层。

在上述的防腐蚀连接结构的一个实施例中，所述第一金属件与所述第二物件的接触面之间设置有预处理层。

本实用新型的防腐蚀连接结构的优点在于：所述第一金属件与所述第二物件之间的湿气和盐雾等电解质被所述第二隔离层隔断了，从而能够防止所述第一金属件与所述第二物件之间的湿气和盐雾等电解质通过所述第一隔离层的孔隙或缺口电连接所述第一金属件与所述异金属件，从而能够提高所述防异金属腐蚀的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型实施例第一金属件、异金属件和第二物件的分解图；

图2为图1在i处的局部放大图；

图3为本实用新型实施例沉投螺钉连接第一金属件和第二物件的剖视图；

图4为本实用新型实施例圆柱头螺钉连接第一金属件和第二物件的剖视图；

图5为图4在ii处的局部放大图。

图中部件名称及标号如下：第一金属件10、第一连接孔11、外敞口端111、连接底面13、异金属件20、螺纹杆21、头部22、第二物件30、第二连接孔31、连接顶面32、第一隔离层41、第二隔离层42、第一隔离体43、第二隔离体44、预隔离层50、第一预隔离层51、第二预隔离层52。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例公开了一种防腐蚀连接结构，该防腐蚀连接结构包括第一金属件10、异金属件20和第二物件30，异金属件20是一种连接件，异金属件20连接第一金属件10与第二物件30。第一金属件10的电极电位低于异金属件20，第一金属件10与异金属件20接触之后，第一金属件10容易发生异金属腐蚀，因此需要提高第一金属件10的抗异金属腐蚀的能力。

异金属件20可以为带有螺纹的螺钉、销钉、螺柱、螺母等。异金属件20可采用盘头、中柱头、扁头、沉头、六角头、圆柱头、内六角、六角头、六角头带垫片、沉头带垫片、盘头带垫片等多种结构。

异金属件20表面可以设置有氧化膜层或者其他绝缘涂层，包括阳极氧化层、电镀层、电泳层、喷漆层、喷粉层、发黑层、磷化层、钝化层等。

图3显示的是异金属件20为沉头螺钉时的防腐蚀连接结构的剖视图，图4显示的是异金属件20为圆柱头螺钉时的防腐蚀连接结构的剖视图。如图3和图4所示，异金属件20与第一金属件10的接触面之间设置有能防止异金属腐蚀的第一隔离层41，第一金属件10与第二物件30的接触面之间密封有第二隔离层42，第二隔离层42与第一隔离层41连通。本实施例的防腐蚀连接结构的优点在于：第一金属件10与第二物件30之间的湿气和盐雾等电解质被第二隔离层42隔断了，从而能够防止第一金属件10与第二物件30之间的湿气和盐雾等电解质通过第一隔离层41的孔隙或缺口电连接第一金属件10与异金属件20，从而能够提高防异金属腐蚀的效果。

第二隔离层42可以延伸至第一金属件10与第二物件30全部的接触面，进而完全消除第一金属件10与第二物件30之间的间隙。也可以如图3和图4所示，第二隔离层42只有一段长度，不完全消除第一金属件10与第二物件30之间的间隙。这两种情况均能够防止第一金属件10与第二物件30之间的湿气和盐雾等电解质通过第一隔离层41的孔隙或缺口电连接第一金属件10与异金属件20。

如果异金属件20与第一金属件10之间以及异金属件20与第二物件30之间具有湿气和盐雾等电解质，该电解质仍然会通过第一隔离层41的孔隙或缺口电连接第一金属件10与异金属件20。为了防止异金属件20与第一金属件10之间以及异金属件20与第二物件30之间具有湿气和盐雾等电解质，本实施例采取的措施是：第一隔离层41密封异金属件20与第一金属件10的接触面之间的间隙，且第一隔离层41密封异金属件20与第二物件30的接触面之间的间隙。即第一隔离层41充满了异金属件20与第一金属件10之间的间隙以及充满了异金属件20与第二物件30之间的间隙，从而能够防止异金属件20与第一金属件10之间具有湿气和盐雾等电解质，也防止了异金属件20与第二物件30之间具有湿气和盐雾等电解质。

如图3和图4所示，第二隔离层42、异金属件20与第一金属件10之间的第一隔离层41、异金属件20与第二物件30之间的第一隔离层41三者连通。

第一金属件10和第二物件30至少其中一个为镁合金，且异金属件20的电极电位高于镁合金。电极电位高的金属腐蚀速率比连接之前大大降低，甚至不发生腐蚀。例如，第一金属件10和第二物件30均为镁合金。此时，第一金属件10与第二物件30之间不存在异金属腐蚀的问题。当第一金属件10和第二物件30均为镁合金的时候，实验表明，本实施例的防腐蚀连接结构的第一金属件10和第二物件30均满足gjb150.11a-2009规定的96h的盐雾试验要求，且本实施例的防腐蚀连接结构整体也满足gjb150.11a-2009规定的96h的盐雾试验要求。例如，也可以第一金属件10为镁合金，第二物件30为非金属件。

镁的密度1.7g/cm3，仅为铝的2/3，铁的1/4，是目前为止最轻的金属工程结构材料，具有较高的阻尼减震和电磁屏蔽特性，比强度高、导电性好、具有良好的加工性能和抗冲击性能等，广泛应用于电子、汽车和航空等领域。但是镁合金是自然界中极活泼金属，标准电极电位极低，为-2.37v，抗异金属腐蚀性能极差。现有的连接件与镁合金连接之后，镁合金异金属腐蚀严重。在gjb150.11a-2009规定的盐雾环境中试验仅仅24h后，镁合金与连接件在连接处会发生严重的异金属腐蚀，造成连接松动或失效，甚至会引起机械的灾难性破坏。因此，现有的连接件与镁合金连接后，镁合金异金属腐蚀严重，限制了镁合金的广泛应用。本实施例的防腐蚀连接结构能够提高镁合金的抗异金属腐蚀的能力，从而能够提高镁合金的应用范围。例如可以将镁合金应用在摄像机上，使得摄像机的重量更轻、抗冲击性能更好。

优选地，第一隔离层41和第二隔离层42均为非粘接剂层，从而能够使得第一金属件10、第二物件30和异金属件20组装之后，不会粘接在一起，能够拆卸。进一步地，第一隔离层41和第二隔离层42是由相同的流态体形成的流态层。例如，流态体是涂覆剂，该涂覆剂可以是合成脂类，是一种抗咬合剂，具有润滑的作用，使用在部件之间后，不会粘接两个部件，不影响部件之间的拆卸，适用于拆卸次数较多的场合。

流态体设置在异金属件20的外表面，且在异金属件20连接第一金属件10与第二物件30的过程中，自动流动形成第一隔离层41和第二隔离层42，因此第一隔离层41和第二隔离层42为流态层的优点包括：形成第一隔离层41和第二隔离层42方便、快速。进一步地，流态体流动至异金属件20的底端且堆积形成第一隔离体43，第一隔离体43封堵异金属件20与连接孔之间的间隙的底端口。第一隔离体43能够提高密封效果，从而能够防止外界湿气和盐雾等电解质通过第一隔离层41的孔隙或缺口电连接第一金属件10与异金属件20，从而能够提高防异金属腐蚀的效果。由于第一隔离体43也是上述的流态体，所以第一隔离体43与第一隔离层41和第二隔离层42的材料一样。本实施例形成第一隔离层41、第二隔离层42和第一隔离体43的方式简单、快速，且第一隔离层41、第二隔离层42和第一隔离体43自动相互连通，不需要另外采取措施使得第一隔离层41、第二隔离层42和第一隔离体43连通。

第一隔离层41、第二隔离层42和第一隔离体43的成型方式可以为：在异金属件20连接第一金属件10和第二物件30之前，在螺纹杆21的外表面涂有足够量的涂覆剂，装配的过程中，即螺纹配合的过程中，部分涂覆剂会进入第一金属件10与第二物件30的接触面之间，自动形成第二隔离层42，且第二隔离层42与第一隔离层41连通。部分涂覆剂向下流动至螺纹杆21的下端，自动堆积形成第一隔离体43。这里的向下指的是背离第一金属件10的方向。第一隔离层41、第二隔离层42和第一隔离体43的成型方式简单，耗时短，适用于工业生产。

如图1、图3和图4所示，第一金属件10和第二物件30均设置有连接孔，第一金属件10的连接孔为第一连接孔11，第二物件30的连接孔为第二连接孔31。异金属件20包括相连的螺纹杆21和头部22，异金属件20螺纹连接第一金属件10与第二物件30。第一连接孔11与螺纹杆21的接触面之间以及第二连接孔31与螺纹杆21的接触面之间均设置有第一隔离层41。头部22覆盖有第二隔离体44，第二隔离体44封堵异金属件20与第一连接孔11之间的间隙的顶端口。第二隔离体44能够提高密封效果，从而能够防止外界湿气和盐雾等电解质通过第一隔离层41的孔隙或缺口电连接第一金属件10与异金属件20，从而能够提高防异金属腐蚀的效果。

优选地，第一隔离层41、第二隔离层42、第一隔离体43和第二隔离体44连通，能进一步提高防异金属腐蚀的效果。第二隔离体44优选与第一隔离层41、第二隔离层42和第一隔离体43为同一种物质，使得第一隔离层41、第二隔离层42、第一隔离体43和第二隔离体44更加容易相融合。例如，第一隔离层41、第二隔离层42、第一隔离体43和第二隔离体44均为涂覆剂层。

间隙腐蚀是：在间隙处因潮气和污垢的滞留，产生的非常严重的局部腐蚀。在一定条件下，金属表面的腐蚀程度在氧气浓度低的情况下比在氧气浓度高的情况下要严重得多。例如：不锈钢等金属在狭窄的间隙处钝性可能消失，防腐性能大大减低。第一隔离层41消除了异金属件20与第一金属件10的接触面之间的间隙以及异金属件20与第二物件30的接触面之间的间隙，从而能够降低第一金属件10、异金属件20和第二物件30的间隙腐蚀速率。第二隔离层42、第一隔离体43、第二隔离体44也能够降低第一金属件10、异金属件20和第二物件30的间隙腐蚀速率。

如图1所示，第一连接孔11包括相连通的主体孔112和容纳孔113，主体孔112与螺纹杆21的尺寸配合，容纳孔113用于容纳异金属件20的头部22，且与头部22的尺寸相配合。如图3和图4所示，异金属件20的头部22位于容纳孔113内。容纳孔113背离第二物件30的一端为外敞口端111，异金属件20的头部22的外端面与外敞口端111间隔一段距离。优点在于：异金属件20的头部的外表面上的第二隔离体44不会因露在容纳孔113之外，而易被去除。另外，防腐蚀连接结构的外观不会因为第二隔离体44受到影响。第二隔离体44可以覆盖头部22的整个外表面，也可以覆盖头部22的部分外表面，但要使得头部22的外表面与容纳孔113的孔壁之间不会直接接触，即第二隔离体44提高了第一金属件10在头部22附近的抗异金属腐蚀的能力。

第一连接孔11以及第二连接孔31的孔壁均设置有预处理层50，预处理层50分为第一预处理层51和第二预处理层52。如图2所示，第一连接孔11的孔壁和第二连接孔31的孔壁均设置有第一预处理层51。第一金属件10在第一连接孔11以外的其它面设置有第一预处理层51和第二预处理层52，第二物件30在第二连接孔31以外的其它面设置有第一预处理层51和第二预处理层52。第一预处理层51可以为有机化学转化膜、或者无机化学转化膜、或多孔结构的含镁氧化膜，无机化学转化膜为铬酸盐转化膜、磷酸盐转化膜、锰酸盐转化膜、硅酸盐转化膜等。第一预处理层51还可以是导电氧化层，能够具有绝缘作用，提高抗异金属腐蚀的能力。

第二预处理层52可以为涂料涂层，主要成分包含聚氨酯类、环氧树脂类、丙烯酸类、醇酸树脂类、酚醛类、不饱和聚酯类、硝基类、氨基类、乙烯基类等。第二预处理层52还可以为烤漆层。

如图5所示，第一金属件10与第二物件30接触的面为连接底面13，第二物件30与第一金属件10接触的面为连接顶面32，连接底面13与连接顶面32之间具有第二隔离层42。连接底面13与连接顶面32之间还具有第一预处理层51和第二预处理层52，进一步提高抗异金属腐蚀和抗间隙腐蚀的能力。第一预处理层51和第二预处理层52可以是在第一金属件10和第二物件30成型的过程中，通过表面处理工艺形成在第一金属件10和第二物件30的表面。

在另外的实施例中，该涂覆剂还可以为环氧胶、螺纹胶等多种有机或者无机类粘接剂，有机类粘接剂包括硅胶类、丙烯酸类、聚氨酯类、环氧树脂类、橡胶类等。无机类粘接剂包含硫酸盐类、硅酸盐类、磷酸盐类、硼酸盐类等。涂覆剂也可以是涂料涂层，主要成分包含聚氨酯类、环氧树脂类、丙烯酸类、醇酸树脂类、酚醛类、不饱和聚酯类、硝基类、氨基类、乙烯基类等。粘接剂能提升异金属件20连接强度，在有冲击强度要求的情况下使用。当第一隔离层41和第二隔离层42为粘接剂时，可以不设置第二隔离体44，也能够提高防异金属腐蚀的效果和降低间隙腐蚀。

容纳孔113和头部22的结构不同，会导致容纳孔113和头部22之间的密封效果不同，进而导致防异金属腐蚀的效果不同。异金属件20的材料和结构不同也会导致防异金属腐蚀的效果不同。是否设置第一隔离层41、第二隔离层42、第一隔离体43、第二隔离体44也会导致防异金属腐蚀的效果不同。

本实施例可以满足gjb150.11a-2009规定的96h的盐雾试验要求的防腐蚀连接结构组如表一，表一中第一金属件10为镁合金。

表一

表一中，第一金属件对应的常用指的是：第一连接孔11采用的是现有的孔结构。本实施例的容纳孔113是在现有的孔结构的基础上加深深度形成。

表一中提到的涂覆剂、环氧胶、螺纹胶具体指的是：第一隔离层41、第二隔离层42、第一隔离体43、第二隔离体44采用的材料为涂覆剂、环氧胶、螺纹胶。

表一中，异金属件安装方式中的常规指的是：异金属件20直接螺纹连接第一金属件10和第二物件30，不设置第一隔离层41、第二隔离层42、第一隔离体43、第二隔离体44。

容纳孔设置倒角放置沉头螺钉即为图3所示的容纳孔113的结构。

本实施例第一金属件10和第三物件30均采用镁合金时的对比试验组如表二。表二中的镁合金指的是第一金属件10和第三物件30。

表二

表二中，异金属件安装方式中的常规指的是：异金属件20直接螺纹连接第一金属件10和第二物件30，不设置第一隔离层41、第二隔离层42、第一隔离体43、第二隔离体44。

表二中具体例1：第一金属件10和第三物件30为压铸镁合金az91d，第一金属件10和第三物件30的表面先经过导电氧化形成导电氧化层，导电氧化层能起到绝缘的作用，降低第一金属件10和异金属件20之间的腐蚀电位差，该导电氧化层即为第一预隔离层51。第一金属件10除第一连接孔11以外且第三物件30除第二连接孔31以外，烤漆处理形成烤漆层，该烤漆层即为第二预隔离层52。异金属件20为沉头螺钉，采用316l材质。沉头螺钉相对于圆柱头螺钉、盘头螺钉等，更容易与第一金属件10的容纳孔113的孔壁之间形成密封结构，防止湿气和盐雾进入异金属件20与容纳孔113的孔壁之间。异金属件20所形成的钝化层能提高异金属件20自身的防腐性能，同时起到一定的绝缘作用，降低与第一金属件10以及与第三物件30之间的腐蚀电位差。

镁的标准电极电位差为-2.38v，一般钢的电极电位差为约0v，一般异种金属接触时，腐蚀电位差小于0.25v时，不会发生异金属腐蚀。异金属件20采用钝化层加上第一金属件10以及第三物件30采用第一预隔离层51加上第一隔离层41的设置，能较大程度降低两者之间的腐蚀电位差。通过试验表明，该结构可以满足gjb150.11a-2009规定的96h的盐雾试验要求。

表二中具体例2：异金属件20安装方式中的常规指的是：异金属件20直接螺纹连接第一金属件10和第二物件30，不采用第一隔离层41、第二隔离层42、第一隔离体43、第二隔离体44。异金属件20为圆柱头铝螺钉,材料为al6061-t6。第一预隔离层51为导电氧化层，第二预隔离层52为烤漆层。连接孔31内装有钢丝螺套以加强第三物件30螺纹受异金属件20反复拆装的影响。由于铝与镁合金的电位差比较小，采用铝螺钉直接连接第一金属件10和第二物件30，也能满足gjb150.11a-2009规定的96h的盐雾试验要求。

表二中具体例3：异金属件20为圆柱头铝螺钉,材料为al7075-t6,第一隔离层41为螺纹胶，第一预隔离层51为导电氧化层，第二预隔离层52为烤漆层。连接孔31内装有钢丝螺套以加强第三物件30螺纹受异金属件20反复拆装的影响。通过试验表明，该结构可以满足gjb150.11a-2009规定的96h的盐雾试验要求。

表二中比较例1：异金属件20为316l内六角圆柱头螺钉。异金属件20直接连接第一金属件10和第三物件30，不采用第一隔离层41、第二隔离层42、第一隔离体43、第二隔离体44。第一预隔离层51为导电氧化层。第二预隔离层52为烤漆层。该结构不满足gjb150.11a-2009规定的96h的盐雾试验要求。

表二中比较例2：异金属件20为316l圆柱头螺钉且钝化处理。第一隔离层41、第二隔离层42和第一隔离体43为环氧密封胶。未设置第二隔离体44。第一预隔离层51为导电氧化层。第二预隔离层52为烤漆层。该结构不满足gjb150.11a-2009规定的96h的盐雾试验要求。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。