專利名稱：由鎂合金或鋁合金制成的金屬絲螺紋嵌件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于插入構(gòu)件的螺紋孔內(nèi)的、由螺旋形卷繞的金屬絲體構(gòu)成的金屬絲螺紋嵌件。
背景技術(shù)：
這種類型的金屬絲螺紋嵌件用于提高具有較小強(qiáng)度的構(gòu)件內(nèi)的螺紋的螺紋承載能力或用于對損壞的螺紋進(jìn)行修補(bǔ)。因此它必須具有相應(yīng)的高強(qiáng)度并且通常由鋼制成。使用由鋼制成的金屬絲螺紋嵌件的一個困難在于，鋼易于與特定的內(nèi)螺紋材料發(fā)生接觸腐蝕并且與特定的螺紋材料咬緊(galling)。
由EP 1 070 860已知對由鋼制成的金屬絲螺紋嵌件加設(shè)含氟聚合物涂層，以便加大接觸腐蝕的難度。EP 1 122 449建議使用一種特殊的氮氣加強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)鋼合金作為金屬絲螺紋嵌件的材料，以便改善其克服咬緊的能力。
為了避免金屬絲螺紋嵌件與由鎂鑄造合金制成的構(gòu)件之間的接觸腐蝕，已知將一種高強(qiáng)度的鋁鍛造合金(AlZnMgCu1.5)電鍍或陽極氧化在金屬絲螺紋嵌件的表面上作為金屬絲螺紋嵌件的材料，從而在表面上形成氧化鋁層(硬涂層hard coat)。硬涂層表面是電絕緣的，由此阻止金屬絲螺紋嵌件的基本材料與構(gòu)件的鎂鑄造合金之間的接觸腐蝕。此外這種方案具有這樣的優(yōu)點，即硬涂層表面用于在鋼螺釘與由鎂鑄造合金制成的構(gòu)件之間形成電隔離。
上述方案的缺點在于用于提高金屬絲螺紋嵌件的抗接觸腐蝕能力的表面處理或涂層的費用相對較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種由這樣的材料制成的金屬絲螺紋嵌件，所述材料不需要麻煩的后續(xù)處理，但是特別是在由鎂鑄造合金或鋁鑄造合金制成的構(gòu)件中具有抗接觸腐蝕能力。
根據(jù)本發(fā)明的一個方案，金屬絲體由高強(qiáng)度的可淬透的Al-Mg-Si6000系列的鋁鍛造合金制成，沒有抗接觸腐蝕的表面涂層。鋁鍛造合金如AlSilMgCuMn(EN AW6056)是優(yōu)選的，雖然其它的高強(qiáng)度的可淬透的6000系列的鋁鍛造合金也可以使用。
令人意想不到的是，這種金屬絲螺紋嵌件材料適合于應(yīng)用在特別是由鎂鑄造合金以及鋁鑄造合金制成的構(gòu)件中。它具有這種優(yōu)點，即它總體上對腐蝕并且特別是對應(yīng)力裂紋腐蝕具有抵抗能力，并且無需設(shè)置單獨的抗接觸腐蝕的表面涂層。與上述的由鋁鍛造合金制成的具有硬鍍層表面的金屬絲螺紋嵌件不同，按照本發(fā)明構(gòu)成的金屬絲螺紋嵌件雖然具有這樣的缺點，即沒有在由鋼合金制成的螺釘與由鎂鑄造合金制成的構(gòu)件之間形成電隔離。但是總體上根據(jù)本發(fā)明的金屬絲螺紋嵌件具有非常高的經(jīng)濟(jì)性，因為它無需設(shè)置抗接觸腐蝕的表面涂層。此外這種鋁鍛造合金相對于其它材料例如鋼具有相對較高的熱傳導(dǎo)性，這對于特定應(yīng)用目的而言是特別有利的，這在下面還要詳細(xì)闡述。
根據(jù)本發(fā)明的另外一個方案，金屬絲螺紋嵌件的金屬絲體由鎂鍛造合金制成，沒有抗接觸腐蝕的表面涂層。所述鎂鍛造合金在此特別是MgAl3Zn(AZ31)和MgAl6Zn(AZ61)。
令人意想不到的是，雖然已知鎂鍛造合金是脆性的，但是這種金屬絲螺紋嵌件材料適合于應(yīng)用在特別是由鎂制成的構(gòu)件中。鎂鍛造合金特別是具有這種優(yōu)點，即它總體上對接觸腐蝕并且特別是對應(yīng)力裂紋腐蝕具有抵抗能力，而且無需設(shè)置單獨的抗接觸腐蝕的表面涂層或表面處理。鎂鍛造合金的另外一個優(yōu)點在于，金屬絲體的足夠的抗拉強(qiáng)度僅通過在制造金屬絲螺紋嵌件時的冷作硬化就可以獲得，而無需對金屬絲螺紋嵌件進(jìn)行熱處理。此外鎂鍛造合金具有重量輕和熱傳導(dǎo)性高的優(yōu)點，這對于特定應(yīng)用目的而言是特別有利的。
本發(fā)明的有利的進(jìn)一步構(gòu)造由從屬權(quán)利要求中得出。


唯一的附圖以示意方式示出了具有金屬絲螺紋嵌件的螺旋連接件，借助于該附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)闡述。
具體實施例方式
在附圖中示出的金屬絲螺紋嵌件2通常由螺旋形卷繞的金屬絲體構(gòu)成，其插入構(gòu)件4的螺紋孔6中，以便提高螺紋孔6的螺紋承載能力。在金屬絲螺紋嵌件2內(nèi)插入一螺釘10，該螺釘用于將構(gòu)件8與構(gòu)件4夾緊。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明一個方案，金屬絲螺紋嵌件2的金屬絲體由高強(qiáng)度的可淬透的Al-Mg-Si 6000系列的鋁鍛造合金制成，沒有設(shè)置抗接觸腐蝕的表面涂層。高強(qiáng)度的可淬透的鋁鍛造合金如AlSilMgCuMn(EN AW6056)是優(yōu)選的。這些6000系列的鋁鍛造合金是具有較小的銅含量(Cu＜1％)的合金，其特別是相對于鎂鑄造合金如AZ91具有抗腐蝕能力。
為了將金屬絲螺紋嵌件2的抗拉強(qiáng)度提高至400N/mm2以上，金屬絲螺紋嵌件2進(jìn)行相應(yīng)的熱處理。在將金屬絲螺紋嵌件2嵌入容納孔6之前，金屬絲螺紋嵌件有利地設(shè)有一干滑動膜。在此涉及蠟形的物質(zhì)、特別是包含聚乙烯的物質(zhì)，其一方面減小金屬絲螺紋嵌件2與螺紋孔6的螺紋之間的螺紋摩擦，另一方面減小安裝時金屬絲螺紋嵌件2與螺釘10的螺紋之間的螺紋摩擦。
如上所述，由這種鋁鍛造合金制成的金屬絲螺紋嵌件特別適合于提高由鎂鑄造合金例如AZ91制成的構(gòu)件的螺紋承載能力。一方面這種類型的由鋁鍛造合金制成的金屬絲螺紋嵌件的抗拉強(qiáng)度(＞400N/mm2)明顯大于通常的鎂鑄造合金的基本強(qiáng)度。另一方面這種鋁鍛造合金相對于鎂具有高的抗腐蝕性，因為鋁在元素的電動序中靠近鎂。
由這種鋁鍛造合金制成的金屬絲螺紋嵌件不僅可以用于提高螺紋承載能力，而且可以用于修補(bǔ)損壞的螺紋。一個特殊的應(yīng)用情況是用于將鋼火花塞固定在鋁氣缸頭的螺紋孔內(nèi)當(dāng)在現(xiàn)有技術(shù)中這種類型的氣缸頭的螺紋孔損壞時，出于修補(bǔ)目的將由特殊的優(yōu)質(zhì)鋼制成的金屬絲螺紋嵌件插入相應(yīng)鉆出的螺紋孔內(nèi)。因為鋼具有較小的熱傳導(dǎo)性，所以在這種情況下在修補(bǔ)后有時會不期望地改變火花塞的熱平衡。
當(dāng)替代由鋼制成的金屬絲螺紋嵌件，根據(jù)本發(fā)明使用由上述鋁鍛造合金制成的金屬絲螺紋嵌件時，上述問題由于鋁合金的高熱傳導(dǎo)性而得以解決?；鸹ㄈ臒崞胶獠辉俑淖?。
在這種情況下由鋁合金制成的金屬絲螺紋嵌件不僅具有高抗腐蝕性以及較小的重量的優(yōu)點，而且具有高熱傳導(dǎo)性的優(yōu)點。
與金屬絲螺紋嵌件一起使用的螺釘?shù)牟牧蟽?yōu)選為鋁合金，而對于特定的應(yīng)用情況可以使用其它的材料如特別是特種鋼。
根據(jù)本發(fā)明的第二方案，金屬絲螺紋嵌件2的金屬絲體由鎂鍛造合金制成，沒有抗腐蝕的表面涂層。優(yōu)選鎂鍛造合金為MgAl3Zn(AZ31)和MgAl6Zn(AZ61)。
對于這些材料而言，僅僅通過在制造金屬絲螺紋嵌件時的冷作硬化就可以獲得大于350n/mm2的抗拉強(qiáng)度，而無需進(jìn)行熱處理。在本發(fā)明的這種方案中，金屬絲螺紋嵌件設(shè)有干滑動膜，以便獲得金屬絲螺紋嵌件的最佳的螺紋摩擦特性。
令人意想不到的是，雖然鎂鍛造合金具有固有的脆性，但是這種類型的鎂鍛造合金特別適合于作為金屬絲螺紋嵌件材料。特別有利的是，由這種鎂鍛造合金制成的金屬絲螺紋嵌件與由鎂鑄造合金例如AZ91制成的構(gòu)件一起使用，這種鎂鑄造合金當(dāng)今在許多技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用。在這種材料組合中實質(zhì)上完全避免了接觸腐蝕的問題。因為此外對于這種金屬絲螺紋嵌件而言無需表面涂層也不需要熱處理，所以本發(fā)明的這種方案具有高的經(jīng)濟(jì)性。
由所述鎂鍛造合金制成的金屬絲螺紋嵌件不僅可以用于提高由較小強(qiáng)度的材料制成的構(gòu)件的螺紋承載能力，而且可以用于修補(bǔ)損壞的螺紋孔。
作為與金屬絲螺紋嵌件一起使用的螺釘?shù)牟牧鲜紫葍?yōu)選使用鋁合金，但是也可以使用其它的材料如鋼。
權(quán)利要求
1.一種用于插入構(gòu)件的螺紋孔內(nèi)的、由螺旋形卷繞的金屬絲體構(gòu)成的金屬絲螺紋嵌件，所述金屬絲體由高強(qiáng)度的可淬透的Al-Mg-Si6000系列的鋁鍛造合金制成，沒有設(shè)置抗接觸腐蝕的表面涂層。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬絲螺紋嵌件，其特征在于，所述高強(qiáng)度的可淬透的鋁鍛造合金是AlSilMgCuMn。
3.如權(quán)利要求1或2所述的金屬絲螺紋嵌件，其特征在于，所述金屬絲體被熱處理以便提高其抗拉強(qiáng)度。
4.如上述權(quán)利要求之一所述的金屬絲螺紋嵌件，其特征在于，所述金屬絲體設(shè)有干滑動膜。
5.一種具有如上述權(quán)利要求之一所述的金屬絲螺紋嵌件的構(gòu)件，金屬絲螺紋嵌件插入構(gòu)件(4)的螺紋孔(6)內(nèi)，其特征在于，構(gòu)件(4)由鎂鑄造合金或鋁鑄造合金制成。
6.一種用于插入構(gòu)件的螺紋孔內(nèi)的、由螺旋形卷繞的金屬絲體構(gòu)成的金屬絲螺紋嵌件，所述金屬絲體由鎂鍛造合金制成，沒有設(shè)置抗接觸腐蝕的表面涂層。
7.如權(quán)利要求6所述的金屬絲螺紋嵌件，其特征在于，所述鎂鍛造合金是MgAl3Zn或MgAl6Zn。
8.如權(quán)利要求6或7所述的金屬絲螺紋嵌件，其特征在于，金屬絲體未經(jīng)熱處理。
9.如權(quán)利要求6至8之一所述的金屬絲螺紋嵌件，其特征在于，所述金屬絲體設(shè)有干滑動膜。
10.一種具有如權(quán)利要求6至9之一所述的金屬絲螺紋嵌件的構(gòu)件，金屬絲螺紋嵌件插入構(gòu)件(4)的螺紋孔(6)內(nèi)，其特征在于，構(gòu)件(4)由鎂鑄造合金制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于插入構(gòu)件的螺紋孔內(nèi)的、由螺旋形卷繞的金屬絲體構(gòu)成的金屬絲螺紋嵌件，所述金屬絲體由高強(qiáng)度的可淬透的Al－Mg－Si6000系列的鋁鍛造合金制成，沒有設(shè)置抗接觸腐蝕的表面涂層。
文檔編號F16B37/12GK1973138SQ200580019743
公開日2007年5月30日 申請日期2005年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月15日
發(fā)明者K·F·格魯貝特 申請人:伯爾霍夫連接技術(shù)有限公司