用于防腐的熱噴涂的制作方法
【專利摘要】公開了一種用于防腐的熱噴涂。一種用于涂覆防腐層進(jìn)而保護(hù)組件的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種耐腐蝕總成，包括：第一金屬組件，與第二金屬組件接合；接合界面，位于第一金屬組件與第二金屬組件之間；防腐層，覆蓋接合界面的至少一部分，防腐層包括鋁或鋅。防腐層(CPL)可通過諸如熱噴涂的噴涂工藝涂覆。CPL可以是非結(jié)構(gòu)性涂層并可由工業(yè)純鋁(例如，至少99wt.％)形成。例如，當(dāng)組件使用卷邊鎖止而接合時(shí)，CPL可在兩個(gè)組件之間的接合界面處形成密封。CPL還可涂覆到新加工的表面上，例如切割表面和沖壓表面，以防止或減少腐蝕。
【專利說明】
用于防腐的熱噴涂
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本公開涉及一種用于防腐的熱噴涂，例如，鋁熱噴涂。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬組件在暴露于某些環(huán)境(諸如高濕度或高鹽度的環(huán)境)時(shí)會(huì)腐蝕。鋼質(zhì)車輛組 件如果暴露于室外環(huán)境，尤其是如果沒有噴漆或噴漆被去掉時(shí)，會(huì)生銹。為了降低車輛重 量，一些鋼質(zhì)汽車組件已經(jīng)被鋁質(zhì)組件替代。雖然鋁不會(huì)像鐵或鋼那樣生銹，但是它在一些 環(huán)境下會(huì)被氧化或腐蝕。鋁腐蝕會(huì)引起氧化鋁的形成，這會(huì)導(dǎo)致具有白色、粉末狀的外觀。 如果鋁質(zhì)組件(諸如車輛組件)被噴漆，底層鋁的腐蝕會(huì)導(dǎo)致噴漆剝落、破裂、冒泡、起泡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 在至少一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種耐腐蝕總成，包括:第一金屬組件，與第二金屬 組件接合;接合界面，位于第一金屬組件與第二金屬組件之間；防腐層，覆蓋接合界面的至 少一部分，防腐層包括鋁或鋅。
[0004] 在一個(gè)實(shí)施例中，第一金屬組件可包括凸緣，所述凸緣可圍繞第二金屬組件的邊 緣彎曲以在第一金屬組件和第二金屬組件之間形成接合部。接合部可包括形成在第一金屬 組件的末端與第二金屬組件之間的接合界面。在另一實(shí)施例中，防腐層可沿接合界面的一 部分在第一金屬組件和第二金屬組件之間形成密封。防腐層可具有0.1至2.Omm的平均厚 度，并可包括至少99. Owt. %的錯(cuò)。。
[0005] 在一個(gè)實(shí)施例中，第一金屬組件和第二金屬組件可以是金屬板。第一金屬組件可 以是6XXX系列鋁合金，第二金屬組件可以是5XXX或7XXX系列鋁合金。第一金屬組件和第二 金屬組件可均由鋁合金形成，且防腐層可由至少99wt. %的鋁形成。在一個(gè)實(shí)施例中，第一 金屬組件可以是外車身面板，第二金屬組件可以是內(nèi)車身面板，且第一金屬組件可卷曲到 第二金屬面板以形成接合界面。
[0006] 在至少一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種增大總成的耐腐蝕性的方法，包括:將防腐層熱 噴涂到第一金屬組件和第二金屬組件之間的接合界面的至少一部分上，防腐層包括鋁或 鋅。
[0007] 熱噴涂防腐層的步驟可包括將源材料加熱至其熔點(diǎn)溫度或高于其熔點(diǎn)的溫度?；?者熱噴涂防腐層的步驟可包括冷噴涂，在冷噴涂中，用于防腐層的源材料在噴涂過程期間 不會(huì)被加熱至其熔點(diǎn)溫度或高于其熔點(diǎn)的溫度。在一個(gè)實(shí)施例中，將防腐層熱噴涂到接合 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屬組件和第二金屬組 件之間形成密封。熱噴涂防腐層的步驟可包括噴涂包括至少99wt. %鋁的涂層。熱噴涂步驟 可包括噴涂具有0.1 mm至2. Omm的平均厚度的防腐層。防腐層可噴涂到接合界面上而不用事 先清理接合界面或從接合界面去除材料。
[0008] 在一個(gè)實(shí)施例中，熱噴涂步驟可包括將防腐層噴涂到第一金屬組件和第二金屬組 件之間的接合界面的至少一部分上，其中，第一金屬組件包括圍繞第二金屬組件的邊緣彎 曲的凸緣，以在第一金屬組件和第二金屬組件之間形成包括接合界面的接合部。所述方法 還可包括在熱噴涂步驟之前，圍繞第二金屬組件的邊緣彎曲第一金屬組件的凸緣，以在第 一金屬組件和第二金屬組件之間形成接合部，所述接合部包括接合界面。
[0009] 在至少一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種增大金屬板組件的耐腐蝕性的方法，包括將防 腐層熱噴涂到鋁質(zhì)金屬板組件的切割表面、打磨表面或接合界面。防腐層可包括至少 99. Owt. %的鋁并可具有0.1至2. Omm的平均厚度。
【附圖說明】
[0010] 圖1是包括內(nèi)車身面板和外車身面板的車輛罩(hood)的前部的透視圖；
[0011] 圖2是圖1的車輛罩的后部的俯視平面圖；
[0012] 圖3是圖2的車輛罩的后部的剖視圖；
[0013] 圖4是圖2的車輛罩的后部的另一剖視圖；
[0014] 圖5是根據(jù)實(shí)施例的圖1的車輛罩的前部的透視圖，其中車輛罩具有涂覆到卷邊鎖 止接合部(hem-lock joint)上的防腐層；
[0015] 圖6是根據(jù)實(shí)施例的圖2的車輛罩的后部的俯視平面圖，其中車輛罩具有涂覆到卷 邊鎖止接合部上的防腐層；
[0016] 圖7是根據(jù)實(shí)施例的圖3的車輛罩的后部的剖視圖，其中車輛罩具有涂覆到卷邊鎖 止接合部上的防腐層；
[0017] 圖8是根據(jù)實(shí)施例的圖4的車輛罩的后部的剖視圖，其中車輛罩具有涂覆到卷邊鎖 止接合部上的防腐層；
[0018] 圖9是用于制造包括防腐層的一個(gè)組件或多個(gè)組件的方法的流程圖；
[0019] 圖10是包括涂覆防腐層的用于修理一個(gè)組件或多個(gè)組件的方法的流程圖；
[0020] 圖11和圖12是在其上涂覆有工業(yè)純鋁防腐層并對(duì)其進(jìn)行腐蝕測(cè)試的6111鋁合金 (圖11)和6022鋁合金(圖12)的面板完成測(cè)試時(shí)的圖像；
[0021] 圖13和圖14是在其上涂覆有工業(yè)純鋅防腐層并對(duì)其進(jìn)行腐蝕測(cè)試的6111鋁合金 (圖13)和6022鋁合金(圖14)的面板完成測(cè)試時(shí)的圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 根據(jù)需要，在此公開本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施例；然而，應(yīng)當(dāng)理解，公開的實(shí)施例僅為可 以以各種和可替代的形式實(shí)施的本發(fā)明的示例。附圖不一定按比例繪制；一些特征可被放 大或縮小以顯示特定部件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限 制，而僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以各種形式使用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0023]如上所述，在一些汽車或車輛組件中鋁已經(jīng)取代鋼，以降低重量并提高燃料經(jīng)濟(jì) 性。雖然鋁及其合金不會(huì)生銹，但是它們?cè)谝恍┉h(huán)境下卻會(huì)腐蝕。高濕度或高鹽度會(huì)引起腐 蝕或使其更快地發(fā)生。此外，一個(gè)鋁質(zhì)組件可能會(huì)附連到具有不同成分的其它鋁質(zhì)組件，或 位于所述其它鋁質(zhì)組件附近。例如，由6XXX系列鋁合金形成的外車身面板可附連到由5XXX 或7XXX系列鋁合金形成的內(nèi)車身面板。5XXX系列鋁合金具有作為其主要合金元素的鎂，而 6XXX系列鋁合金具有作為其主要合金元素的鎂和硅。7XXX系列鋁合金具有作為其主要合金 元素的鋅以及鎂和銅。與5XXX系列鋁合金相比，6XXX系列鋁合金的銅含量還可增大。當(dāng)不同 的金屬電接觸并且存在電解質(zhì)時(shí)，可能會(huì)發(fā)生電偶腐蝕。
[0024] 因此，在可能會(huì)遇到濕氣或鹽并保持與它們接觸的地區(qū)，鋁質(zhì)車輛組件可能會(huì)受 到腐蝕，尤其是還存在兩種不同的合金時(shí)。這可能會(huì)在裂縫、凹坑、開口或者允許水或鹽聚 集的其他區(qū)域發(fā)生。例如，車身面板可使用卷邊鎖止或卷邊接合而彼此附連，其中，一個(gè)面 板的凸緣圍繞另一個(gè)面板的邊緣彎曲并在力的作用下卷曲（crimp)。這種卷曲過程會(huì)在兩 個(gè)面板上或兩個(gè)面板之間產(chǎn)生小的開口、底切、唇緣或者其他凹坑或間隙。這種凹坑或間隙 會(huì)使水或鹽接觸鋁質(zhì)面板并與它們長(zhǎng)時(shí)間保持接觸。長(zhǎng)期接觸水和/或鹽會(huì)導(dǎo)致車身面板 腐蝕，這隨后會(huì)導(dǎo)致漆層的粘附性變差或開始剝落、冒泡或起泡。
[0025] 除了孔、間隙、凹坑等，鋁質(zhì)組件的其他區(qū)域也會(huì)受增加的腐蝕電位的影響。已被 粗糙化（例如通過打磨）的表面會(huì)顯示出增大的腐蝕。這是由于鋁質(zhì)組件的防護(hù) (pacifying)層的去除或者由于適于氧化的表面區(qū)域的增大而導(dǎo)致的。類似地，新暴露于環(huán) 境的區(qū)域會(huì)顯示出增大的腐蝕。例如，暴露的機(jī)加工表面(例如切割邊緣或沖壓孔邊緣)會(huì) 比組件的其余部分被更快地腐蝕。這也是由于鋁質(zhì)組件的防護(hù)層的去除或者新形成的表面 適于氧化而導(dǎo)致的。
[0026] 參照?qǐng)D1至圖8,提供了防護(hù)涂層和用于涂覆涂層的方法。涂層可防止或減少鋁質(zhì) 組件的腐蝕。在至少一個(gè)實(shí)施例中，組件可能處于腐蝕的高風(fēng)險(xiǎn)下，例如，它們可被粗糙化 或具有新暴露的表面或者它們可以以形成孔、間隙、凹坑(濕氣和/或鹽會(huì)聚集于此)等的方 式接合(例如卷邊接合)到另一組件。組件可以是汽車或車輛組件，然而，涂層可在任何領(lǐng)域 中被涂覆到組件上，以防止或減少腐蝕。
[0027]防止或減少腐蝕可包括向組件涂覆防腐層。防腐層可覆蓋整個(gè)組件或組件的一部 分。例如，防腐層可覆蓋組件的具有高腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的部分，諸如被粗糙化的部分或具有新暴露 的表面(例如，切割或沖壓表面)的部分，或者它可覆蓋兩個(gè)或更多個(gè)組件之間的接合部(例 如，形成孔、間隙、凹坑的接合部，例如卷邊接合部）。在至少一個(gè)實(shí)施例中，組件可由鋁或鋁 合金形成。組件可由任何合適的鋁合金(諸如，5XXX、6XXX或7XXX系列鋁合金)形成。組件可 具有任何形狀或形狀系數(shù)(form-factor)，例如鋼板、鑄鋁合金、型材或液壓成形組件。雖然 在此組件被描述為由鋁形成，但是組件還可由諸如鐵、鋼或鈦的其他金屬形成。
[0028]如上所述，5XXX系列合金具有作為其主要合金元素的鎂，而6XXX系列合金具有作 為其主要合金元素的鎂和硅。7XXX系列鋁合金具有作為其主要合金元素的鋅。如果防腐層 被涂覆到兩個(gè)組件的接合部或其他配合表面，則組件均可以是鋁質(zhì)組件。組件可具有相同 的成分或者它們可以是不同的。例如，外車身面板可由6XXX系列鋁合金形成而內(nèi)車身面板 可由5XXX或7XXX系列鋁合金形成。然而，這僅是示例，任一面板都可由5XXX、6XXX或7XXX系 列鋁合金形成。面板可通過卷邊鎖止而接合在一起，這會(huì)產(chǎn)生使?jié)駳夂?或鹽聚集于此并促 進(jìn)腐蝕的孔、間隙、凹坑等。雖然在上文中組件被描述為由鋁或鋁合金形成，但是組件可由 易受腐蝕影響的任何金屬形成。例如，組件可由鐵、鋼、鈦或其合金形成。
[0029]防腐層(CPL) 16可由至少與被覆蓋或保護(hù)的材料或組件同樣耐腐蝕的任何材料形 成。在一個(gè)實(shí)施例中，防腐層可由純鋁或鋁合金形成。術(shù)語"純鋁"可指100%純鋁或"工業(yè) 純"鋁，"工業(yè)純"鋁可通常被理解為至少99wt · % (質(zhì)量百分比）鋁（例如，至少99 · 0、99 · 5、 99.9wt. % )。工業(yè)純鋁合金的示例包括1100系列。在另一實(shí)施例中，防腐層16可由低合金鋁 (例如，IXXX、2XXX、3XXX、4XXX、5XXX、6XXX或7XXX系列的低合金鋁）形成。例如，CPL 16可由 鋁-錳系列（3XXX)合金或鋁-鎂系列（5XXX)合金形成。CPL 16可由包括至少90wt.%或至少 95wt. %鋁的鋁合金形成。在另一實(shí)施例中，CPL可匹配或大體上匹配被覆蓋或保護(hù)的組件 的成分。除了鋁以外或替代鋁，CPL 16可使用其他材料。例如，可使用諸如鋅的其他金屬。與 鋁質(zhì)CPL 16類似，鋅可以是純鋅或鋅合金。術(shù)語"純鋅"可以指100%純鋅或"工業(yè)純"鋅，"工 業(yè)純"鋅可通常被理解為至少99wt. %鋅(例如，至少99.0、99.5、99.9wt. % )。對(duì)于將被覆蓋 的區(qū)域很小或不考慮成本的應(yīng)用，可使用諸如釕、銠、鈀、銀、鋨、銥、鉑或金的惰性金屬或貴 金屬。與上述鋁和鋅類似，這些元素可以是純的(或工業(yè)純)或合金形式。
[0030] 防腐層可使用任何適宜的工藝涂覆到組件上。在至少一個(gè)實(shí)施例中，CPL16可使用 噴涂工藝涂覆。噴涂工藝可以是熱噴涂工藝。通常，熱噴涂是將源材料噴涂到表面上的涂覆 工藝。源材料可以被融化/加熱或者可以是"冷的"使其在整個(gè)過程期間保持固體狀態(tài)。在加 熱過程中，可使用電源（例如，等離子或電弧)或以化學(xué)方式（例如，燃燒)加熱源材料或給 料。
[0031] 相對(duì)于其他涂覆工藝(例如，電鍍、物理和化學(xué)氣相沉積)而言，熱噴涂能夠形成相 對(duì)寬范圍的涂層厚度，從微米到毫米，并能夠以高沉積速率覆蓋相對(duì)大的區(qū)域。能被熱噴涂 的材料可包括金屬、合金、陶瓷、塑料和復(fù)合材料。在熱噴涂工藝期間，源材料可被加熱至液 態(tài)或軟化的/可塑狀態(tài)，并朝向?qū)⒁扛驳谋砻婕铀?。源材料開始可作為粉末或作為線材 (單個(gè)或多個(gè))并可作為顆?；蛞旱?例如微米級(jí)顆粒/液滴)朝向表面加速。在源材料融化 或加熱的工藝中，熱源可包括燃燒或電弧放電。在源材料未被加熱或者未加熱至其熔點(diǎn)或 其附近(例如，冷噴涂）的工藝中，顆粒通過載氣加速至非常高的速度。在足夠的動(dòng)能下固體 顆粒沖擊表面以塑性變形并機(jī)械結(jié)合到組件。在熱噴涂工藝期間，噴涂的顆粒累積并堆積 在表面上以形成涂層。涂層可以是連續(xù)的無孔的并可具有均勻的或非均勻的厚度。熱噴涂 包括多個(gè)特定的變型，任何一個(gè)變型都適于形成所公開的CPL 16。例如，熱噴涂可包括等離 子噴涂、爆炸噴涂、電弧噴涂、火焰噴涂、高速氧-燃料涂層噴涂(HVOF)、暖噴涂或冷噴涂。
[0032] 雖然金屬噴涂系統(tǒng)根據(jù)使用的特定類型而變化，但它們通常包括類似的組件。熱 噴涂系統(tǒng)可包括噴炬或噴槍，其可包括使源材料的顆粒融化和/或加速的組件。該系統(tǒng)還可 包括送料部或料斗、氣體和/或液體供應(yīng)部和/或載氣，送料部或料斗用于供應(yīng)粉末或線材 源材料，氣體和/或液體供應(yīng)部用于產(chǎn)生火焰或等離子射流，載氣用于承載粉末。該系統(tǒng)可 包括機(jī)器人，用于控制和操作噴炬/噴槍和/或用于移動(dòng)/保持將要涂覆的組件。熱噴涂工藝 可在開放的或封閉的環(huán)境(例如室內(nèi)）下執(zhí)行。該工藝可以在環(huán)境空氣中、惰性氣體氣氛(例 如，氬氣或氮?dú)饣蚱浠旌衔铮┲?、低壓下或真空中?zhí)行。熱噴涂工藝可由一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算 機(jī)控制。在至少一個(gè)實(shí)施例中，熱噴涂工藝可添加或合并到裝配線或生產(chǎn)線中，例如汽車或 車輛裝配線。
[0033] 參照?qǐng)D1至圖8,所公開的防腐層16可涂覆到汽車組件12或組件12、14上。例如，CPL 16可涂覆到已經(jīng)被粗糙化(例如通過打磨)或具有新暴露的表面(例如通過切割或沖壓）的 組件的區(qū)域上。此外，CPL 16可涂覆到以可能會(huì)形成孔、間隙、凹坑、洞等(濕氣和/或鹽會(huì)在 此處聚集)的方式(例如卷邊鎖止或其他卷曲接合)接合在一起的組件上。雖然參照汽車組 件示出和描述CPL 16和方法，但是可類似地處理任何領(lǐng)域中的組件。
[0034]圖1至圖4示出了車輛罩10,其中，外面板14通過卷邊鎖止或接合部18而附連到內(nèi) 面板12。如此處使用的，卷邊鎖止是諸如面板或板材的兩個(gè)組件之間的一種接合類型，其 中，一個(gè)組件的邊緣或凸緣圍繞另一個(gè)組件的邊緣或凸緣彎曲并卷曲到另一個(gè)組件的邊緣 或凸緣上。如圖1至圖4所示，外面板14的凸緣20可圍繞內(nèi)面板12的邊緣22彎曲并卷曲到邊 緣22上。凸緣20可處在外面板14的末端。雖然所示出的外面板14圍繞內(nèi)面板12的邊緣卷曲， 但是接合部18還可以在相反的構(gòu)造(例如，內(nèi)面板圍繞外面板卷曲）下產(chǎn)生。接合部18可包 括兩個(gè)組件12、14之間的接合界面19。接合界面可包括兩個(gè)組件在此處接合的表面。對(duì)于通 過卷邊鎖止接合的兩個(gè)組件12、14,接合界面19可包括凸緣20的末端在此處接觸內(nèi)面板12 的部分19'。部分19'還可被描述為接合部18的暴露部分19'（例如，暴露于空氣或環(huán)境）。部 分19'可包括上面或下面描述的腐蝕物質(zhì)會(huì)駐留于其中的間隙、凹坑、孔等。可應(yīng)用粘合劑 以進(jìn)一步接合兩個(gè)面板。如圖1所示，車輛罩中還可包括孔或開口，例如孔24,其可以是用于 車輛罩支柱的開口。這些孔可（例如)通過沖壓機(jī)加工而成，并且可形成組件12中的新表面 26 〇
[0035]在汽車工業(yè)中，某些車輛部件可包括內(nèi)組件和外組件，內(nèi)組件提供某些功能而外 組件提供改善的外觀。內(nèi)組件和外組件(例如圖1至圖4中的面板)可由相同或不同的材料形 成。在一個(gè)實(shí)施例中，組件兩者可由相同的或不同的鋁合金形成。例如，外面板可由6XXX(例 如，6022、6111或6014)系列鋁合金形成，且內(nèi)面板可由5XXX或7XXX系列鋁合金形成，反之亦 然?？蛇x地，兩個(gè)面板可由5XXX、6XXX或7XXX系列鋁合金形成。
[0036]圖5至圖8示出了圖1至圖4中的組件具有涂覆于其上的防腐層16XPL16可覆蓋位 于內(nèi)車身面板和外車身面板之間的一部分或全部(或大體上全部)卷邊鎖定接合部18和/或 接合界面19。在圖5至圖8中示出的實(shí)施例中，CPL16可以是沿接合部18和接合界面19延伸的 帶狀形式，然而，CPL 16可具有覆蓋腐蝕風(fēng)險(xiǎn)增加的區(qū)域的任何適宜的形狀或構(gòu)造。除了沿 著接合部18和/或接合表面19的帶狀以外，CPL 16還可圍繞圖5所示的開口 24(可以是用于 車輛罩立柱的開口）的一部分或整個(gè)周長(zhǎng)涂覆。如前所述，已經(jīng)切割或沖壓的表面可能更易 受腐蝕影響，因此，被沖壓出的開口 24可在沖壓表面26上或其周圍接納CPL 16。
[0037] 當(dāng)（例如）使用卷邊鎖止接合內(nèi)面板和外面板時(shí)，可在兩個(gè)組件之間產(chǎn)生接縫、匹 配表面或接合界面19。在一些示例中，接縫可包括孔、間隙、凹坑、洞或兩個(gè)組件未完全和/ 或未連續(xù)地彼此接觸的其他區(qū)域。這些區(qū)域會(huì)允許水/濕氣、鹽或其他腐蝕物質(zhì)聚集并與組 件相互作用。如所示出的，CPL 16可覆蓋兩個(gè)組件之間的接合部18和/或接合界面19的一部 分或全部，使得濕氣、鹽或其他腐蝕物質(zhì)不能進(jìn)入和/或駐留在兩個(gè)組件之間的任何間隙、 凹坑、開口、孔等內(nèi)。CPL 16可覆蓋接合界面19的至少一部分19'（例如接合部的暴露部分）， 在該部分處凸緣20的末端接觸內(nèi)面板12。這可沿接合界面19的部分19'在內(nèi)面板12和外面 板14之間形成密封。因此，該密封可防止腐蝕物質(zhì)進(jìn)入兩個(gè)面板之間的任何開口或間隙。
[0038] CPL 16可具有均勻的或非均勻的厚度。對(duì)于相對(duì)一致的接合部18或均勻粗糙化的 表面，CPL 16可具有均勻或大體上均勻的厚度(例如厚度保持在平均值的±10%內(nèi)）。如果 接合部18或表面是不規(guī)則的，例如，其某些區(qū)域具有較多或較大的間隙、孔等，則CPL 16可 以是不均勻的使得更多的防護(hù)材料可布置在具有較大間隙、孔等的區(qū)域中，以使CPL 16在 這些區(qū)域中更厚些。然而，這僅是示例，且可在需要時(shí)基于被覆蓋的組件調(diào)節(jié)CPL 16的厚度 和均勻度。
[0039] CPL 16可具有適于為被覆蓋的組件提供防護(hù)屏障的任何厚度。在一個(gè)實(shí)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。在另一實(shí)施例中，CPL 16可 具有O . 1至5 . Omm或其內(nèi)任何子集內(nèi)的厚度。在一個(gè)實(shí)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(jǐn)、0 · 3至0 · 7謹(jǐn)或大約0 · 5謹(jǐn)(例如，±0 · 1謹(jǐn)）的厚度。在此描述的厚 度可以是絕對(duì)厚度或平均厚度。
[0040] CPL 16可以是非結(jié)構(gòu)性涂層，這樣它不能(或不需要)為被覆蓋的組件提供額外的 強(qiáng)度、剛度或其他機(jī)械性能。如上所述，CPL 16可相對(duì)薄些(例如，大約0.5mm)并可由相對(duì)軟 的材料(例如，工業(yè)純鋁）形成。因此，CPL16的主要功能是防止被覆蓋的組件腐蝕或減少腐 蝕。可在不洗滌、處理(例如，化學(xué)處理）、研磨、切割或打磨該組件或以其它方式準(zhǔn)備組件或 從組件去除材料的情況下，將CPL 16涂覆到組件上。CPL 16可搭建被覆蓋的表面并且可不 需要對(duì)被覆蓋的表面進(jìn)行任何平滑或打磨(feathering)。因?yàn)镃PL 16可以是非結(jié)構(gòu)性的， 所以降低或消除了對(duì)應(yīng)力集中或擾亂被覆蓋組件的形狀或幾何的關(guān)注。
[0041] 在CPL 16涂覆到基底或組件上之后，以與沒有CPL 16的組件相同的方式對(duì)組件進(jìn) 行典型的其他處理或制造步驟。例如，如果組件是汽車組件，例如具有內(nèi)面板和外面板(例 如，如圖1至圖4所示）的車輛罩，則可在制造/裝配過程期間，在一個(gè)或兩個(gè)面板上的至少一 個(gè)表面處進(jìn)行噴漆。噴漆工藝還可包括噴漆之前的預(yù)處理，例如酸性預(yù)處理?？墒褂门c不具 有CPL 16的組件相同的工藝對(duì)CPL 16進(jìn)行噴漆，且CPL 16可不會(huì)受預(yù)處理的影響（例如，不 會(huì)退化或消除）。
[0042] 參照?qǐng)D9,公開了使用防腐層形成耐腐蝕組件的方法的流程圖100。在步驟102中， 將兩個(gè)或更多個(gè)組件彼此接合或在一個(gè)或更多個(gè)組件上產(chǎn)生新表面。組件的接合可包括任 何接合方法，例如，卷邊鎖定、鉚接、焊接、緊固件連接(例如，螺釘或螺栓)或其他。產(chǎn)生新表 面可包括粗糙化、打磨、研磨、切割、沖壓或去除材料并使新表面26暴露于空氣/環(huán)境的其他 加工工藝。如上所述，將兩個(gè)或更多個(gè)組件接合在一起可產(chǎn)生允許諸如水和鹽的腐蝕物質(zhì) 長(zhǎng)時(shí)間接觸組件的間隙、孔、凹坑、開口等。類似地，在組件中產(chǎn)生新表面26可去除先前存在 的平整表面層，進(jìn)而將組件暴露于空氣/環(huán)境。
[0043]在步驟104中，將防腐層(CPL) 16涂覆到在步驟102中產(chǎn)生的接合部/接合界面或新 表面?？赏ㄟ^諸如熱噴涂的噴涂工藝涂覆CPL 16。在一個(gè)實(shí)施例中，通過熱噴涂(可以是熱 或冷噴涂）涂覆CPL 16XPL 16可包括鋁（純鋁或工業(yè)純鋁）或鋁合金或者由它們組成或基 本上由它們組成。CPL 16還可包括鋅或諸如釕、銠、鈀、銀、鋨、銥、鉑或金的惰性金屬/貴金 屬或者由這些金屬構(gòu)成或基本上由這些金屬構(gòu)成。還可使用以上金屬的合金。CPL 16可僅 在包括接合部18或新產(chǎn)生的表面26(例如，通過粗糙化或切割/沖壓)或者靠近/圍繞接合部 18或表面26的區(qū)域中涂覆到組件。例如，CPL 16可涂覆到兩個(gè)組件之間的接合界面19的至 少一部分以在兩個(gè)組件之間的接合界面處形成密封?？稍诓粚?duì)涂覆區(qū)域進(jìn)行預(yù)處理(例如， 化學(xué)處理或材料去除）的情況下涂覆CPL 16。在一個(gè)實(shí)施例中，CPL 16可以是非結(jié)構(gòu)性涂 層，不會(huì)顯著影響組件的機(jī)械性能。CPL 16可以是附加層，其不需要修理組件或替換從組件 中去除的材料。CPL 16可覆蓋或涂覆所有的接合部18區(qū)域、接合界面19區(qū)域(例如，接合部 的暴露部分）、新表面26或僅其一部分。CPL 16可采用覆蓋接合部18/新表面26所需的任何 形狀，例如沿兩個(gè)組件之間的接合部18的暴露部分的帶狀或圍繞沖壓孔的環(huán)狀。CPL 16可 涂覆的厚度為0.1-2.0mm，并可具有大體上均勻的厚度。
[0044]在步驟106中，可對(duì)組件和/或CPL 16噴漆或以其他方式涂覆。例如，如果兩個(gè)接合 組件中的一個(gè)是外部汽車組件(例如，外罩車身面板），則組件可接受標(biāo)準(zhǔn)汽車噴漆。噴漆過 程可包括預(yù)處理(諸如酸性預(yù)處理），其還可以應(yīng)用到涂覆好的CPL 16。對(duì)于通常不接受噴 漆或其他涂覆的組件，步驟106可以是可選的。除了噴漆以外或替代噴漆，還可涂覆其他涂 層，例如密封層。
[0045]因此，步驟102至步驟106可形成在其上涂覆有防腐層的組件。CPL 16可涂覆在形 成兩個(gè)組件之間的接合部的區(qū)域或存在新產(chǎn)生的表面(例如，由于機(jī)加工過程而產(chǎn)生)的區(qū) 域。CPL 16可通過減少或消除比如鹽和濕氣的腐蝕物質(zhì)能與組件相互作用的區(qū)域或位置而 防止或減少在接合部/新表面處產(chǎn)生的腐蝕量。CPL 16可以是非結(jié)構(gòu)性的且薄的（例如， 0.1-2.0_)。因此，CPL 16可以是在新制造或裝配的組件中防止腐蝕的預(yù)防性措施。
[0046]參照?qǐng)D10,公開了使用防腐層修理組件的方法的流程圖200。在步驟202中，可修理 一個(gè)或更多個(gè)組件，包括執(zhí)行還原組件表面的過程。修理可包括將兩個(gè)組件接合在一起以 形成接合表面。接合組件可包括任何接合方法，例如卷邊鎖止、鉚接、焊接、緊固件連接(例 如，螺釘或螺栓)或其他。修理還可包括在組件上產(chǎn)生新表面26。產(chǎn)生新表面26可包括粗糙 化、打磨、研磨、切割、沖壓或去除材料并使新表面26暴露于空氣/環(huán)境的其他加工工藝。例 如，如果組件是汽車車身面板且車輛發(fā)生了事故，則可能需要修理面板。修理可包括成形過 程以還原面板的原始形狀，且需要打磨組件以去除弄臟的或轉(zhuǎn)移的油漆。如上所述，將兩個(gè) 或更多個(gè)組件接合在一起可產(chǎn)生允許諸如水和鹽的腐蝕物質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間接觸組件的間隙、孔、 凹坑、開口等。類似地，在組件中產(chǎn)生新表面26可去除先前存在的平整表面層，進(jìn)而將組件 暴露于空氣/環(huán)境。
[0047]在步驟204中，將防腐層(CPL) 16涂覆到在步驟202中產(chǎn)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可通過諸如熱噴涂的噴涂工藝 涂覆。在一個(gè)實(shí)施例中，CPL 16通過熱噴涂(可以是熱或冷噴涂)涂覆。CPL16可包括鋁(例如 純錯(cuò)或工業(yè)純錯(cuò)）或錯(cuò)合金或者由錯(cuò)（例如純錯(cuò)或工業(yè)純錯(cuò)）或錯(cuò)合金構(gòu)成或基本上由錯(cuò) (例如純鋁或工業(yè)純鋁)或鋁合金構(gòu)成。CPL 16還可包括鋅或諸如釕、銠、鈀、銀、鋨、銥、鉑或 金的惰性金屬/貴金屬或者由這些金屬構(gòu)成或基本上由這些金屬構(gòu)成。還可使用以上金屬 的合金。CPL 16可僅在包括或者靠近/圍繞修理后的表面的區(qū)域中涂覆到組件?？稍诓粚?duì)涂 覆區(qū)域進(jìn)行預(yù)處理（例如，化學(xué)處理或材料去除）的情況下涂覆CPL 16,或者可在修理組件 表面時(shí)一般執(zhí)行的諸如打磨、清理或其他過程的過程之后涂覆CPL 16。在一個(gè)實(shí)施例中， CPL 16可以是非結(jié)構(gòu)性涂層，不會(huì)顯著影響組件的機(jī)械性能，并不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械/結(jié)構(gòu)性修 理。CPL 16可以是附加層，不會(huì)修復(fù)或替代從組件中去除的材料。CPL 16可覆蓋或涂覆所有 的修理表面或僅其一部分。CPL 16可采用覆蓋修理表面所需的任何形狀，例如沿兩個(gè)組件 之間的接合部18/接合界面19的帶狀、圍繞沖壓孔的環(huán)狀、或覆蓋打磨后或以其他方式修理 后的表面的規(guī)則或不規(guī)則的平坦表面形狀。CPL 16可涂覆的厚度為0.1-2.0_，并可具有大 體上均勻的厚度。
[0048]在步驟206中，可對(duì)組件和/或CPL 16噴漆或以其他方式涂覆。例如，如果兩個(gè)接合 組件中的一個(gè)是外部汽車組件(例如，外罩車身面板），則組件可接受標(biāo)準(zhǔn)汽車噴漆。噴漆過 程可包括預(yù)處理(諸如酸性預(yù)處理），其還可以應(yīng)用到涂覆好的CPL 16。對(duì)于通常不接受噴 漆層或其他涂覆的組件，步驟206可以是可選的。除了噴漆以外或替代噴漆，還可涂覆其他 涂層，例如密封層。
[0049] 因此，步驟202至步驟206可形成在其上涂覆有防腐層的修理后的組件。CPL 16可 涂覆在進(jìn)行了修理的區(qū)域中，例如兩個(gè)組件之間的接合部18或存在新產(chǎn)生的表面26(例如， 由于修理的機(jī)加工過程(例如打磨）而產(chǎn)生）的區(qū)域。CPL 16可通過減少或消除比如鹽和濕 氣的腐蝕物質(zhì)能與組件相互作用的區(qū)域或位置而防止或減少在修理的表面處產(chǎn)生的腐蝕 量。原組件的區(qū)域或位置可以是平滑的、連續(xù)的或沒有間隙/孔/凹坑等，但是修理過程可產(chǎn) 生粗糙的、不連續(xù)的或包括間隙/孔/凹坑等的區(qū)域。CPL 16可以是非結(jié)構(gòu)性的且薄的（例 如，0.1-2.0mm)。因此，CPL 16可以還原被修理的組件的防腐性，并為修理后的組件提供防 止將來腐蝕的預(yù)防性措施。
[0050] 參照?qǐng)D11至圖14,示出了用于涂覆有鋁質(zhì)和鋅質(zhì)防腐層的鋁面板的測(cè)試樣本。鋁 是工業(yè)純鋁且鋅是工業(yè)純鋅。對(duì)兩個(gè)鋁合金面板(6111和6022)基底進(jìn)行了測(cè)試。鋁質(zhì)和鋅 質(zhì)涂層使用熱噴涂工藝而被涂覆在每個(gè)面板的下半部。每個(gè)基底的三個(gè)面板涂覆有〇.5_ 厚的CPL 16且每個(gè)基底的三個(gè)面板涂覆有1.0mm厚的CPL 16。面板全部使用標(biāo)準(zhǔn)汽車磷酸 鋅預(yù)處理、電泳、底漆-二道底漆(primer-surf acer)和面涂而進(jìn)行噴漆。面板的涂覆有錯(cuò)質(zhì) 和鋅質(zhì)涂層的部分的外觀比標(biāo)準(zhǔn)汽車噴漆表面更粗糙。然后對(duì)噴漆后的面板進(jìn)行循環(huán)腐蝕 測(cè)試持續(xù)12周。如圖11至圖12所示，鋁質(zhì)基底的覆蓋有鋁質(zhì)CPL的涂覆部分顯示了由于CPL 與汽車噴漆系統(tǒng)之間的相互作用而引起的油漆起泡。然而，通過噴漆系統(tǒng)和CPL到底層鋁質(zhì) 基底的劃線沒有顯示出腐蝕，指示了良好的防腐性和對(duì)腐蝕發(fā)生的抑制。圖13至圖14示出 了覆蓋有鋅質(zhì)防腐層的鋁質(zhì)面板。與利用鋁進(jìn)行涂覆相比，鋁質(zhì)面板的覆蓋有鋅的部分顯 示了油漆中的更高程度的起泡，但是通過噴漆系統(tǒng)和鋅質(zhì)CPL的劃線指示良好的防腐性。從 外觀透視圖來看，鋁熱噴涂涂層示出了比鋅熱噴涂涂層更少的起泡，然而這兩者都是有效 的。鋅涂層示出了位于熱噴涂涂層與面板界面之間的界面處的油漆的一些起泡。
[0051 ] 對(duì)于鋁質(zhì)和鋅質(zhì)CPL 16而言，與較厚的CPL 16(1.Omm)相比，較薄的CPL 16 (0.5mm)顯示更少的起泡。因?yàn)镃PL 16可以是非結(jié)構(gòu)性的，因此較薄的CPL 16會(huì)是有利的， 這是由于可使用更少的材料并可減少涂覆時(shí)間同時(shí)為噴漆后的組件提供改善的外觀。還橫 跨CPL 16/鋁質(zhì)界面并在樣本的涂覆部分中對(duì)測(cè)試樣本進(jìn)行刻劃。如所示出的，具有鋁質(zhì) CPL 16的樣本示出了沿劃線幾乎沒有或沒有其他腐蝕。然而，具有鋅質(zhì)CPL 16的樣本中，涂 覆區(qū)域中的劃線顯示了壞掉的鋅涂層在噴漆表面上有一定程度的滲出。結(jié)合如上所述的界 面處的起泡，對(duì)于鋁質(zhì)組件上的CPL 16涂層而言，測(cè)試指示鋁是比鋅更好的材料。然而，相 對(duì)于未涂覆的表面而言，鋅質(zhì)CPL 16仍是優(yōu)選的。
[0052]參照下面的表1，示出了對(duì)6111鋁合金的17個(gè)面板進(jìn)行的12周循環(huán)腐蝕測(cè)試的腐 蝕數(shù)據(jù)。5個(gè)面板未涂覆，6個(gè)面板利用工業(yè)純鋅進(jìn)行了熱噴涂（其中3個(gè)面板涂層厚度 1.0mm，另外3個(gè)面板涂層厚度0.5mm)，其他6個(gè)面板利用工業(yè)純鋁進(jìn)行了熱噴涂(其中3個(gè)面 板涂層厚度1.0mm，另外3個(gè)面板涂層厚度0.5mm)。在腐蝕測(cè)試之后對(duì)每個(gè)面板都進(jìn)行了刻 劃并記錄了腐蝕數(shù)據(jù)。腐蝕量或程度通過測(cè)量從劃線延伸的腐蝕的總面積來確定。每個(gè)劃 線區(qū)的總面積大約為1mm 2。如表中所示，未涂覆的面板示出了程度明顯的腐蝕，具有大約 4.44mm2的腐蝕面積。相比之下，鋅涂層面板示出了I .Omm和0.5mm厚度的熱噴涂層的腐蝕程 度大幅降低，兩種厚度的涂層分別具有大約〇.3mm2和0.4mm 2的腐蝕面積。鋁質(zhì)涂層甚至更有 效，對(duì)于1.0mm或0.5_厚度的熱噴涂層都沒有發(fā)生腐蝕。表1中的數(shù)據(jù)進(jìn)一步明確了工業(yè)純 鋁噴涂涂層在減少底層鋁合金組件的腐蝕方面是有效的。鋅在減少腐蝕方面也是有效的， 然而它的有效性低于鋁。
[0053]表 1
[0056]雖然上文描述了示例性實(shí)施例，但是并不意味著這些實(shí)施例描述了本發(fā)明的所有 可能的形式。更確切地，說明書中使用的詞語為描述性而非限定的詞語，并且應(yīng)理解，在不 超出本發(fā)明的精神和范圍的情況下可作出各種改變。此外，可組合各個(gè)實(shí)施的實(shí)施例的特 征以形成本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種耐腐蝕總成，包括： 第一金屬組件，與第二金屬組件接合； 接合界面，位于第一金屬組件與第二金屬組件之間； 防腐層，覆蓋接合界面的至少一部分，防腐層包括鋁或鋅。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐腐蝕總成，其中，第一金屬組件包括凸緣，所述凸緣圍繞第 二金屬組件的邊緣彎曲以在第一金屬組件和第二金屬組件之間形成接合部。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐腐蝕總成，其中，接合部包括形成在第一金屬組件的末端與 第二金屬組件之間的接合界面。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐腐蝕總成，其中，防腐層沿接合界面的一部分在第一金屬組 件和第二金屬組件之間形成密封。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐腐蝕總成，其中，防腐層具有0.1mm至2.Omm的平均厚度。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐腐蝕總成，其中，防腐層包括至少99.Owt. %的鋁。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐腐蝕總成，其中，第一金屬組件和第二金屬組件是金屬板。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的耐腐蝕總成，其中，第一金屬組件是6XXX系列鋁合金，第二金 屬組件是5XXX或7XXX系列鋁合金。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐腐蝕總成，其中，第一金屬組件和第二金屬組件均由鋁合金 形成，且防腐層由至少99wt. %的鋁形成。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐腐蝕總成，其中，第一金屬組件是外車身面板，第二金屬組 件是內(nèi)車身面板，且第一金屬組件卷曲到第二金屬組件以形成接合界面。
【文檔編號(hào)】C23C2/12GK106086742SQ201610274073
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年4月28日 公開號(hào)201610274073.9, CN 106086742 A, CN 106086742A, CN 201610274073, CN-A-106086742, CN106086742 A, CN106086742A, CN201610274073, CN201610274073.9
【發(fā)明人】詹姆斯·莫里斯·波瓦洛, 珍妮絲·麗薩·塔蒂夫, 馬修·約翰·扎盧澤克
【申請(qǐng)人】福特全球技術(shù)公司