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CN1973138A - 由镁合金或铝合金制成的金属丝螺纹嵌件 - Google Patents

由镁合金或铝合金制成的金属丝螺纹嵌件 Download PDF

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CN1973138A CNA2005800197432A CN200580019743A CN1973138A CN 1973138 A CN1973138 A CN 1973138A CN A2005800197432 A CNA2005800197432 A CN A2005800197432A CN 200580019743 A CN200580019743 A CN 200580019743A CN 1973138 A CN1973138 A CN 1973138A
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Abstract

本发明涉及一种用于插入构件的螺纹孔内的、由螺旋形卷绕的金属丝体构成的金属丝螺纹嵌件，所述金属丝体由高强度的可淬透的Al－Mg－Si6000系列的铝锻造合金制成，没有设置抗接触腐蚀的表面涂层。

Description

由镁合金或铝合金制成的金属丝螺纹嵌件
技术领域
本发明涉及一种用于插入构件的螺纹孔内的、由螺旋形卷绕的金属丝体构成的金属丝螺纹嵌件。
背景技术
这种类型的金属丝螺纹嵌件用于提高具有较小强度的构件内的螺纹的螺纹承载能力或用于对损坏的螺纹进行修补。因此它必须具有相应的高强度并且通常由钢制成。使用由钢制成的金属丝螺纹嵌件的一个困难在于，钢易于与特定的内螺纹材料发生接触腐蚀并且与特定的螺纹材料咬紧(galling)。
由EP 1 070 860已知对由钢制成的金属丝螺纹嵌件加设含氟聚合物涂层，以便加大接触腐蚀的难度。EP 1 122 449建议使用一种特殊的氮气加强的优质钢合金作为金属丝螺纹嵌件的材料，以便改善其克服咬紧的能力。
为了避免金属丝螺纹嵌件与由镁铸造合金制成的构件之间的接触腐蚀，已知将一种高强度的铝锻造合金(AlZnMgCu1.5)电镀或阳极氧化在金属丝螺纹嵌件的表面上作为金属丝螺纹嵌件的材料，从而在表面上形成氧化铝层(硬涂层hard coat)。硬涂层表面是电绝缘的，由此阻止金属丝螺纹嵌件的基本材料与构件的镁铸造合金之间的接触腐蚀。此外这种方案具有这样的优点，即硬涂层表面用于在钢螺钉与由镁铸造合金制成的构件之间形成电隔离。
上述方案的缺点在于用于提高金属丝螺纹嵌件的抗接触腐蚀能力的表面处理或涂层的费用相对较高。
发明内容
本发明的目的是，提供一种由这样的材料制成的金属丝螺纹嵌件，所述材料不需要麻烦的后续处理，但是特别是在由镁铸造合金或铝铸造合金制成的构件中具有抗接触腐蚀能力。
根据本发明的一个方案，金属丝体由高强度的可淬透的Al-Mg-Si6000系列的铝锻造合金制成，没有抗接触腐蚀的表面涂层。铝锻造合金如AlSilMgCuMn(EN AW6056)是优选的，虽然其它的高强度的可淬透的6000系列的铝锻造合金也可以使用。
令人意想不到的是，这种金属丝螺纹嵌件材料适合于应用在特别是由镁铸造合金以及铝铸造合金制成的构件中。它具有这种优点，即它总体上对腐蚀并且特别是对应力裂纹腐蚀具有抵抗能力，并且无需设置单独的抗接触腐蚀的表面涂层。与上述的由铝锻造合金制成的具有硬镀层表面的金属丝螺纹嵌件不同，按照本发明构成的金属丝螺纹嵌件虽然具有这样的缺点，即没有在由钢合金制成的螺钉与由镁铸造合金制成的构件之间形成电隔离。但是总体上根据本发明的金属丝螺纹嵌件具有非常高的经济性，因为它无需设置抗接触腐蚀的表面涂层。此外这种铝锻造合金相对于其它材料例如钢具有相对较高的热传导性，这对于特定应用目的而言是特别有利的，这在下面还要详细阐述。
根据本发明的另外一个方案，金属丝螺纹嵌件的金属丝体由镁锻造合金制成，没有抗接触腐蚀的表面涂层。所述镁锻造合金在此特别是MgAl3Zn(AZ31)和MgAl6Zn(AZ61)。
令人意想不到的是，虽然已知镁锻造合金是脆性的，但是这种金属丝螺纹嵌件材料适合于应用在特别是由镁制成的构件中。镁锻造合金特别是具有这种优点，即它总体上对接触腐蚀并且特别是对应力裂纹腐蚀具有抵抗能力，而且无需设置单独的抗接触腐蚀的表面涂层或表面处理。镁锻造合金的另外一个优点在于，金属丝体的足够的抗拉强度仅通过在制造金属丝螺纹嵌件时的冷作硬化就可以获得，而无需对金属丝螺纹嵌件进行热处理。此外镁锻造合金具有重量轻和热传导性高的优点，这对于特定应用目的而言是特别有利的。
本发明的有利的进一步构造由从属权利要求中得出。
附图说明
唯一的附图以示意方式示出了具有金属丝螺纹嵌件的螺旋连接件，借助于该附图对本发明的实施例进行详细阐述。
具体实施方式
在附图中示出的金属丝螺纹嵌件2通常由螺旋形卷绕的金属丝体构成，其插入构件4的螺纹孔6中，以便提高螺纹孔6的螺纹承载能力。在金属丝螺纹嵌件2内插入一螺钉10，该螺钉用于将构件8与构件4夹紧。
如上所述，根据本发明一个方案，金属丝螺纹嵌件2的金属丝体由高强度的可淬透的Al-Mg-Si 6000系列的铝锻造合金制成，没有设置抗接触腐蚀的表面涂层。高强度的可淬透的铝锻造合金如AlSilMgCuMn(EN AW6056)是优选的。这些6000系列的铝锻造合金是具有较小的铜含量(Cu＜1％)的合金，其特别是相对于镁铸造合金如AZ91具有抗腐蚀能力。
为了将金属丝螺纹嵌件2的抗拉强度提高至400N/mm2以上，金属丝螺纹嵌件2进行相应的热处理。在将金属丝螺纹嵌件2嵌入容纳孔6之前，金属丝螺纹嵌件有利地设有一干滑动膜。在此涉及蜡形的物质、特别是包含聚乙烯的物质，其一方面减小金属丝螺纹嵌件2与螺纹孔6的螺纹之间的螺纹摩擦，另一方面减小安装时金属丝螺纹嵌件2与螺钉10的螺纹之间的螺纹摩擦。
如上所述，由这种铝锻造合金制成的金属丝螺纹嵌件特别适合于提高由镁铸造合金例如AZ91制成的构件的螺纹承载能力。一方面这种类型的由铝锻造合金制成的金属丝螺纹嵌件的抗拉强度(＞400N/mm2)明显大于通常的镁铸造合金的基本强度。另一方面这种铝锻造合金相对于镁具有高的抗腐蚀性，因为铝在元素的电动序中靠近镁。
由这种铝锻造合金制成的金属丝螺纹嵌件不仅可以用于提高螺纹承载能力，而且可以用于修补损坏的螺纹。一个特殊的应用情况是用于将钢火花塞固定在铝气缸头的螺纹孔内：
当在现有技术中这种类型的气缸头的螺纹孔损坏时，出于修补目的将由特殊的优质钢制成的金属丝螺纹嵌件插入相应钻出的螺纹孔内。因为钢具有较小的热传导性，所以在这种情况下在修补后有时会不期望地改变火花塞的热平衡。
当替代由钢制成的金属丝螺纹嵌件，根据本发明使用由上述铝锻造合金制成的金属丝螺纹嵌件时，上述问题由于铝合金的高热传导性而得以解决。火花塞的热平衡不再改变。
在这种情况下由铝合金制成的金属丝螺纹嵌件不仅具有高抗腐蚀性以及较小的重量的优点，而且具有高热传导性的优点。
与金属丝螺纹嵌件一起使用的螺钉的材料优选为铝合金，而对于特定的应用情况可以使用其它的材料如特别是特种钢。
根据本发明的第二方案，金属丝螺纹嵌件2的金属丝体由镁锻造合金制成，没有抗腐蚀的表面涂层。优选镁锻造合金为MgAl3Zn(AZ31)和MgAl6Zn(AZ61)。
对于这些材料而言，仅仅通过在制造金属丝螺纹嵌件时的冷作硬化就可以获得大于350n/mm2的抗拉强度，而无需进行热处理。在本发明的这种方案中，金属丝螺纹嵌件设有干滑动膜，以便获得金属丝螺纹嵌件的最佳的螺纹摩擦特性。
令人意想不到的是，虽然镁锻造合金具有固有的脆性，但是这种类型的镁锻造合金特别适合于作为金属丝螺纹嵌件材料。特别有利的是，由这种镁锻造合金制成的金属丝螺纹嵌件与由镁铸造合金例如AZ91制成的构件一起使用，这种镁铸造合金当今在许多技术领域中应用。在这种材料组合中实质上完全避免了接触腐蚀的问题。因为此外对于这种金属丝螺纹嵌件而言无需表面涂层也不需要热处理，所以本发明的这种方案具有高的经济性。
由所述镁锻造合金制成的金属丝螺纹嵌件不仅可以用于提高由较小强度的材料制成的构件的螺纹承载能力，而且可以用于修补损坏的螺纹孔。
作为与金属丝螺纹嵌件一起使用的螺钉的材料首先优选使用铝合金，但是也可以使用其它的材料如钢。

Claims (10)

1.一种用于插入构件的螺纹孔内的、由螺旋形卷绕的金属丝体构成的金属丝螺纹嵌件，所述金属丝体由高强度的可淬透的Al-Mg-Si6000系列的铝锻造合金制成，没有设置抗接触腐蚀的表面涂层。
2.如权利要求1所述的金属丝螺纹嵌件，其特征在于，所述高强度的可淬透的铝锻造合金是AlSilMgCuMn。
3.如权利要求1或2所述的金属丝螺纹嵌件，其特征在于，所述金属丝体被热处理以便提高其抗拉强度。
4.如上述权利要求之一所述的金属丝螺纹嵌件，其特征在于，所述金属丝体设有干滑动膜。
5.一种具有如上述权利要求之一所述的金属丝螺纹嵌件的构件，金属丝螺纹嵌件插入构件(4)的螺纹孔(6)内，其特征在于，构件(4)由镁铸造合金或铝铸造合金制成。
6.一种用于插入构件的螺纹孔内的、由螺旋形卷绕的金属丝体构成的金属丝螺纹嵌件，所述金属丝体由镁锻造合金制成，没有设置抗接触腐蚀的表面涂层。
7.如权利要求6所述的金属丝螺纹嵌件，其特征在于，所述镁锻造合金是MgAl3Zn或MgAl6Zn。
8.如权利要求6或7所述的金属丝螺纹嵌件，其特征在于，金属丝体未经热处理。
9.如权利要求6至8之一所述的金属丝螺纹嵌件，其特征在于，所述金属丝体设有干滑动膜。
10.一种具有如权利要求6至9之一所述的金属丝螺纹嵌件的构件，金属丝螺纹嵌件插入构件(4)的螺纹孔(6)内，其特征在于，构件(4)由镁铸造合金制成。
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