[发明专利]具有隔离层的铸件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸件与其制作方法，特别是涉及一种由异质材料构成的铸件与 其制作方法。

背景技术

材料经常由于强度无法承受负荷所产生的破坏、磨耗、腐蚀、辐射损伤等其它 因素造成其使用性降低或是无法使用，此影响尤其以腐蚀(corrosion)为最，生锈 (rusting)就是一个大家熟知的腐蚀或氧化反应，其专指铁或铁合金的腐蚀现象，钢铁 材料的腐蚀型态一般区分为八大类：均匀腐蚀、伽凡尼腐蚀、间隙腐蚀、孔穴腐蚀、 晶界腐蚀、选择性、冲磨腐蚀、应力腐蚀。其中，因不同金属直接接触时造成的腐 蚀现象称为伽凡尼腐蚀(galvanic corrosion)，也就是，当两种不同金属耦和接触时， 化学性质活泼的金属会加速腐蚀，惰性比较大的金属则减慢腐蚀，此种腐蚀称为伽 凡尼腐蚀，或称为异种金属腐蚀，譬如铜管和钢管相接，必然引起钢管的加速腐蚀。

以一般汽/机车零组件为例，不论是轮圈、活塞、或引擎汽缸套等均为由不同金 属，及/或合金铸造结合而得。

参阅图1、图2，以铝合金轮圈为例，目前的铝合金轮圈的制作方法之一，是以 铸造制程将钢材制的轮圈骨架或心轴用铝合金包覆起来而成，由于铁与铝的活性差 较小，因此钢材制的骨架或心轴与包覆的铝合金的界面间不易形成伽凡尼腐蚀效应， 而可得到品质及稳定性均佳的钢材/铝合金式轮圈。

然而由于铝合金的比重较大，为因应高油价的来临，汽/机车零组件的轻量化也 成为各汽/机车大厂的研发主轴；而由实际研究发现若以镁合金取代用以构成轮圈的 轮框的铝合金，则重量约可减少60％，因此对汽/机车零组件的轻量化而言，镁合金 是一发展的极佳材料。

但是，当以镁合金取代上述铝合金时，却会因为镁、铁间的活性差比铝、铁大 得多，因此，以镁合金包覆钢材而成的镁合金轮圈极易产生枷凡尼腐蚀，也就是说， 当以更轻质的镁合金取代铝合金所作成的复合式轮圈，比较容易产生腐蚀破裂的问 题，而影响行车安全性。

由于活性差异大的异质金属间的结合，后续伴随而来的就是因为彼此活性差异 不同而产生的腐蚀问题，因此，如何发展可靠且制程简便的制作方法来结合彼此活 性差异大的异质金属/合金，以避免在其界面间产生的枷凡尼腐蚀问题，进而得到制 程简便且品质可靠的产品，是目前业界努力研究的课题。

发明内容

本发明的目的是在提供一种可避免异质金属界面间腐蚀问题的具有隔离层的铸 件。

再者，本发明的另一目的，是在提供一种过程简单、容易控制的具有隔离层的 铸件的制作方法。

本发明具有隔离层的铸件包含一嵌入件，及一铸胚。

该嵌入件具有一主要包含铁元素的基材，及一由包含一第一金属元素的合金所 构成的隔离层，该隔离层是以一合金构件经过电磁脉冲接合方式与该基材结合而成。

该铸胚由一包含一第二金属元素的合金构成，并以铸造方式与该嵌入件连接， 且该第一金属元素与铁元素的活性差小于该第二金属元素与铁元素的活性差。

再者，本发明具有隔离层的铸件的制作方法，包含一电磁脉冲接合步骤，及一 铸造步骤。

该电磁脉冲接合步骤将一包含一第一金属元素的构件对应设置在一主要包含铁 元素的基材上，并以电磁脉冲接合方式令该构件与该基材结合，形成一具有一由该 构件构成隔离层的嵌入件。

该铸造步骤选择一包含一第二金属元素的铸材，其中，该第一金属元素与铁元 素的活性差小于该第二金属元素与铁元素的活性差，以铸造方式将该铸材与该嵌入 件连接，并使该铸材形成一与该嵌入件结合的铸胚，制得该具有隔离层的铸件。

本发明的有益效果在于：利用电磁脉冲接合方式于基材上形成构成元素与铁元 素活性差较低的隔离层，再以简单的铸造方式于隔离层上形成构成元素与铁活性差 较大的铸胚，而可简单且有效地避免活性差异大的异质金属间产生的伽凡尼腐蚀效 应，进而得到防腐蚀性能、品质与可靠度均佳的具有隔离层的铸件。

附图说明

图1是一种以往「铝合金轮圈」的立体图；

图2是该以往铝合金轮圈的剖视图；

图3是本发明具有隔离层的铸件的较佳实施例的立体图；

图4是本发明该较佳实施例的剖视图；

图5是本发明该较佳实施例的制作方法的流程图；

图6是一电磁脉冲接合装置的示意图；