[发明专利]用于轴‑轮毂区域的磨损材料及其施加方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物化学领域并且涉及用于轴-轮毂区域的磨损材料、尤其是车轮的轮辋-轮毂区域的磨损材料及其施加方法，该磨损材料可使用在机械制造或车辆制造中例如车轮的轴或轮辋和轮毂之间的接触面区域中。

背景技术

在机械制造并且特别在KFZ(机动车)领域中，对于车轮安装，轮辋与轮毂(通常还称为轴-轮毂区域并且专门对于KFZ领域称为轮辋-轮毂区域)彼此螺纹连接或连接，其由相同的或不同的材料制成，例如钢制轮辋和钢制轮毂或轻金属制轮辋/铝制轮辋和钢制轮毂或碳纤维复合轮辋和钢制轮毂。在所有上述材料对的情况下，例如在冬天行驶时通过环境影响、如通过湿气的作用或尤其通过盐水、盐溶液和/或盐喷雾(如用于道路除冰或表面除冰)的作用在车轮悬架上在轮辋-轮毂区域中发生腐蚀。由于上述介质侵入到轮辋和轮毂之间的毛细间隙中，在此也发生腐蚀。在轮辋和轮毂之间的毛细间隙中，在体积增加的情况下表面腐蚀并且腐蚀层结晶，即，其在牢固接合的接触下表面互相渗透地膨胀并且所谓“增长”进入彼此并且共同增长，这根据作用的因子和时间而引起轮辋和轮毂的“腐蚀结块(Verbacken)”。该现象主要在车轮更换时发现。在“腐蚀结块”的情况下车轮仅能够以高的力消耗并且可能损坏轮辋的情况下困难地与轮毂分离。这种产生的损害必须修复，由此产生额外的成本。特别常见的是，在机动车领域中在将轻金属轮辋或钢制轮辋螺纹连接到钢制轮毂上时发现“腐蚀结块”。类似地，该轴-轮毂连接或轮辋-轮毂连接的(腐蚀)现象也出现在运输技术、农业和航空中的机械和汽车中以及受海洋空气/盐水影响的海洋交通中。

例如在机动车中，油、油脂和蜡作为在轮辋和轮毂之间的磨损材料不能用于制动器的附近。

轮辋和/或轮毂表面的喷漆不能解决该问题。在应用条件下，漆层被快速破坏，所以其保护功能就不能再得到保证。在受损位置引起漆层的腐蚀及“生锈”。此外商用漆由于其化学结构和组成而具有低的玻璃化温度和耐热变形能力。在轮辋和轮毂的喷漆部分的情况下，例如可在压力和热作用下(如上坡时在轮辋-轮毂区域中在制动器附近处就是这种情况)使漆层与未喷漆的第二部分的基质表面粘结或使漆层彼此粘结或者“腐蚀结块”，这恰好是应当避免的。

陶瓷喷剂的使用是已知的，陶瓷喷剂可喷洒到轮毂和轮辋的接触面上，特别是在轻金属轮辋和钢制轮毂的材料组合的情况下。陶瓷喷剂通常喷洒到轮毂的表面上。

但是在实践中，发现这样的陶瓷喷剂也没有改善“腐蚀结块”的问题。

在轻质结构中也越来越多地将碳纤维复合材料与金属部件相结合并螺纹连接。例如，由碳纤维复合材料制成的轮辋也应用在汽车领域中。在存在湿气的情况下，特别是在存在湿气和盐或盐水的情况下，复合材料中的碳纤维在与金属接触时形成局部电池，其导致(金属)腐蚀并因此导致例如形成锈，因此导致上述问题。

例如，当不同的金属或合金组合并且上述环境因素发生作用时，这些问题由于电化学腐蚀的现象而加强。这导致形成局部电池，这是公知的，但是在实践中往往太少或没有注意。

以薄膜分离层或聚合物分离层形式的分离层在实践中是已知的。即，“分离层在技术领域中称为人造材料薄层，通过该材料使得两种材料彼此隔开...”(维基百科，关键字：分离层(Trennschicht))。

发明内容

在本发明中，应将下列称为轮辋或汽车轮辋。“汽车轮辋通俗来讲是没有汽车轮胎的汽车车轮。在真正意义上，仅将通过轮缘与轮凸缘相连的外环称为轮辋。然而今天，用于汽车的轮辋大多由一个工件制成，由此使得在表达上车轮与轮辋并非完全如此同义(这同样也适用于车轮和轮胎)。由多个部分组成的车轮仅适用于商用车、如特殊的货车(LKW)、拖拉机(拖车)；以及一些特殊应用(赛车)。”(维基百科，关键字：汽车轮辋(Autofelge))。此外，下面应解释在本发明中的轮毂。“将推到轴、车轴或销上的机械元件称为轮毂。轮毂通常由钻孔的工件制成，根据不同的应用将轴承...引入该工件中。...轮毂始终是轴-轮毂连接的组成部分。”(维基百科，关键字：轮毂(Nabe))。

根据DIN EN ISO 8044，腐蚀被如下定义：“腐蚀是金属物质与它的环境的反应，环境引起该物质的可测到的变化并可能导致金属构件或整个系统的功能损害。在大多数情况下，反应是电化学性质的，在某些情况下，可能是化学性质的或金属物理性质的“。