[发明专利]用于改善螺栓、尤其铝螺栓的热松开特性的覆层及方法

说明书

本发明涉及一种用于螺栓、尤其铝螺栓的覆层，其基于水基的聚四氟乙烯乳液，向该乳液掺混表面改型的纳米颗粒，其中，表面改型的纳米颗粒由二氧化硅形成并且在其表面处铺有环氧基团，其在低于150°C的温度下交联。本发明此外涉及一种螺栓或螺母，其设有这样的覆层。本发明此外涉及一种用于以这样的覆层涂覆螺栓的方法。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于改善螺栓、尤其铝螺栓的热松开特性(Warmloeseverhalten)的覆层。本发明此外涉及一种用于改善根据权利要求6的前序部分的螺栓的热松开特性的方法。

背景技术

为了能够充分可靠地计算螺栓连接并且能够过程可靠地将其应用在装配中，需要螺栓的一定的摩擦学上的特性，所谓的摩擦系数(Reibungszahl)，其通过润滑来实现。仅在存在螺栓的稳定的摩擦值的情况下螺栓连接可持久地产生必需的预限定的期望的夹持力。该力通常不能直接地来确定。因此这里将在拉紧螺栓时的转矩用作可容易地来测定的参量。经由螺栓表面的摩擦特性，转矩和夹持力相互联系。为了将夹持力的离散带(Streuband)保持得较小并且为了最佳地利用螺栓，需要将螺栓的表面覆层并且将摩擦系数设定在较窄的带中。当前将基于聚四氟乙烯(PTFE)悬浮液的覆层系统用作用于铝螺栓的覆层。在市场上可获得不同的覆层系统用于设定铝螺栓的限定的且窄公差的摩擦特性。这些覆层系统良好地适合于在室温下过程可靠的、也就是说可复制的旋拧并且允许设定必需的摩擦系数。

之前已知的覆层系统不利的是，其在提高的温度下减弱其摩擦特性，因为PTFE在温度和压力下变得“更加稀液状(duennfluessig)”。这导致螺旋连接虽然可在室温下被拉紧并且螺旋连接可靠地保持，其中，然而在提高的温度下和在低于表面的关键摩擦系数的情况下螺旋连接可自主地松开。在提高的温度下的该自主松开被称为热松开特性。在螺旋连接在温度下松开时被测定的摩擦系数作为对于热松开特性的标尺起作用。热松开特性的改善理解成在确定的测试温度下与原始位置(Ausgangslage)直接比较螺栓表面的摩擦系数的提高。

在市场上可获得的用于调整摩擦特性的基于PTFE悬浮液的覆层系统(例如Microgleit Spezialschmierstoffe有限公司(86558 Hohenwart)的覆层系统DF921)对铝螺栓在提高的温度下仅可受限地用于改善或用于调整热松开特性。要么该系统不具有所要求的摩擦特性(摩擦系数随着温度升高而减小)，要么其与材料铝不兼容。漆例如由带有直至20μm的层厚的多个层构成，这又导致螺栓的螺纹芯(Gewindekern)和内作用部(Innenangriff)(工具附加物(Werkzeugansatz))不相称地强地装填并且因此例如在汽车行业中不能实现过程可靠的装配。

将已知的覆层系统应用于铝有问题的常常是其煅烧温度(Einbrenntemperatur)。远超过150°C的干燥温度破坏铝螺栓的组织。

发明内容

这里本发明将提供补救。本发明目的在于提供一种用于螺栓、尤其用于铝螺栓的覆层，其进一步改善螺栓的热松开特性。根据本发明，该目的通过带有权利要求1的特征部分的特征的覆层来实现。

利用本发明提供了一种用于尤其由铝构成的螺栓和螺母的覆层，通过其来进一步改善螺栓的热松开特性。通过向作为基础系统的带有小于7的pH值的已知的PTFE悬浮液掺混由二氧化硅构成的表面改型的纳米颗粒(其在其表面铺有环氧基团(Epoxygruppe)，环氧基团在低于150°C的温度下交联)，在提高的温度下引起摩擦系数的提高，其中，在室温下通过该纳米颗粒仅不显著地改变摩擦系数。通过使纳米颗粒铺有环氧基团(其在低于150°C、优选地低于120°C、特别优选地低于100°C、尤其低于80°C的温度下相互交联)，获得阻塞效果。通过不规则的网络构造，阻碍PTFE乳液基+表面改型的纳米颗粒系统的运动和因此流动并且改善热松开特性。当然，根据本发明的覆层可同样应用于螺母。优选地，悬浮液具有小于6、特别优选地小于5的pH值。有利地，环氧基团通过硅烷连结到纳米颗粒的颗粒表面处。