[发明专利]涂覆锁紧垫圈的方法和具有涂层的锁紧垫圈

说明书

1.背景

1.1 技术领域

本发明涉及根据所附权利要求1前序部分的用于涂覆锁紧(locking)垫圈的方法。

本发明还涉及根据所附权利要求11前序部分的具有涂层的垫圈。

1.2 现有技术

锁紧垫圈(例如用于螺栓固定目的)是已知的，其具有片状形状和优选在一侧具有径向延伸齿的图案以及在另一侧具有优选径向延伸凸轮(cam)的图案，并且包括用于螺栓、螺杆等紧固元件的中心孔。成对垫圈倾向于在一起使用，凸轮图案相互面对并且齿图案用于与螺栓头、螺帽等以及支承体等分别啮合。

为了获得有效的啮合(engagement)以及耐受施加于紧固装置上的相当大的力，垫圈由可硬化的钢制成并使其硬化。

此外，尤其是为了防腐蚀，垫圈具有电解涂覆的锌涂层。

现有技术中涉及的一个严重问题是在电解涂覆锌涂层的过程中产生氢，原子级的氢溶于垫圈钢中并导致所谓的氢脆，所述氢脆是由于溶解的氢原子锁定了钢中的位错所致，由此降低了钢的塑性。

为了大幅降低或完全消除氢脆，对已经硬化并且通常稍微回火的垫圈在约200℃下进行热处理约48小时，以将溶解的氢驱出所述钢。这当然是昂贵并且费时的操作，但却是必需的。此外，所述热处理趋向于增加对硬化钢的回火，使得预期的硬度将得不到保持，相反明显降低。

此外，如今需要更硬的垫圈，以与通过垫圈齿图案来抓牢的更硬的螺栓和带销螺栓组合使用。但是这种更硬的垫圈是通过增加钢的碳含量来获得的，这使得垫圈在所述热处理过程中对于氢脆和附加的回火甚至更加敏感。

本发明的一个目的是提供一种解决上述问题的方法和垫圈。

2.发明内容

分别通过根据所附权利要求1和11的方法和垫圈来实现上述目的。其它的优点通过在各从属权利要求中所述的内容来实现。

3.附图说明

结合附图参照下文的详细说明，将更好地理解本发明，在附图中相同的附图标记表示相同的部件。

图1是采用成对垫圈的现有技术的螺栓紧固系统的示意图；

图2以方块图的形式示意性示出根据本发明的第一实施方案。

4.优选实施方案的详细说明

在图1中，附图标记1表示旨在通过根据本发明的方法制造并根据本发明设置的类型的锁紧垫圈。

该垫圈用于锁紧目的，例如用于紧固螺栓2，每个垫圈均为板状形状并且在一侧具有齿图案3以及在另一侧具有凸轮图案3’，并且包括用于螺栓、螺杆等紧固元件2的中心孔(未示出)，该垫圈倾向于成对使用，凸轮图案侧相互面对，并且当凸轮的斜度(pitch)α大于紧固元件的螺纹斜度β时提供自锁紧作用，如图1实施例所示。

根据本发明的方法的图2所示实施方案，将已经通过加热到奥氏体化温度随后淬火而预先硬化的垫圈1(在一些情况下是在一定的回火之后)供应至如箭头5所示的预处理步骤4。预处理可以包括洗涤和喷丸(砂)处理，这取决于硬化垫圈的表面状态。在一些情况下，理想的是在涂覆之前使硬化垫圈回火至一定程度，优选至非常有限的程度，例如使得钢硬度的下降幅度为约5-15％，优选小于约10％。许多钢例如低合金硼钢在硬化态时相当容易延展，因而不需要为该目的而进行任何回火。

在预处理之后接着的是基础涂层涂覆步骤6，优选在离心装置6中进行，将垫圈1以及液体形式的涂料分别如箭头7和8所示转移到该装置中。在固化步骤(一般由附图标记9所示)中，固化所涂覆的基础涂层，通过加热去除基础涂层中的液体组分。根据一个优选的实施方案，固化步骤9可以包括预加热步骤9’和主加热步骤9”以及后续的冷却步骤9”’。经过固化步骤9之后，垫圈覆盖有金属基础涂层。根据有时优选的实施方案，将具有第一基础涂层的垫圈循环回到基础涂层涂覆步骤6，如箭头10所示，并进一步到固化步骤9，以涂覆另一层基础涂层。

此外，根据优选的实施方案，在垫圈的基础涂层上涂覆后密封面涂层(post sealing top coat)，为此将垫圈转移到面涂层涂覆生产线，如箭头11所示。根据优选的实施方案，该生产线包括面涂层涂覆步骤12，优选采用离心装置12’的形式，将垫圈和液体形式的面涂层涂料分别转移到该装置中，如箭头11和13所示。在固化步骤(一般由附图标记14所示)中，固化所涂覆的面涂层，通过加热去除面涂层中的液体组分。同样，该固化步骤可以包括预加热步骤14’和主固化步骤14”以及后续的冷却步骤14”’。

在有时优选的替代实施方案中，在与优选采用离心装置形式的所述基础涂层涂覆步骤相同的涂覆步骤中优选采用离心装置形式实施所述面涂层涂覆步骤。