專利名稱：用于輪輞與輪胎的接觸面的耐磨涂層的制作方法
技術領域：
本技術領域大體上涉及輪輞和輪胎，并且涉及輪輞與輪胎之間的接觸面。
背景技術：
車輛輪胎和車輪組件常包括安裝在輪輞上的輪胎。輪胎通常具有胎圈部分，其在 與輪輞凸緣的接觸面上形成氣密密封。輪胎通常還具有胎圈包布部分，其在接觸面處與凸 緣接觸，以幫助防止在接觸面處對輪胎的摩損。

發(fā)明內容
一個示例性實施例包括一種產品，其可包括具有輪輞的車輪，并且可包括耐磨涂 層。輪輞可含鎂。輪輞可具有一個或多個凸緣，該凸緣構造并布置成以便安置安裝在輪緣 上的關聯(lián)輪胎的胎圈部分。耐磨涂層可在當輪胎安裝在輪輞上時與輪胎的所述胎圈部分相 對的凸緣的至少一部分截面上位于所述凸緣上。一個示例性實施例包括一種方法，該方法可包括提供車輪，該車輪可具有本身含 鎂的輪輞。該輪輞具有凸緣，該凸緣構造并布置成當輪胎安裝在該輪輞上時以便安置相關 聯(lián)輪胎的胎圈部分。該方法還可包括在當輪胎安裝在輪輞上時與輪胎的所述胎圈部分相對 的凸緣的至少一部分截面上將耐磨涂層涂覆在所述凸緣上。一個示例性實施例包括可具有輪胎、車輪和耐磨涂層的產品。輪胎可具有第一胎 圈部分和第二胎圈部分。車輪可具有輪輞。輪輞可具有第一凸緣和第二凸緣。第一凸緣可 構造并布置成安置第一胎圈部分，而第二凸緣可構造并布置成安置第二胎圈部分。耐磨涂 層可位于第一凸緣和第一胎圈部分之間、以及第二凸緣和第二胎圈部分之間的接觸面上。通過下文的具體描述和具體例子本發(fā)明其它具體實施例將變得清楚，但是本發(fā)明 具體實施例的公開僅用于圖示的目的，而并不用于限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明提供以下方案方案1、一種產品，包括車輪，所述車輪具有包含鎂的輪輞，所述輪輞具有至少一個凸緣，所述凸緣被構造 并布置成安置輪胎的胎圈部分；和耐磨涂層，所述耐磨涂層在所述至少一個凸緣的與輪胎的所述胎圈部分相對的至 少一部分截面上位于所述至少一個凸緣上。方案2、如上述方案1中所述的產品，其中所述至少一個凸緣包括第一凸緣和第二 凸緣，并且所述耐磨涂層在所述第一凸緣和所述第二凸緣的與輪胎的相應胎圈部分相對的 至少一部分相應截面上位于所述第一凸緣和第二凸緣上。方案3、如上述方案1中所述的產品，其中所述耐磨涂層在所述凸緣的與所述輪胎 的胎圈部分相對的全部范圍截面上位于所述凸緣上。方案4、如上述方案1中所述的產品，其中耐磨涂層厚度約為2微米。方案5、如上述方案1中所述的產品，其中耐磨涂層包括氮化鈦。
方案6、如上述方案1中所述的產品，其中耐磨涂層包括陶瓷。方案7、如上述方案1中所述的產品，其中耐磨涂層包括氧化物。方案8、如上述方案1中所述的產品，其中耐磨涂層包括碳化物。方案9、如上述方案1中所述的產品，其中耐磨涂層包括氮化物。方案10、如上述方案1中所述的產品還包括輪胎，所述輪胎具有抵靠所述凸緣安 置的胎圈部分。方案11、一種方法，包括 提供具有輪輞的車輪，所述輪輞包含鎂，所述輪輞具有構造并布置成安置輪胎的 胎圈部分的凸緣；以及在所述凸緣的與所述輪胎的所述胎圈部分相對的至少一部分截面上將耐磨涂層 涂覆于所述凸緣上。方案12、如上述方案11中所述的方法，其中涂覆所述耐磨涂層包括通過物理氣相 沉積過程涂覆氮化鈦。方案13、如上述方案11中所述的方法，其中涂覆所述耐磨涂層包括在所述凸緣的 與所述輪胎的胎圈部分相對的全部范圍截面上涂覆所述耐磨涂層。方案14、如上述方案11中所述的方法，其中涂覆所述耐磨涂層包括將耐磨涂層涂 覆至具有約2微米的厚度。方案15、一種產品，包括具有第一胎圈部分和第二胎圈部分的輪胎；具有輪輞的車輪，所述輪輞具有第一凸緣和第二凸緣，所述第一凸緣和第二凸緣 構造并布置成分別安置所述輪胎的所述第一胎圈部分和第二胎圈部分；和耐磨涂層，所述耐磨涂層位于所述第一凸緣和第二凸緣與相應的所述第一胎圈部 分和第二胎圈部分之間的接觸面處。方案16、如上述方案15中所述的產品，其中所述耐磨涂層包括氮化物、陶瓷、氧化 物或碳化物。方案17、如上述方案15中所述的產品，其中所述輪輞包含鎂。方案18、如上述方案15中所述的產品，其中所述輪輞包含鋁。


參照附圖和具體描述，將能更完全理解本發(fā)明的示例性實施例，其中圖1為輪胎和車輪組件的示例性實施例的局部截面視圖。圖2為取自圖1的圈2處輪胎和車輪組件的接觸面的示例性實施例的放大圖。圖3為圖1中輪胎和車輪組件的的凸緣的示例性實施例的放大圖。
具體實施例方式以下具體實施方式
實質上僅為示范性(例示)，并且絕不是為了限制發(fā)明及其應 用或用途。附圖示出了與相關聯(lián)汽車的輪胎和車輪組件12 —起使用的耐磨涂層10的示例性 實施例。耐磨涂層10能防止由于反復振動、滾動、滑動以及其它運動而引起的在輪胎和車輪組件12之間可能發(fā)生的磨耗、損傷和磨損。盡管結合汽車描述本發(fā)明，但該耐磨涂層10 可以用于房車、拖車、半拖車卡車等的輪胎和車輪組件中。如圖1所示，輪胎和車輪組件12可包括輪胎14和車輪16。輪胎14可安裝到車輪 16，并通過胎面部分18與路面形成直接接觸。輪胎14可包括第一側壁20和第二側壁22， 它們與胎面18和車輪16 —起可形成容納加壓氣體的腔室24。輪胎14可包括第一胎圈部 分26和第二胎圈部分28，它們位于第一側壁20和第二側壁22相應的自由端。第一胎圈部 分26和第二胎圈部分28可構造并布置成抵靠車輪16安裝并形成與車輪16的氣密密封。 第一胎圈部分26和第二胎圈部分28可環(huán)繞輪胎14完全周緣地延伸。在其它實施例中，第 一胎圈部分26和第二胎圈部分28可具有不同的結構和布置。參考圖1和圖2，第一胎圈部分26可包括第一胎圈30，而第二胎圈部分28可包括 第二胎圈32。第一胎圈30和第二胎圈32可以在相應胎圈部分加強輪胎14的剛度以幫助 輪胎保持在車輪16上。每個胎圈30、32可包括在相應胎圈部分處植入在輪胎14中的鋼絲 束。輪胎14還可包括第一胎圈包布部分34和第二胎圈包布部分36，它們可與車輪16形成 接觸并可在該接觸處幫助防止輪胎的磨損。輪胎14還可包括第一和第二相對面38、40，它 們在輪胎安裝在車輪上時面對車輪16。 車輪16可攜載輪胎14并連接關聯(lián)汽車的其它部件。車輪16可具有輪輞42和輪 輻44。如所示，輪輞42和輪輻44可以是一體結構，或者可以是連接在一起的分立件。輪 輞42可包含鎂，例如鎂合金，鎂合金例如是但不限于，AZ31鎂合金、AZ60鎂合金、AZ70鎂合 金、AZ80鎂合金、AZ91鎂合金、ZK鎂合金，或鋁合金。在為一體結構的情況下，輪輻44可包 含鎂，例如鎂合金；而在為分立件的情況下，輪輻44可包含鋁，例如鋁合金。輪輞42可具有位于輪輞相應的自由端的第一凸緣46和第二凸緣48。第一凸緣 46和第二凸緣48與相應胎圈部分的形狀互補，并可構造和布置成安裝在相應的胎圈部分 上。第一凸緣46和第二凸緣48可繞輪輞42連續(xù)地周緣地延伸。參考圖2和3，第一凸緣 46和第二凸緣48中的每一個都可具有軸向部分50和徑向部分52 (相對于車輪16的環(huán)形 形狀命名)。第一凸緣46和第二凸緣48中的每一個還可都具有相對面54，其在輪胎安裝 在車輪16上時在對應的胎圈部分處面向輪胎14。并且第一凸緣46和第二緣部48中的每 一個可具有支承相應胎圈部分的胎圈座56。在其它實施例中，第一凸緣46和第二凸緣48 可具有不同的構造和布置。在某些情況下反復的振動、滾動、滑動或其它運動會在相應的凸緣和胎圈部分之 間的接觸面58處引起第一胎圈部分26和第二胎圈部分28對第一凸緣46和第二凸緣48的 磨耗、損傷和磨損。這種磨耗、損傷和磨損隨著時間的流逝會使輪胎14喪失膨脹壓力(充 氣壓力)。耐磨涂層10尤其可通過硬化第一凸緣46和第二凸緣48的表面、并且在某些情 況下通過減少第一凸緣和第二凸緣與第一胎圈部分26和第二胎圈部分28之間的摩擦幫助 防止這種磨耗、損傷和磨損。參考圖2和3，耐磨涂層10可位于相應的胎圈部分26、28和凸緣46、48之間，并且 可圍繞著它們完全周緣地延伸。在一個實施例中，耐磨涂層10位于在相應的胎圈部分和凸 緣之間的接觸面58的整個范圍上。在另一實施例中，耐磨涂層10可延伸超過接觸面58， 并位于遠離相應凸緣的輪輞42上。在另一實施例中，耐磨涂層10并不在接觸面58的整個 范圍上延伸，而僅在接觸面的一部分上延伸，如僅在軸向部分50上或僅在徑向部分52上延伸。輪輞42的其余部分、或中間部分可不涂覆耐磨涂層10，如圖2和3所示。在這些及其 它示例中，耐磨涂層10僅位于相應凸緣的與相應的胎圈部分相對的一部分上。耐磨涂層10可包括這樣的材料，即與沒有耐磨涂層的第一凸緣和第二凸緣相比 該材料在應用到第一凸緣46和第二凸緣48時可硬化第一凸緣46和第二凸緣48。在所選 實施例中，耐磨涂層10可包括氮化鈦、陶瓷、氧化物、碳化物或氮化物。其它材料也是可以 的。耐磨涂層10的精確涂覆過程尤其依賴于耐磨涂層的材料、輪輞42的結構以及輪 輞的材料。在所選實施例中，耐磨涂層10可以通過物理氣相沉積過程、化學氣相沉積過程、 電鍍過程、噴繪過程、直流電噴鍍(濺射涂覆)過程、射頻噴鍍過程、激光燒蝕過程以及陰極 電弧沉積過程涂覆至相應的胎圈座和第一凸緣46和第二凸緣48的相應相對表面上。其它 涂覆工藝也是可以的。取決于耐磨涂層10的材料成分和涂覆過程，在所選的實施例中耐磨涂層的厚度 范圍可以為約1-5微米或約2-3微米。在使用中，第一胎圈部分26和第二胎圈部分28的相應外表面或相對面可與耐磨 涂層10直接接觸。該直接接觸能幫助防止隨著時間流逝而在第一凸緣46和第二凸緣48 處發(fā)生的對輪輞42的磨蝕、損傷和磨損。因此耐磨涂層10能幫助保持膨脹壓力并延長輪 胎和車輪組件12的使用壽命。通過公知的往復磨損試驗來評估一個實施例。在該評估中，第一樣品件置于摩擦 測試機中，第二和第三樣品件與第一樣品件相對地置于摩擦測試機中。第一樣品件代表輪 胎的胎圈部分，在這種情況下第一樣品件是Michelin XW4 輪胎的2mmX 2mm的胎圈部 分。第二樣品件代表包括AZ31鎂合金但沒有耐磨涂層的輪輞的凸緣，。第三樣品件代表具 有含氮化鈦耐磨涂層的包括AZ31鎂合金的輪輞的凸緣。第三樣品件的耐磨涂層通過物理 氣相沉積過程涂覆于樣品件表面，并且厚度約為2微米，硬度約為23GPa。評估中，第一樣品件抵靠第二樣品件并分立地抵靠第三樣品件前后移動。對于第 二和第三樣品件中的每一個以約ION的載荷在6mm的行程上前后移動第一樣品件100萬次 循環(huán)。根據一個估計，這些參數模擬500英里的實際行駛狀況。然后使用干涉儀來檢測(診斷)在第二和第三樣品件上所產生的磨損痕跡。在第 二樣品件上，平均磨損量(測量自平均未磨損表面高度)約為微米1微米。在第三樣品件 上，平均磨損量(測量自平均未磨損表面高度)約為34納米。不是所有的評估都會得到上 述結果，并且也不是所有的耐磨涂層都會得到上述結果。包括不同的輪胎樣品、載荷、周期、 行程長度等的不同的評估會得到不同的結果；不同的材料成分、厚度、硬度等會得到不同結果。本發(fā)明的上述具體實施例描述本質僅為舉例說明，因而，其變型不能被認為背離 了本發(fā)明的主旨和范圍。
權利要求
一種產品，包括車輪，所述車輪具有包含鎂的輪輞，所述輪輞具有至少一個凸緣，所述凸緣被構造并布置成安置輪胎的胎圈部分；和耐磨涂層，所述耐磨涂層在所述至少一個凸緣的與輪胎的所述胎圈部分相對的至少一部分截面上位于所述至少一個凸緣上。
2.如權利要求1中所述的產品，其特征在于，所述至少一個凸緣包括第一凸緣和第二 凸緣，并且所述耐磨涂層在所述第一凸緣和所述第二凸緣的與輪胎的相應胎圈部分相對的 至少一部分相應截面上位于所述第一凸緣和第二凸緣上。
3.如權利要求1中所述的產品，其特征在于，所述耐磨涂層在所述凸緣的與所述輪胎 的胎圈部分相對的全部范圍截面上位于所述凸緣上。
4.如權利要求1中所述的產品，其特征在于，所述耐磨涂層厚度約為2微米。
5.如權利要求1中所述的產品，其特征在于，所述耐磨涂層包括氮化鈦。
6.如權利要求1中所述的產品，其特征在于，所述耐磨涂層包括陶瓷。
7.如權利要求1中所述的產品，其特征在于，所述耐磨涂層包括氧化物。
8.如權利要求1中所述的產品，其特征在于，所述耐磨涂層包括碳化物。
9.一種方法，包括提供具有輪輞的車輪，所述輪輞包含鎂，所述輪輞具有構造并布置成安置輪胎的胎圈 部分的凸緣；以及在所述凸緣的與所述輪胎的所述胎圈部分相對的至少一部分截面上將耐磨涂層涂覆 于所述凸緣上。
10.一種產品，包括具有第一胎圈部分和第二胎圈部分的輪胎；具有輪輞的車輪，所述輪輞具有第一凸緣和第二凸緣，所述第一凸緣和第二凸緣構造 并布置成分別安置所述輪胎的所述第一胎圈部分和第二胎圈部分；和耐磨涂層，所述耐磨涂層位于所述第一凸緣和第二凸緣與相應的所述第一胎圈部分和 第二胎圈部分之間的接觸面處。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于輪輞與輪胎的接觸面的耐磨涂層，具體地，輪輞的一個示例性實施例包含鎂。輪輞具有一個或多個凸緣，其被構造并布置成安置輪胎的胎圈部分。耐磨涂層的一個示例性實施例在所述凸緣的與所述輪胎的胎圈部分相對的至少一部分截面上位于所述凸緣上。
文檔編號B60C15/02GK101875286SQ201010214500
公開日2010年11月3日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權日2009年4月30日
發(fā)明者M·J·盧基特希, R·M·克萊伯, R·費爾馬 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司