TWI488974B - 複合螺絲的製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種複合螺絲的製造方法，特別是關於一種使用超音波清洗及真空爐熱處理，進而製造出具有良好韌性、硬度、及強度的複合螺絲的方法。
螺絲常見於各式工業機械、交通工具、及建築等之中。高強度螺絲通常為金屬製造、呈圓柱形或其它特定形狀、且表面形成有螺紋，以供結合件之間的緊固。
一般而言，為了加工方便，螺絲通常以碳鋼或合金鋼為主要的材料。但考慮到螺絲的外露部分(例，螺絲頭)需長時間暴露於大氣之中，因此除了緊固構件所需的強度之外，尚須具有一定的防腐蝕能力。從而，發展出將防腐蝕材料製成的螺絲柄與高強度材料製成的螺絲桿結合為一體的複合螺絲。
習知的複合螺絲在後段製程中多半採用高週波或中週波熱處理，使其達到符合一定標準的韌性、硬度、及強度。然而，隨著科技的進步，現代的工業機械、交通工具、及建築物等所需螺絲的標準不斷的提高，以習知的製造方式所製造出的複合螺絲已逐漸無法達到這樣的需求。
緣此，本發明之目的即是提供一種複合螺絲的製造方法，以製造出具有良好韌性、硬度、及強度、以及耐腐蝕的複合螺絲，滿足現代產品對於螺絲的高標準需求。
本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種複合螺絲的製造方法，包含下列步驟：(a)製備一半成品複合螺絲，半成品複合螺絲由一柄部與一桿部接合而成；(b)於半成品複合螺絲形成螺牙；(c)對形成有螺牙之半成品複合螺絲執行一超音波清洗處理；(d)於一真空爐中對執行超音波清洗後的半成品複合螺絲執行一熱處理；(e)對熱處理後的複合螺絲執行一表面處理而得到一複合螺絲的成品。
依據本發明之一實施例，步驟(a)中，柄部及桿部以一摩擦焊方式所接合。
依據本發明之一實施例，步驟(a)中，柄部及桿部為同種類或異種類的不鏽鋼材質所製成。
依據本發明之一實施例，步驟(a)及步驟(b)之間，更包括對半成品複合螺絲執行一車修處理之步驟，以除去柄部與桿部之接合處周圍的廢料。
依據本發明之一實施例，步驟(a)及步驟(b)之間，更包括對半成品複合螺絲執行一前清洗處理之步驟。
依據本發明之一實施例，步驟(b)之前一步驟或後一步驟，另增加於桿部的端部形成一螺絲尾的一步驟。
依據本發明之一實施例，上述螺絲尾形成為一尖尾、一鑽尾、一平尾、或一割尾。
依據本發明之一實施例，步驟(b)及步驟(c)之間，更包括對半成品複合螺絲執行一鈍化處理之步驟。
依據本發明之一實施例，步驟(e)中，表面處理為塗裝處理、電鍍處理、機械鍍鋅處理、或浸鍍處理。
經由本發明所採用之技術手段，藉由複合螺絲的材質選用、高潔淨度的清洗、及高品質的熱處理，排除了有可能降低生產品質的各種因素，使熱處理的硬化效能更佳，而使所製造出的複合螺絲具有良好韌性、硬度、及強度。並且，由於複合螺絲的柄部及桿部皆採不鏽鋼材質製成，並經過適當的表面處理，故複合螺絲整體還同時擁有良好的防腐蝕、以及鎖入端高硬度與強度的能力。
本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步之說明。
參閱第1圖，其係顯示依據本發明之一實施例的複合螺絲的製造方法的流程圖，並請配合第2圖至第6圖對此一實施例的實施方式作一說明如後。
首先，製備一半成品複合螺絲(步驟101)。如第2圖及第3圖所示，半成品複合螺絲是由一柄部1與一桿部2接合而成。其中，柄部1及桿部2為不鏽鋼材質所製成。不鏽鋼的種類很多，不同種類的不鏽鋼在材料性質上有所不同。在本發明中，柄部1及桿部2所採用的不鏽鋼材質可為同種類或異種類，以視不同情況的需求作調整。關於柄部1及桿部2的接合方式，本發明並無特別限制，可採用摩擦焊(friction welding)、電阻焊(resistance welding)、或其它接合方式。而在此一實施例中，柄部1及桿部2是以摩擦焊方式所接合。摩擦焊是一種利用壓力與摩擦熱而使構件連接在一起的方式。詳細而言，如第2圖所示，摩擦焊通常是藉由施加壓力F1、F2而使柄部1與桿部2相互接觸，同時讓柄部1與桿部2的其中一個固定、另一個受旋轉作用力R之作用而相對旋轉，從而使二者的接觸面相互摩擦，產生熱量及塑性變形，而實現柄部1與桿部2的焊接。
接著，對接合後的半成品複合螺絲執行一車修處理(步驟102)。車修處理即是利用車床等工具進行的切除、修飾處理。由於經摩擦焊接合之後，在柄部1與桿部2之接合處會形成有因摩擦及塑性變形而產生的廢料3，藉由車修處理能夠除去柄部1與桿部2之接合處周圍的廢料3，使半成品複合螺絲的表面較為平整。
在接合與車修處理之後，可對半成品複合螺絲執行一前清洗處理(步驟103)。前清洗處理的用途主要在於將前段加工所產生的碎屑、廢料自半成品複合螺絲上洗去。換言之，前清洗處理通常只是對半成品複合螺絲進行稍微的表面清洗。
接著，於桿部2的端部形成一螺絲尾4(步驟104)。螺絲尾4的尾型有很多種，如尖尾、鑽尾、平尾、或割尾等。形成螺絲尾4並非是必要的，例如在螺絲尾型為平尾或是桿部2已預先形成有螺絲尾的情況中，此一步驟便可以省略。
接著，於半成品複合螺絲形成螺牙5(步驟105)。形成螺牙5的方式有數種，主要分為車削(cutting thread)及輾牙(rolling thread)。在此一實施例中是採用輾牙處理，其優點在於經處理後形成有螺牙之半成品複合螺絲的硬度較高。要注意的是，雖然此一實施例是在形成螺絲尾4之後形成螺牙5，但是本發明並不限於此，也可在形成螺絲尾4之前形成螺牙5，亦即，步驟104與步驟105的順序是能夠對調的。
在上述的加工之後，為了增強半成品複合螺絲的抗腐蝕能力，可執行一鈍化處理(步驟106)。鈍化(passivation)有時又稱為酸洗，是以化學方式(例，檸檬酸或重鉻酸鈉)除去金屬表面的游離鐵及外部顆粒，並於金屬表面形成薄膜或鈍化層，藉此保護金屬表面、且抑制金屬本身發生進一步的氧化或生鏽。同時，經鈍化處理後的半成品複合螺絲還有增亮的效果。
接著，對半成品複合螺絲執行一超音波清洗處理(步驟107)。超音波清洗是一種清洗效果極佳的清潔方式，其基於空穴效應所產生的衝擊力而將污物自構件表面震落剝離。超音波清洗的超音波能量能夠穿透細微的縫隙與小孔、並且清洗時無需拆卸構件、以及無視構件的尺寸及結構複雜度皆能達到均一的潔淨度，故應用超音波清洗於半成品複合螺絲上，能夠滿足半成品複合螺絲於後續製程所需的潔淨度。
接著，於一真空爐中對執行超音波清洗後的半成品複合螺絲執行一熱處理(步驟108)。真空爐所提供的真空環境是指低於一個大氣壓的氛圍環境。在這種氛圍環境中進行熱處理，能夠使熱處理質量提高。在前面的步驟中，半成品複合螺絲的柄部1及桿部2是採用不鏽鋼材質，以及在真空熱處理前採用潔淨度較高的超音波清洗。從而，提升真空熱處理的硬化效能，而能夠得到具有良好韌性、硬度、及強度的複合螺絲。
最後，為了實現複合螺絲的保護，使其使用壽命更為長久，可對複合螺絲執行一表面處理(步驟109)。表面處理的方式有很多種，例如塗裝處理、電鍍處理、機械鍍鋅處理、或浸鍍處理。可依據複合螺絲使用環境的不同、以及處理設備與成本考量，選擇適當的表面處理方式執行，從而保護複合螺絲的表面，降低破損的可能性。
本發明所揭露的複合螺絲的製造方法，藉由複合螺絲的材質選用、高潔淨度的清洗、及高品質的熱處理，排除了有可能降低生產品質的各種因素，使熱處理的硬化效能更佳，而使所製造出的複合螺絲具有良好韌性、硬度、及強度。並且，由於複合螺絲的柄部及桿部皆採不鏽鋼材質製成，並經過適當的表面處理，故複合螺絲整體還同時擁有良好的防腐蝕、以及鎖入端高硬度與強度的能力。
由以上之實施例可知，本發明所提供之複合螺絲的製造方法確具產業上之利用價值，故本發明業已符合於專利之要件。惟以上之敘述僅為本發明之較佳實施例說明，凡精於此項技藝者當可依據上述之說明而作其它種種之改良，惟這些改變仍屬於本發明之發明精神及以下所界定之專利範圍中。
1．．．柄部
2．．．桿部
3．．．廢料
4．．．螺絲尾
5．．．螺牙
F1．．．壓力
F2．．．壓力
R．．．旋轉作用力
第1圖係顯示依據本發明之一實施例的複合螺絲的製造方法的流程圖；
第2圖係顯示柄部及桿部進行摩擦焊的示意圖；
第3圖係顯示執行摩擦焊接合後的半成品複合螺絲；
第4圖係顯示執行車修處理後的半成品複合螺絲；
第5圖係顯示形成有螺絲尾之半成品複合螺絲；
第6圖係顯示形成有螺牙之半成品複合螺絲。
Claims (9)
- 一種複合螺絲的製造方法，包含下列步驟：(a) 製備一半成品複合螺絲，該半成品複合螺絲係由一柄部與一桿部接合而成；(b) 於該半成品複合螺絲形成螺牙；(c) 對該形成有螺牙之半成品複合螺絲執行一超音波清洗處理；(d) 於一真空爐中對該執行該超音波清洗後的半成品複合螺絲執行一熱處理；(e) 對該熱處理後的複合螺絲執行一表面處理而得到一複合螺絲的成品。
- 如申請專利範圍第1項所述之複合螺絲的製造方法，其中步驟(a)中，該柄部及該桿部係以一摩擦焊方式所接合。
- 如申請專利範圍第1項所述之複合螺絲的製造方法，其中步驟(a)中，該柄部及該桿部係為同種類或異種類的不鏽鋼材質所製成。
- 如申請專利範圍第1項所述之複合螺絲的製造方法，其中步驟(a)及步驟(b)之間，更包括對該半成品複合螺絲執行一車修處理之步驟，以除去該柄部與該桿部之接合處周圍的廢料。
- 如申請專利範圍第1項所述之複合螺絲的製造方法，其中步驟(a)及步驟(b)之間，更包括對該半成品複合螺絲執行一前清洗處理之步驟。
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