TWI796861B - 可直接鑽鎖之不銹鋼螺絲成型方法 - Google Patents

Abstract

本發明可直接鑽鎖之不銹鋼螺絲成型方法，其包含有一備料步驟、退火步驟、裁切步驟、打頭步驟、搓牙步驟及熱處理步驟等；其中，該備料步驟具備有一不銹鋼線材，且該不銹鋼線材包括有1-3.5 wt%之鉬、10-16wt%之鉻、0.5-3.5wt%之鎳、0.05-0.3wt%之氮、0.2 wt%以下之碳、以及其餘為鐵及其他不可避免之成分，且該不銹鋼線材晶相組織初始為麻田散鐵系，且其硬度為230HV~350HV，之後經過該退火步驟將前述該不銹鋼線材予以退火處理，使該不銹鋼線材硬度軟化至200HV以下，而後再經裁切步驟、打頭步驟及搓牙步驟後，以形成一不銹鋼螺絲，接著再經熱處理步驟，使其部份晶相組織由該肥粒鐵系轉換成麻田散鐵系，同時該不銹鋼螺絲之硬度提升至500HV以上，以得到一具高強度及耐蝕性佳等之不銹鋼螺絲，以供在物件上直接鑽鎖使用。

Description

可直接鑽鎖之不銹鋼螺絲成型方法

本發明係有關於一種螺絲製造方法，特別是一種可直接鑽鎖之不銹鋼螺絲成型方法。

螺絲常見於各種機械、建築、交通工具組裝結合上，高強度螺絲通常為金屬製造，呈圓柱形或其他特定形狀，且表面形成有螺紋，以供結合件之間的緊固，而一般螺絲材質係以碳鋼為主要材料，而該碳鋼具有加工方便，及較佳之硬度，以方便進行攻牙所使用，由於鎖合後，該螺絲將長期暴露於大氣之中，甚至鎖合於屋頂上之螺絲時，該螺絲外露部份將承受風吹日曬，碳鋼容易產生鏽蝕，然而採用不銹鋼材質時，雖具有較佳的防鏽能力，但不鏽鋼的硬度較低，並無法直接鑽鎖於物件上，必須預先在該物件鑽孔才能進行鎖設，故使用上受到層層限制。

因此，有業者研發出一複合螺絲設計，亦即利用不銹鋼具有較佳防鏽蝕能力，而碳鋼具有較硬硬度等特性，故頭部採用不銹鋼材質，而於該螺絲之尾部採用碳鋼材質，並將該頭部與該尾部予以焊接成型，藉此透過該尾段高硬度作用進行鑽鎖，且當鑽鎖後該不銹鋼材質之該頭部裸露在外，具有較佳的防鏽效果。

然，習知複合螺絲易有下列之缺失：

1.製造成本高且結合強度易有問題：需要分別準備不銹鋼材質之頭部及碳鋼材質之尾部等材料，而後透過焊接成一體後，再依序進行車修、輾牙、超音波清洗、真空處理及表面處理，才能達到強度、硬度及耐鏽蝕之要求，其所需的加工複雜度及加工成本將大大提升。

2.仍有鏽蝕現象，由於該螺絲之尾部為碳鋼材質，其係透過表面處理所形成的電鍍層(如鍍鋅、Ruspert路銹寶等)，該電鍍層具有一定的使用期限，且也可能在鑽孔過程中造成受損，因此在實際使用時，通常都是從該尾部逐漸鏽蝕，造成鎖固力降低或失去固定效果，實須改善。

3.其整體強度較弱，其因該不銹鋼螺絲是由頭段及尾端兩段進行焊接，並非為一體成型製作而成，其整體抗拉強度較弱，實須改善。

因此，本發明之目的，是在提供一種可直接鑽鎖之不銹鋼螺絲成型方法，其可達到高強度與防鏽蝕的不銹鋼螺絲，以供在物件上直接鑽鎖使用。

於是，本發明可直接鑽鎖之不銹鋼螺絲成型方法其包含有備料步驟、退火步驟、裁切步驟、打頭步驟、搓牙步驟及熱處理步驟；其中，該備具有一不銹鋼線材，且該不銹鋼線材內包括有1-3.5 wt%之鉬、10-16wt%之鉻、0.5-3.5wt%之鎳、0.05-0.3wt%之氮、0.2wt%以下之碳，以及其餘為鐵及其他不可避免之成分，且該不銹鋼線材晶相組織初始為麻田散鐵系，且其硬度為230HV~350HV，而後透過該退火步驟，以將該不銹鋼線材部份晶相轉換為肥粒鐵系，該不銹鋼線材硬度軟化至200HV以下後，方便於該裁切步驟裁切成一預定長度之加工基材，而後依序於該打頭步驟、搓牙步驟中，將該加工基材一端沖壓成一頭部，而該加工基材另一端則形成有一桿體，在於該桿體末端形成有一尾部，而該桿體上且位於該尾部與螺頭間輾壓成型有一螺牙，而使該加工基材轉變成一不銹鋼螺絲，最後，該熱處理步驟係將前述完成之該不銹鋼螺絲透過該熱處理設備進行熱處理，使該熱處理過程中該不銹鋼螺絲中的部份晶相組織從該肥粒鐵系轉換成麻田散鐵系外，並且利用該氮與該碳在熱處理中達到氮化效果，致使該不銹鋼螺絲之硬度得以提升至500HV以上，因此，透過該不銹鋼螺絲本身硬度就可以達到直接鑽鎖物件功效，且透過該鉬、該鉻及該鎳成分設計，可以提昇該不銹鋼螺絲之耐蝕性，進而使製造完成之不銹鋼螺絲同時具有高強度且耐蝕性佳之功效。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚地明白。

參閱圖1，本發明可直接鑽鎖之不銹鋼螺絲成型方法3之第一較佳實施例，該不銹鋼螺絲成型方法3包含有備料步驟31、退火步驟32、裁切步驟33、打頭步驟34、搓牙步驟35及熱處理步驟36；其中，該備料步驟31備具有一不銹鋼線材，且該不銹鋼線材包括有1-3.5 wt%之鉬、10-16wt%之鉻、0.5-3.5wt%之鎳、0.05-0.3wt%之氮、0.2 wt%以下之碳以及其餘為鐵及其他不可避免之成分，且該不銹鋼線材晶相組織初始為麻田散鐵系，且其硬度為230HV~350HV，而前述鐵含量可為70wt％以上，即鐵含量可等於或大於70wt%，而其他不可避免之成分可包含有矽、錳、磷、硫、雜質等，而本實施例舉例之成份組合可如下表（依重量百分比wt%計）：

組合/成分	鉬	鉻	鎳	氮	碳	鐵	其他不可避免之成分
例1	1	11	0.8	0.05	0.08	73	14.07
例2	2	12.5	1	0.015	0.12	71	13.365
例3	2.5	14	2.5	0.015	0.1	72	8.885
例4	3.5	14	2.5	0.015	0.1	73	6.885
例5	1.5	12	1.2	0.2	0.2	76	8.9

另，該退火步驟32係將該不銹鋼線材予以退火處理，且該不銹鋼線材經退火後該不銹鋼線材部份晶相轉換為肥粒鐵系，此時該不銹鋼線材硬度軟化至200HV以下，使方便該不銹鋼線材能進行加工。

仍續前述，該裁切步驟33其係將該不銹鋼線材分別裁切成一預定長度之加工基材，以供後續一一針對該加工基材進行加工；另，該打頭步驟34係將該加工基材一端沖壓形成一頭部，而該加工基材另一端則形成有一桿體後；至於，該搓牙步驟35針對該桿體末端形成有一尾部，而該桿體上且位於該尾部與螺頭間輾壓成型有一螺牙，而使該加工基材轉變成一不銹鋼螺絲，如此將初步完成該不銹鋼螺絲之製造。

最後，該熱處理步驟36係具備有一熱處理設備，而本實施例中，該熱處理設備可為一真空爐，將前述完成之該不銹鋼螺絲透過該熱處理設備進行熱處理，使該熱處理過程中該不銹鋼螺絲中的部份晶相組織從該肥粒鐵系轉換成麻田散鐵系外，且因為該不銹鋼螺絲內成分含有0.05-0.3wt%的氮及0.2wt%以下之碳，因此，利用該氮與該碳在熱處理中達到氮化效果，致使該不銹鋼螺絲之硬度得以提升至500HV以上，同時該不銹鋼螺絲含有1-3.5wt%之鉬、10-16wt%之鉻及0.5-3.5wt%之鎳的成分搭配製造流程，能使完成後之不銹鋼螺絲在一定硬度下仍具有耐蝕性之功效；因此，透過本發明之設計下，使得製造完成後該不銹鋼螺絲本身硬度就可以達到直接鑽鎖物件功效，且經由該鉬、該鉻及該鎳成分設計，提昇該不銹鋼螺絲之耐蝕性，因此，無論在該不銹鋼螺絲強度與硬度下，進而使製造完成之不銹鋼螺絲同時具有高強度且耐蝕性佳之功效

參閱圖2，本發明可直接鑽鎖之不銹鋼螺絲成型方法3之第二較佳實施例，該不銹鋼螺絲仍包含有備料步驟31、退火步驟32、裁切步驟33、打頭步驟34、搓牙步驟35及熱處理步驟36等，且前述各步驟均與第一實施例相同，恕不詳述，特別是，本實施例中，該熱處理步驟36後更接續有一鈍化步驟37，其備具有一鈍化液，其將前述步驟所得之不銹鋼螺絲浸泡於該鈍化液中，該不銹鋼螺絲表面之毛細孔受到鈍化液反應，而於該不銹鋼螺絲表面形成一鈍化膜，使該不銹鋼螺絲表面更受到該鈍化膜保護，因此能有效提升能大大提升耐侵蝕能力，使該不銹鋼螺絲鎖合後能維持更長之使用時間。

歸納前述，本發明可直接鑽鎖之不銹鋼螺絲成型方法，其透過該備料步驟，備具有特定成分之鉬、鉻、鎳、氮及碳成分之不銹鋼線材，且該不銹鋼線材晶相組織初始為麻田散鐵系，且其硬度為230HV~350HV後，並先進行退火步驟將前述該不銹鋼線材軟化使硬度至200HV以下後，由該裁切步驟將該不銹鋼線材裁切成一預定長度之加工基材後，並經過該打頭步驟及搓牙步驟製作出一不銹鋼螺絲，再將該不銹鋼螺絲經過該熱處理步驟，使該熱處理過程中該不銹鋼螺絲中的部份晶相組織從該肥粒鐵系轉換成麻田散鐵系外，並且利用該氮與該碳在熱處理中達到氮化效果，致使該不銹鋼螺絲之硬度得以提升至500HV以上，使得完成製作後之不銹鋼螺絲同時兼具高強度，可直接進行鑽鎖物件外，同時又具有耐蝕性佳之功效。

惟以上所述者，僅為說明本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

[本發明]

3:可直接鑽鎖之不銹鋼螺絲成型方法

31:備料步驟

32:退火步驟

33:裁切步驟

34:打頭步驟

35:搓牙步驟

36:熱處理步驟

37:鈍化步驟

圖1為本發明第一較佳實施例之流程方塊圖。

圖2為本發明第二較佳實施例之流程方塊圖。

3:可直接鑽鎖之不銹鋼螺絲成型方法

31:備料步驟

32:退火步驟

33:裁切步驟

34:打頭步驟

35:搓牙步驟

36:熱處理步驟

Claims (3)

1. 一種可直接鑽鎖之不銹鋼螺絲成型方法，其包含有：一備料步驟，其備具有一不銹鋼線材，且該不銹鋼線材包括有1-3.5wt%之鉬、10-16wt%之鉻、0.5-3.5wt%之鎳、0.05-0.3wt%之氮、0.2wt%以下之碳、以及其餘為鐵及其他不可避免之成分，且該不銹鋼線材晶相組織初始為麻田散鐵系，且其硬度為230HV~350HV；一退火步驟，其將前述該不銹鋼線材予以退火處理，且該不銹鋼線材經退火後該不銹鋼線材部份晶相轉換為肥粒鐵系，此時該不銹鋼線材硬度軟化至200HV以下；一裁切步驟，其將該不銹鋼線材分別裁切成一預定長度之加工基材；一打頭步驟，其將該加工基材一端沖壓成一頭部，而該加工基材另一端則形成有一桿體；一搓牙步驟，其針對該桿體末端形成有一尾部，而該桿體上且位於該尾部與螺頭間輾壓成型有一螺牙，而使該加工基材轉變成一不銹鋼螺絲；及一熱處理步驟，其備具有一熱處理設備，將前述完成之該不銹鋼螺絲透過該熱處理設備進行熱處理，使該熱處理過程中該不銹鋼螺絲中的部份晶相組織從該肥粒鐵系轉換成麻田散鐵系外，並且利用該氮與該碳在熱處理中達到氮化效果，致使該不銹鋼螺絲之硬度得以提升至500HV以上，同時該鉬、該鉻及該鎳可以提昇該不銹鋼螺絲之耐蝕性。
2. 依據請求項1所述之可直接鑽鎖之不銹鋼螺絲成型方法，其中，該熱處理設備可為真空爐。
3. 依據請求項1所述之可直接鑽鎖之不銹鋼螺絲成型方法，該熱處理步驟後更接續有一鈍化步驟，其備具有一鈍化液，其將前述步驟所得之不銹鋼螺絲浸泡於該鈍化液中，該不銹鋼螺絲表面之毛細孔受到鈍化液反應，而於該不銹鋼螺絲表面形成一鈍化膜。

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