CN101781744B - 热处理渗碳工件的热浸镀锌工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种热处理渗碳工件的热浸镀锌工法，包括如下步骤：(1)将热处理渗碳工件做清洁的前置作业；(2)控制完成前置作业的热处理渗碳工件在浸镀温度500±50℃及浸镀时间为35±10秒下进行热浸镀锌作业，形成镀锌层；(3)将形成镀锌层的热处理渗碳工件分离多余锌液；(4)将分离多余锌液后的热处理渗碳工件进行二段式去除杂质及冷却，具体先将热处理渗碳工件浸泡于温度为100℃的氯化氨溶液中去除杂质及冷却，取出后再浸泡于60±10℃的冷却水中作第二次冷却。此步骤可对钻尾螺丝或自攻螺丝等需经过渗碳的热处理来调整其表面及心部硬度的热处理渗碳工件进行热浸镀锌处理，以调整其表面及心部硬度，提高防蚀、防锈效果。

Description

热处理渗碳工件的热浸镀锌工法

技术领域

本发明涉及一种热处理渗碳工件的热浸镀锌工法，特别指将钻尾螺丝或自攻螺丝等需经过渗碳的热处理来调整其表面及心部硬度的热处理渗碳工件在浸镀温度500±50℃及浸镀时间35±10秒下进行热浸镀锌的工法。

背景技术

钢铁材料是现今人类生活中不可或缺的重要资源，然而因其本身特性使然，使得“锈蚀”无日无时不伴随着钢材，并无时无刻不损耗着钢材，尤其是台湾地处高温高湿的海洋性季风的恶劣环境下，“锈蚀”问题较其它地区更为严重。

很多先进国家和地区很早就注意到了“锈蚀”的严重性，据估计，因防蚀所造成的损失，在日本一年约达国民生产毛额(GNP)的3.5％，在美国，此比率为4.2％，在英国为3.5％，西德为3％，而仅台湾地区就远超过以上比率，如以日本的3.5％来计算，在2001年仅台湾地区不知不觉中就损失了3.5％。所以先进国家和地区均成立了有关的防蚀技术研究机构，以采取各种有效的措施，来避免或减少其损失。然而在台湾地区目前似乎尚没有一主要机构来正视此问题。因此，到处可以看到因防蚀技术不良或防蚀方法错误所造成的“锈蚀”景观，实在令人非常痛心，而热浸镀锌的使用已有150年以上的历史了，据估计，全世界每年经热浸镀锌保护的钢材约有20,000,000吨，其对人类有限资源的维护价值实在是难以估计(节录自中国台湾热浸镀锌协会网页http://www.galtw.org.tw/info.htm)，目前在台湾将热浸镀锌使用于一般的螺丝、螺帽上以形成镀锌层来做防蚀的功能已有30余年，但由于热浸镀锌必须在500℃左右的高温下进行，其本身即为一项热处理作业，而一般特殊工件通常会经由调质热处理或渗碳热处理来调整其表面及心部硬度，经由调质热处理的工件会改变工件内部的成分粒子，让工件材质达到所需要的等级需求，因此调质热处理会将工件硬度加强并使工件内部组织稳定化，而渗碳热处理主要是利用碳元素渗透进去工件表面，使工件形成渗碳层，达到工件表面层硬化，其对工件心部硬度影响较小，但由于经过调质热处理的工件其内部组织稳定，因此其经由热浸镀锌处理后，对于工件的机械性质影响较小，但对于如同鑚尾螺丝或自攻螺丝等热处理渗碳工件需经过渗碳的热处理来调整其表面及心部硬度而言，由于渗碳层较薄，且渗碳热处理对工件心部硬度影响较小，因此热浸镀锌的浸镀温度的高低及浸镀时间的长短，以及后续冷却作业常常导致热处理渗碳工件的机械性质改变，无法符合成品要求，因此只能使用电镀法或机械镀锌法来形成镀锌层，该机械镀锌包含有渗锌法、涂锌法或喷锌法等机械方法，但电镀法形成的镀锌层厚度有限且坚实性差，而机械镀锌法不论其为渗锌法、涂锌法或喷锌法皆有均一性差的缺点，导致其防蚀效果不如热浸镀锌佳。

有鉴于此，本发明人针对热处理中的镀锌工法进行深入研究，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热处理渗碳工件的热浸镀锌工法，其可对钻尾螺丝或自攻螺丝等需经过渗碳的热处理来调整其表面及心部硬度的热处理渗碳工件进行热浸镀锌处理，以调整其表面及心部硬度，提高防蚀、防锈效果。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种热处理渗碳工件的热浸镀锌工法，包括如下步骤：(1)将热处理渗碳工件做清洁的前置作业；(2)将完成前置作业的热处理渗碳工件，控制其在浸镀温度500±50℃及浸镀时间为35±10秒下进行热浸镀锌作业，形成镀锌层；(3)将形成镀锌层的热处理渗碳工件进行分离多余锌液的作业；(4)将分离多余锌液后的热处理渗碳工件做二段式去除杂质及冷却的作业，具体是先将热处理渗碳工件浸泡于温度为100℃的氯化氨溶液中去除杂质及冷却，取出后再浸泡于60±10℃的冷却水中作第二次冷却。

在进行上述步骤(1)前，先检测热处理渗碳工件的机械性质，并筛除不良品。

上述热处理渗碳工件为钻尾螺丝或自攻螺丝。

上述步骤(1)中，清洁的前置作业顺序是经由高温脱脂、水洗、酸洗除锈、再次水洗、浸泡助熔剂及热风干燥。

上述助熔剂为氯化氨溶液。

上述步骤(4)中，第二次冷却中不定时补充冷却水。

采用上述步骤后，本发明提供使热处理渗碳工件能使用热浸镀锌处理而形成镀锌层的相关参数，具有以下优点：

(1)提供了一种可使钻尾螺丝或自攻螺丝等热处理渗碳工件经由热浸镀锌形成镀锌层的方法；

(2)经由热浸镀锌处理后，产品的机械特性与电镀或机械镀锌一致，但其防锈功能远远超越电镀或机械镀锌加工。

附图说明

图1是本发明的流程示意图；

图2是本发明步骤(1)的清洁顺序示意图；

图3是本发明在热处理渗碳工件表面形成镀锌层的示意图。

主要元件符号说明

1热处理渗碳工件        2镀锌层

具体实施方式

首先，请参阅图1所示，本发明为一种热处理渗碳工件的热浸镀锌工法，其步骤为：

(1)将热处理渗碳工件做清洁的前置作业；为使后续作热浸镀锌时在热处理渗碳工件1表面形成均匀的镀锌层2，避免浸镀时锌液无法附着在热处理渗碳工件1上，导致成品防锈、防蚀效果不佳或镀锌层2剥落，因而必须先做清洁的前置作业，其顺序是经由高温脱脂、水洗、酸洗除锈、再次水洗、浸泡助熔剂及热风干燥(如图2所示)，以去除热处理渗碳工件1表面的杂质，而该助熔剂为氯化氨溶液；另外，做清洁的前置作业前，先检测热处理渗碳工件1的机械性质，并筛除不良品；

(2)将完成前置作业的热处理渗碳工件1，控制其在浸镀温度500±50℃及浸镀时间为35±10秒下进行热浸镀锌作业，形成镀锌层2；热浸镀锌的温度约为500℃左右，然而如同钻尾螺丝或自攻螺丝等热处理渗碳工件1都必须经过渗碳的热处理来调整其表面及心部硬度，为避免浸镀的高温改变其机械性质，无法符合成品要求，本发明将浸镀温度控制在500±50℃，而浸镀时间为35±10秒，在鑚尾螺丝或自攻螺丝等热处理渗碳工件1表面形成镀锌层2(如图3所示)；

(3)将形成镀锌层2的热处理渗碳工件1进行分离多余锌液的作业；由于螺丝、螺帽等产品精度要求较高，为避免镀锌层2厚度太厚，使其尺寸改变而无法组合，故将该鑚尾螺丝或自攻螺丝等热处理渗碳工件1在浸镀完成后，将多余锌液在尚未凝固前分离；

(4)将分离多余锌液后的热处理渗碳工件1做二段式去除杂质及冷却的作业，具体是先将热处理渗碳工件1浸泡于温度为100℃的氯化氨溶液中去除杂质及冷却，取出后再浸泡在60±10℃的冷却水中作第二次冷却；浸镀完成的热处理渗碳工件1的温度约为500℃左右，因此必须将其冷却，而冷却的环境也会影响及改变该热处理渗碳工件1的机械性质，因而本发明在步骤(4)中采用二段式作业，先将热处理渗碳工件1浸泡在温度为100℃的氯化氨溶液中去除杂质及冷却，取出后再浸泡于60±10℃的冷却水中进行第二次冷却，且该第二次冷却需不定时补充冷却水，维持其温度为60±10℃，缩小冷却时对热处理渗碳工件1的机械性质的影响，使其符合产品需求。

综上所述，热浸镀锌法可使整个热处理渗碳工件1的表面形成均匀的镀锌层2，无论在凹陷处或任何其它镀锌法很难进入的角落，热浸镀锌法均很容易均匀地覆盖上，因此可使热处理渗碳工件1的机械性质与电镀或机械镀锌一致，但其防锈功能超越电镀或机械镀锌加工许多。

前述实施例仅为本发明例示，不能以此限制本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种热处理渗碳工件的热浸镀锌工法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将热处理渗碳工件做清洁的前置作业；

(2)将完成前置作业的热处理渗碳工件，控制其在浸镀温度500±50℃及浸镀时间为35±10秒下进行热浸镀锌作业，形成镀锌层；

(3)将形成镀锌层的热处理渗碳工件进行分离多余锌液的作业；

(4)将分离多余锌液后的热处理渗碳工件做二段式去除杂质及冷却的作业，具体是先将热处理渗碳工件浸泡于温度为100℃的氯化氨溶液中去除杂质及冷却，取出后再浸泡于60±10℃的冷却水中作第二次冷却；其中，所述工件为钻尾螺丝或自攻螺丝。

2.如权利要求1所述的热处理渗碳工件的热浸镀锌工法，其特征在于：在进行所述步骤(1)前，先检测热处理渗碳工件的机械性质，并筛除不良品。

3.如权利要求1所述的热处理渗碳工件的热浸镀锌工法，其特征在于：所述步骤(1)中，清洁的前置作业顺序是经由高温脱脂、水洗、酸洗除锈、再次水洗、浸泡助熔剂及热风干燥。

4.如权利要求3所述的热处理渗碳工件的热浸镀锌工法，其特征在于：所述助熔剂为氯化氨溶液。

5.如权利要求1所述的热处理渗碳工件的热浸镀锌工法，其特征在于：所述步骤(4)中，第二次冷却中不定时补充冷却水。

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