CN105188457B

CN105188457B - 拉链部件用合金及拉链部件

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Publication number: CN105188457B
Application number: CN201380075450.0A
Authority: CN
Inventors: 木户康太; 福山贵博; 吉村泰治
Original assignee: YKK Corp
Current assignee: YKK Corp
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2013-04-09
Publication date: 2017-12-01
Anticipated expiration: 2033-04-09
Also published as: TWI635050B; BR112015025339A2; TW201502079A; CN105188457A; MX2015014136A; WO2014167655A1; RU2607971C1

Abstract

本发明能够提供一种加工性、耐磨性及强度优异并且能够实现轻质化的拉链材料用合金，并提供一种使用该合金且耐腐蚀性优异的拉链部件。拉链部件用合金具有以通式：Fe_aC_bMn_c表示的组成，其中，a、b、c是质量％，a是剩余部分，b≤0.3，c≤0.6，该合金能够包含不可避免的杂质，拉链部件是对该合金实施特定的表面处理而成的。

Description

拉链部件用合金及拉链部件

技术领域

本发明涉及以铁(Fe)为主要成分的拉链部件用合金及使用该合金形成的拉链部件。

背景技术

一直以来，从强度和价格等观点出发，拉链广泛使用铁、铜、铝等材料。

在专利文献1中记载有涉及用于钓鱼用箱的拉链部件的技术。该技术中，由于多在内部收纳食饵或在海边使用等，因此在如以往那样由铁材料构成的拉链中存在如下问题点，即，拉头主体的涂装脱落，容易生锈，从而拉头主体固定而无法移动，为了防止该情况，提出有利用不锈钢形成拉头主体的方案。

另外，在专利文献2中记载有从提高耐腐蚀性和冷加工性的观点出发而使用铜-锌系合金形成拉头主体的技术。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-152066号公报

专利文献2：日本特开平11-124647号公报

发明内容

另外，使用铁材料的拉链一般容易生锈，很难使用在衣料上。另外，如专利文献1的技术那样使用不锈钢的拉链部件虽然具有优异的耐腐蚀性，但强度高而导致加工性，特别是作业工序之一的冷加工时的模具寿命缩短。另外，不锈钢材料的材料价格高。此外，如专利文献2那样使用铜-锌系合金的拉链部件与不锈钢同样地能够改善耐腐蚀性，但通常比重高，产品重量增加。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够实现高强度、良好的加工性、轻质化及良好的耐磨损性的拉链部件以及适合这种拉链部件用途的合金。

本申请发明人对用于使拉链部件轻质化、并且实现拉链部件所要求的从冷加工时的模具寿命的观点出发的加工性、耐磨损性及强度的合金材料进行了深入研究，结果发现通过使用特定组成的铁材料，能够实现轻质化及良好的加工性、以及高强度及良好的耐磨损性，并且通过在使用该铁材料制作拉链部件时使每个部分具有特定的硬度分布，能够实现进一步适当的耐磨损性及强度，从而完成了本发明。

另外，发现通过对拉链部件的表面实施特定的处理，能够有效地提高耐腐蚀性。

即，本发明如下所示。

(1)一种拉链部件用合金，具有如下组成：以质量％计，含有C：0.3％以下、Mn：0.6％以下，剩余部分为Fe及不可避免的杂质。

(2)根据(1)所述的拉链部件用合金，其中，作为上述不可避免的杂质，至少含有分别为0.04质量％以下的P及S。

(3)一种拉链部件，母材由具有如下组成的合金构成：以质量％计，含有C：0.3％以下、Mn：0.6％以下，剩余部分为Fe及不可避免的杂质，

该拉链部件是在该母材表面依次层叠由Zn或者Zn合金构成的第一层、和实施具有自我修复作用的表面处理而成的第二层而形成的。

(4)根据(3)所述的拉链部件，其中，以在载荷300gf、时间15秒的条件下测定的维氏硬度计，硬度分布为Hv＝110～250。

(5)根据(3)或(4)所述的拉链部件，其中，上述第一层为厚度8～30μm的Zn层，并且上述第二层为厚度0.2μm以上的三价铬酸盐层。

(6)根据(3)或(4)所述的拉链部件，其中，上述第一层为厚度2～15μm的ZnNi合金层，其具有如下组成：Zn：超过85质量％，Ni：不足15质量％，并且，上述第二层为厚度0.1μm以上的三价铬酸盐层。

发明效果

根据本发明，能够提供一种加工性、耐磨损性及强度优异、并且能够实现轻质化的拉链材料用合金，并能够提供一种使用该合金且具有良好耐腐蚀性的拉链部件。

附图说明

图1是拉链的概念图。

图2是适用本发明的拉头的立体图。

图3是适用本发明的拉头的剖视图。

图4是拉头的其他例子的立体图。

图5是拉头的其他例子的分解立体图。

图6是拉头的长度方向中心线处的纵剖视图。

图7是说明实施例中的拉头主体的硬度评估的图。

图8是表示各材料的加工度与硬度之间的关系的图。

具体实施方式

以下，对本发明进行说明。

本发明的拉链部件用合金可以具有如下组成：以质量％计，含有C：0.3％以下、Mn：0.6％以下，剩余部分为Fe及不可避免的杂质，作为不可避免的杂质，可以至少包含分别为0.04质量％以下的P及S。

C如果超过0.3％的话则塑性加工性会降低，因此在冷加工时会产生裂纹，或者在成型过程中需要进行用于软化的热处理。另外，即使能够成型，对模具的负荷也较高从而不恰当。

含有Mn会促进碳化物和硫化物的形成，导致加工性的降低及表面处理性的降低。根据JIS G3106中所示的碳当量公式，0.6％的Mn相当于0.1％的C。如果Mn超过0.6％的话则会助长上述现象，所以优选为0.6％以下。

作为不可避免的杂质的P、S如果超过0.04％的话，则容易在晶界产生偏析，导致脆化。

另外，本发明的合金为了获得高强度而需要通过冷加工赋予加工变形而使其产生加工硬化。因此需要进行相当于冷轧率30％至80％的冷加工。此外，冷轧率定义为冷轧后的板厚相对于材料原始直径的差值变化率。

本发明的合金能够适用于拉链用拉头。

以下，基于附图对作为适用本发明的具体例的拉链进行说明。

图1是拉链的概念图，如图1所示，拉链F包括：在一侧端侧形成有芯部2的一对拉链带1；隔开规定间隔地铆接固定(安装)在拉链带1的芯部2上的链牙3；在链牙3的上端及下端铆接固定在拉链带1的芯部2上的上止4及下止5；和配置在相对的一对链牙3之间且用于进行链牙3的啮合及开离(开闭)的沿上下方向滑动自如的拉链用拉头(以下简称拉头)S。此外，在上述中，在拉链带1的芯部2上安装链牙3而成的部件为拉链长链7。此外，虽然未图示，但下止5可以是由插管、座管、插座形成的开离嵌插件而能够利用拉头S的开离操作将一对拉链长链7分离。在本发明中，链牙3、上止4、下止5、拉头S、开离嵌插件等金属制产品都能够适用本发明的合金。另外，对于拉头S、开离嵌插件，本发明能够适用于构成其的部件，例如插管、座管、插座(关于拉头S将在后叙述)等。另外，在上述记载中基于使用了金属制的链牙3、上止4、下止5的拉链进行了说明，但也能够适用于使用了由树脂制的例如注塑、线圈(螺旋状等)形成的链牙3、上止4、下止5的拉链，在该情况下，其他金属制部件等成为本发明的适用对象。

以下，对拉头S进行详细说明。

图2及图3示出了适用本发明的拉头S，图2是进行分解来表示各部件关系的分解立体图，图3是拉头的长度方向中心线处的纵剖视图。附图标记11表示拉头主体，附图标记12表示拉攀，附图标记13表示带卡定爪的弹簧。带卡定爪的弹簧13的前方的弹簧部14和后方的卡定爪部15一体地形成。如图3所示，拉头S1通过在拉头主体11上配置拉攀12并将带卡定爪的弹簧13安装在拉头主体11的上部而构成。上述这样的拉头S1在未使用时，如图3所示，通过来自带卡定爪的弹簧13的弹簧部14的施力，带卡定爪的弹簧13的卡定爪部15的端部位于下方而插入未图示的链牙之间，从而使拉头S1向下方的移动停止。另一方面，在使用时，反抗来自弹簧部14的施力而将拉攀12向上方操作，由此，卡定爪部15的端部向上方移动，与未图示的链牙的卡定被解除，从而拉头S1变为能够向下方移动。

图4、图5及图6示出了拉头S的其他例子，图4是表示拉头S的立体图，图5是进行分解来表示各部件关系的分解立体图，图6是拉头的长度方向中心线处的纵剖视图。与上述同样地，附图标记11表示拉头主体，附图标记12表示拉攀，附图标记16表示卡定爪，附图标记17表示板弹簧，附图标记18表示罩。如图5及图6所示，拉头S2通过在拉头主体11上配置拉攀12、卡定爪16并将板弹簧17固定在拉头主体11的上部并且将罩18固定在拉头主体11的上部而构成。上述这样的拉头S2在未使用时，如图6所示，通过来自板弹簧17的施力，卡定爪16的端部位于下方而插入未图示的链牙之间，从而使拉头S2向下方的移动停止。另一方面，在使用时，反抗来自板弹簧17的施力而将拉攀12向上方操作，由此，卡定爪16的端部向上方移动，与未图示的链牙的卡定被解除，从而拉头S2变为能够向下方移动。

关于上述拉头，在拉头S1中使带卡定爪的弹簧13为不锈钢，在拉头S2中使板弹簧17为不锈钢，除此之外，其他部件由本发明的合金构成。此外，在上述中，通过利用例如黄铜、红铜等制作除拉头主体11及带卡定爪的弹簧13或板弹簧17之外的部件，例如卡定爪16、罩18、拉攀12，也能够提供拉头。另外，通过使拉头为上述结构并使链牙3、上止4、下止5为不锈钢或者例如黄铜、红铜等，能够提供拉链。

另外，本发明的拉链部件用合金优选的是以依据JIS B7725在载荷300gf、时间15秒的条件下测定的维氏硬度计，为Hv＝110～250的硬度分布。具体来讲，当将该合金用于拉链部件、特别是拉头主体时，使每个部分按照各部分所要求的强度而具有硬度分布。也就是说，通过对希望提高强度的部位进行冷加工而使其具有期望的强度分布。

即，在图7所示的拉头主体53的带卡定爪的弹簧载置部51中，若强度过小的话则锁定功能会受损，存在拉攀脱离的可能性，因此需要一定以上的强度，例如，优选的是以在载荷300gf、时间15秒的条件下测定的维氏硬度计，硬度为Hv＝120～190。另一方面，在图7所示的拉头主体53的上翼、下翼的凸缘部52中，若强度过小的话则后述的表面处理层容易剥落，导致耐腐蚀性降低，因此需要一定以上的强度，例如，优选的是以在载荷300gf、时间15秒的条件下测定的维氏硬度计，硬度为Hv＝140以上。

这样，通过使用本发明的合金构成拉链部件，能够实现轻质化，并且能够实现高强度、从冷加工时的模具寿命的观点出发的良好加工性、以及良好的耐磨损性。另外，通过使每个部分具有最佳的硬度分布，能够进一步提高耐磨损性及强度。

另外，本发明的拉链部件以上述合金为母材，在该母材的表面依次层叠由Zn或者Zn合金构成的第一层和实施具有自我修复作用的表面处理而成的第二层。

在拉链部件的第一实施方式中，使第一层为Zn层。在此，如果第一层的厚度过小的话则无法确保耐腐蚀性，另一方面，如果第一层的厚度过大的话则耐磨损性受损，均不理想。从此观点出发，第一层的厚度优选为8～30μm。另外，使第二层为三价铬酸盐层。第二层的厚度依赖于第一层的厚度，但是如果过小的话则耐腐蚀性会受损。从此观点出发，优选为0.2μm以上。

在拉链部件的第二实施方式中，使第一层为Zn-Ni系合金。在第一层中，如果Ni的含量过大的话，则耐磨损性会受损，所以优选的是不足15质量％。另一方面，Zn含有超过85质量％的量。另外，第一层如果较薄的话则无法确保耐腐蚀性，如果较厚的话则成膜会耗时，而且无法形成均匀的膜，导致耐磨损性降低等，因此第一层的厚度优选为2～15μm。另外，使第二层为三价铬酸盐层。第二层的厚度即使与第一实施方式相比较小，也不会损害耐腐蚀性，例如优选为0.1μm以上。

本发明的拉链部件对例如使用上述合金进行冲压成型而得到的金属体依次形成第一层、第二层。在形成金属膜时，可以通过电镀处理形成，也能够通过蒸镀、溅射、离子镀等形成。

这样，通过设置本发明的特定的表面处理层来构成拉头，不会损害拉头自身的各种物理性能、特别是耐磨损性，且能够发挥良好的耐腐蚀性。

实施例

以下示出本发明的实施例，但以下实施例并不意图限定本发明。

(实施例1～6、比较例1～6)

为了使使用表1中所示组成的铁材料作为母材的拉头主体具有期望的强度分布，通过多级冲压进行成型。对于各拉头主体的整体，测定载荷300gf、时间15秒的条件下的维氏硬度，求出整体的平均硬度，并且分别求出带卡定爪的弹簧载置部、以及上翼及下翼的凸缘部的各自的平均硬度。结果如表1所示。

此外，在图7的拉头主体53中，以A－A’截面评估带卡定爪的弹簧载置部51的硬度，以B－B’截面评估凸缘部52的硬度。

[表1]

另外，依次形成由Zn构成的第一层、及由三价铬酸盐构成的第二层，并进行了磨损试验及耐腐蚀试验。此外，第一层是通过电镀处理形成了由Zn构成的第一层，第二层是通过作为化学转化处理的三价铬酸盐处理而形成了由三价铬酸盐构成的第二层。结果如表2所示。

＜磨损试验＞

根据JIS S3015：2007的“往复开闭耐久试验”项中所记载的方法，将往复开闭负荷设为M级别(横向1.6kgf；纵向1.4kgf)，实施2000次的开闭动作。在试验过程中链牙无法啮合，或者目视观察产生了拉链带部的断裂、链牙啮合部的裂纹及/或脱落的情况下，终止试验。

＜耐腐蚀试验＞

对于磨损试验后的试验样片，根据JIS Z2371，进行中性盐雾试验。此外，将盐雾开始后的暴露时间设为48小时。试验后，目视确认有无红绣。

[表2]

在比较例1中，考虑到因为母材的含碳量高，所以在形成第一层、第二层时析出碳化物，这些层与母材的紧密接触性降低，耐腐蚀试验的结果与实施例相比较差。

在比较例2中，考虑到由于母材的含锰量高，所以用于形成第一层、第二层的母材的表面处理性降低，磨损试验的结果与实施例相比较差。

在比较例3中，考虑到由于母材的含锰量及作为杂质的硫(S)的含量高，所以用于形成第一层、第二层的母材的表面处理性降低、以及产品上存在产生裂纹的部位等，导致加工性降低。

在比较例4中，考虑到由于母材的含碳量及含锰量高，所以母材过于坚硬，变形性降低，无法进行产品形状的加工。

在比较例5中，考虑到由于第一层的厚度过大，所以耐磨损性与实施例相比较差。另外，在比较例6中，考虑到由于第二层的厚度过小，所以在耐腐蚀试验中与实施例相比较差。

(实施例7～14，比较例7～8)

以与上述实施例1的母材为相同组成并且具有与上述实施例1的母材相同的平均硬度分布的方式，调整作为母材的拉头主体。

另外，依次形成由具有表3所示的Ni比例的Zn-Ni系合金构成的第一层、以及由三价铬酸盐构成的第二层，进行与上述相同的磨损试验及耐腐蚀试验。此外，第一层是通过电镀处理形成了由Zn-Ni构成的第一层，第二层是通过作为化学转化处理的三价铬酸盐处理形成了由三价铬酸盐构成的第二层。结果如表3所示。

[表3]

在比较例7中，考虑到由于第一层中的含镍量高，所以第一层的膜不均匀，并且用于形成第二层的母材的表面处理性降低，磨损试验的结果与实施例相比较差。

在比较例8中，考虑到由于第二层的厚度过小，所以在耐腐蚀试验中与实施例相比较差。

(实施例15，比较例9～11)

比较实施例1中得到的母材(实施例15；比重7.85g/cm³)、和分别使用耐腐蚀性铝合金A5056(比重：2.65g/cm³)、红铜(含锌量15质量％；比重：8.75g/cm³)、铁素体系不锈钢SUS430(比重：7.70g/cm³)并按与实施例1相同的工序得到的母材的平均硬度。结果如表4所示。此外，在进行该比较时，参考图8所示的各合金材料的加工度与硬度的关系。

[表4]

根据表4可知，在比较例9的铝系合金中，硬度过低而难以经受作为产品的使用。另外，因为硬度低意味着柔软，所以存在为了赋予耐腐蚀性而进行的表面处理的层容易剥落的隐患。

可知在比较例11的不锈钢中，硬度过高从而加工时模具的寿命缩短的可能性高。

在比较例10的红铜中，硬度虽然与本发明的实施例产品(实施例15)等同而无可挑剔，但是比重高，与实施例产品相同的容积尺寸的情况下，产品的重量会变大。

Claims

1.一种拉链部件用合金，具有如下组成：以质量％计，含有C：0.3％以下、Mn：0.6％以下，剩余部分为Fe及不可避免的杂质，所述拉链用部件用合金具有基于冷轧率30％～80％的冷加工实现的加工变形，在此，冷轧率为冷轧后的板厚相对于冷轧前的材料原始直径的差值变化率。

2.根据权利要求1所述的拉链部件用合金，其中，作为所述不可避免的杂质，至少含有分别为0.04质量％以下的P及S。

3.一种拉链部件，母材由具有如下组成的合金构成：以质量％计，含有C：0.3％以下、Mn：0.6％以下，剩余部分为Fe及不可避免的杂质，

所述拉链部件是在该母材表面依次层叠由Zn或者Zn合金构成的第一层、和实施具有自我修复作用的表面处理而成的第二层而形成的。

4.根据权利要求3所述的拉链部件，其中，以在载荷300gf、时间15秒的条件下测定的维氏硬度计，硬度分布为Hv＝110～250。

5.根据权利要求3或4所述的拉链部件，其中，所述第一层为厚度8～30μm的Zn层，并且所述第二层为厚度0.2μm以上的三价铬酸盐层。

6.根据权利要求3或4所述的拉链部件，其中，所述第一层为厚度2～15μm的Zn-Ni合金层，其具有如下组成：Zn：超过85质量％，Ni：不足15质量％，并且，所述第二层为厚度0.1μm以上的三价铬酸盐层。