DE112015006386B4

DE112015006386B4 - Kuppelglied für reissverschluss

Info

Publication number: DE112015006386B4
Application number: DE112015006386.2T
Authority: DE
Inventors: Takahiro Fukuyama; Koichi Mikado; Yasuharu Yoshimura; Tetsuya Katsumi; Tatewaki Ido
Original assignee: YKK Corp
Current assignee: YKK Corp
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2022-12-29
Anticipated expiration: 2035-03-28
Also published as: CN107427109A; TWI578931B; BR112017020183B1; JPWO2016157337A1; CN107427109B; JP6441458B2; DE112015006386T5; US20180049520A1; WO2016157337A1; TW201635942A; US10786051B2; BR112017020183A2

Abstract

Kuppelglied (3) für einen Reißverschluss, wobei das Kuppelglied als Basismaterial eine Aluminiumlegierung umfasst, deren Zusammensetzung durch die folgende allgemeine Formel repräsentiert wird: AlaSibCucMgd, wobei a, b, c und d jeweils für Masse-% stehen, a der Rest ist, 0,4 ≤ b ≤ 0,9, 0,15 ≤ c ≤ 0,8 und 0,8 ≤ d ≤ 2,0, und wobei unvermeidbare Verunreinigungen enthalten sein können; und wobei die Aluminiumlegierung eine Ausscheidung enthält, die Mg und Si enthält.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kuppelglied für einen Reißverschluss.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Herkömmlich werden Kupfer-Zink-Legierungen wie zum Beispiel Rotguss und Messing, oder Kupfer-Zink-Nickel-Legierungen wie zum Beispiel Neusilber für Teile von Reißverschlüssen verwendet. Diese Legierungen weisen Farbtöne auf, die durch die verwendeten Materialien bestimmt werden, wie zum Beispiel Kupferfarben, Goldfarben und Silberfarben. In jüngerer Zeit ist es erforderlich geworden, dass Reißverschlüsse auch im Hinblick auf ihre Anwendungen ein gewisses Erscheinungsbild-Design aufweisen, und es werden darüber hinaus Teile in verschiedenen Farben benötigt.
Auf der anderen Seite sind Reißverschlüsse mit verschiedenen Farben bekannt, zum Beispiel solche, bei denen die aus Aluminium oder einer Legierung davon gefertigten Kuppelglieder (Reißverschlusszähne) einer elektrochemischen Oberflächenbehandlung wie zum Beispiel Anodisieren, Galvanisieren und Elektrotauchlackieren unterzogen werden.
Allerdings, wenn eine derartige elektrochemische Oberflächenbehandlung an einer vorhandenen Aluminiumlegierung (zum Beispiel JIS 5183 oder dergleichen) durchgeführt wird, neigen die erhaltenen Kuppelglieder dazu, verschiedene Farben mit einem mangelhaften Metallglanz aufzuweisen, und wenn die Zusammensetzung der Legierung verändert wird, um den Metallglanz zu verbessern, oder wenn die existierende Aluminiumlegierung (zum Beispiel JIS 5052, 5056, 5154, etc.) ausgewählt wird, werden die mechanischen Eigenschaften für den bestimmten Gebrauch, insbesondere die Festigkeit, beeinträchtigt, so dass Einschränkungen in Bezug auf eine praktische Verwendung unvermeidlich sind.
Patentdokument 1 offenbart eine Aluminiumlegierung mit verbesserter Dekorativität, wobei die Aluminiumlegierung eine Zusammensetzung aufweist, die von der folgenden allgemeinen Formel repräsentiert wird: Al_aMg_bMn_cCr_d, wobei a, b, c und d jeweils für Masse-% stehen, a der Rest ist (balance), 3,0 ≤ b ≤ 5,6, 0,05 ≤ c ≤ 1,0, 0,05 ≤ d ≤ 0,7 und c + d > 0,2, und wobei unvermeidbare Verunreinigungen enthalten sein können; wobei die Legierung eine Matrix aufweist, die im Wesentlichen aus einer Festlösung von Aluminium mit einer Struktur ohne β-Phase besteht. Das Dokument offenbart darüber hinaus auch, dass die aus der Legierung gefertigten Reißverschlussteile mechanische Eigenschaften wie Festigkeit und Härte aufweisen.
Patentdokument 2 offenbart wenigstens ein Element, das aus der Gruppe bestehend aus Bestandteile, Kuppelglieder, Anschläge, Schiebergriff und Schieber für einen Reißverschluss ausgewählt wird und aus den folgenden vier Aluminiumlegierungen gefertigt ist:

(1) eine Aluminiumlegierung mit einer Zusammensetzung, die durch die folgende allgemeine Formel repräsentiert wird: Al_aMg_bCu_c, wobei a, b und c jeweils für Masse-% stehen, a der Rest ist, 4,3 ≤ b ≤ 5,5 und 0,5 ≤ c ≤ 1,0, und wobei unvermeidbare Verunreinigungen enthalten sein können;
(2) eine Aluminiumlegierung mit einer Zusammensetzung, die durch die folgende allgemeine Formel repräsentiert wird: Al_dMg_eCu_fX_g, wobei X Mn und/oder Cr ist, und d, e, f und g jeweils für Masse-% stehen, und d der Rest ist, 4,3 ≤ e ≤ 5,5, 0,5 ≤ f ≤ 1,0, und 0,05 < g ≤ 0,2, und wobei unvermeidbare Verunreinigungen enthalten sein können;
(3) eine Aluminiumlegierung mit einer Zusammensetzung, die durch die folgende allgemeine Formel repräsentiert wird: Al_h Mg_i Cu_j Zn_k, wobei h, i, j und k jeweils für Masse-% stehen, und h der Rest ist, 4,3 ≤ i ≤ 5,5, 0,5 ≤ j ≤ 1,0, und 0 < k ≤ 1,0, und wobei unvermeidbare Verunreinigungen enthalten sein können; und wobei weiterhin der Vergleichsausdruck j + k ≤ 1,5 erfüllt wird;
(4) eine Aluminiumlegierung mit einer Zusammensetzung, die durch die folgende allgemeine Formel repräsentiert wird: Al_l Mg_m Cu_n Zn_p X_q, wobei X Mn und/oder Cr ist, und I, m, n, p und q jeweils für Masse-% stehen, und I der Rest ist, 4,3 ≤ m ≤ 5,5, 0,5 ≤ n ≤ 1,0, 0 < p ≤ 1,0, und 0,05 < q ≤ 0,2, und wobei unvermeidbare Verunreinigungen enthalten sein können; und wobei weiterhin der Vergleichsausdruck n + p ≤ 1,5 erfüllt wird.

DOKUMENTE ZUM BISHERIGEN STAND DER TECHNIK

[Patentdokument 1] Japanische Patentanmeldung Öffentliche Offenbarung (KOKAI) Nr. JP 2004- 250 760 A
[Patentdokument 2] Japanische Patentanmeldung Öffentliche Offenbarung (KOKAI) Nr. JP 2006- 291 298 A

Die US 2004 / 0 163 739 A1 offenbart eine Aluminiumlegierung mit hervorragender Dekorativität, wobei die Aluminiumlegierung eine Zusammensetzung aufweist, die von der folgenden allgemeinen Formel repräsentiert wird: Al_a Mg_b Mn_c Cr_d, wobei a, b, c und d jeweils für Masse-% stehen, a der Rest ist, 3,0 ≤ b 5,6, 0,05 ≤ c ≤ 1,0, 0,05 ≤ d ≤ 0,7 und c + d > 0,2, und wobei unvermeidbare Verunreinigungen enthalten sein können.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Kuppelglieder für einen Reißverschluss, bei denen eine herkömmliche Aluminiumlegierung verwendet wird, weisen das Problem auf, dass die Kuppelglieder keine ausreichende Festigkeit haben, so dass es schwierig ist, sie für Produkte zu verwenden, bei denen eine gewisse Festigkeit erforderlich ist, wie zum Beispiel bei Hosen. Des Weiteren kann Abrieb durch den Schieber oder Reibung zwischen den Kuppelgliedern zur Bildung von schwarzem Abriebpulver führen, wodurch Kleidung und dergleichen verschmutzt werden kann. Des Weiteren besteht das Problem, dass ein erhöhter Abrieb den Eingriff zwischen den Kuppelgliedern schwächt, so dass die Querfestigkeit der Kuppelglieder ebenfalls beeinträchtigt wird.
Die in den Patentdokumenten 1 und 2 beschriebenen Aluminiumlegierungen werden durch Festlösungsverfestigung erhalten. Aus diesem Grund besteht das Problem, dass, wenn die Festigkeit durch Erhöhen der Menge an Festlösung und durch Kaltwalzen verbessert wird, die Umformbarkeit beeinträchtigt wird und es erforderlich ist, dass Spannungen durch eine Wärmebehandlung während der Bearbeitung entfernt werden, um die Kuppelgliedform zu erhalten, wodurch die Festigkeit vermindert wird.
Aus diesem Grund ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, Kuppelglieder für einen Reißverschluss zur Verfügung zu stellen, die eine hohe Festigkeit und eine verbesserte Abriebfestigkeit aufweisen.
Mittel zur Lösung des Problems
Die Erfinder haben umfangreiche Untersuchungen gemacht, um das oben genannte Ziel zu erreichen, und fanden heraus, dass die Verwendung einer ausscheidungsgehärteten Aluminiumlegierung anstatt einer herkömmlichen Festlösungs-Aluminiumlegierung eine Wärmebehandlung nach dem Kaltbearbeiten ermöglicht, um Arbeitsspannungen zu entfernen, um eine Verminderung der Festigkeit zu verhindern bei gleichzeitiger Verbesserung der Umformbarkeit, was zu einer Verbesserung der Festigkeit im Vergleich zum bisherigen Stand der Technik führte, und sie fanden heraus, dass ein Steuern der Struktur und der Anordnung der Ausscheidungen mit großer Härte, die während des Auslagerns durch das Kaltwalzen gebildet werden, eine Verbesserung der Festigkeit und Abriebfestigkeit im Vergleich zum bisherigen Stand der Technik ermöglicht. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Basis der oben genannten Ergebnisse gemacht.
Dem entsprechend ist die vorliegende Erfindung wie folgt:

(1) Ein Kuppelglied für einen Reißverschluss, wobei das Kuppelglied als Basismaterial eine Aluminiumlegierung umfasst, deren Zusammensetzung durch die folgende allgemeine Formel repräsentiert wird: Al_a Si_b Cu_c Mg_d, wobei a, b, c und d jeweils für Masse-% stehen, a der Rest ist, 0,4 ≤ b ≤ 0,9, 0,15 ≤ c ≤ 0,8 und 0,8 ≤ d ≤ 2,0, und wobei unvermeidbare Verunreinigungen enthalten sein können; und wobei die Aluminiumlegierung eine Ausscheidung enthält, die Mg und Si enthält.
(2) Das Kuppelglied für den Reißverschluss gemäß (1), wobei das Kuppelglied einen Schenkelabschnitt zum Aufklemmen des Reißverschlusses umfasst, wobei der Schenkelabschnitt eine durchschnittliche Vickershärte von 120 Hv bis 145 Hv aufweist, und wobei Standardabweichungen der Härte bei 2,2 bis 4,1 liegen.
(3) Das Kuppelglied für den Reißverschluss gemäß (2), wobei das Kuppelglied den Schenkelabschnitt und einen Eingriffskopfabschnitt umfasst, und wobei bei der Draufsicht des Kuppelglieds aus einer Richtung sowohl der Schenkelabschnitt, als auch der Eingriffskopfabschnitt sichtbar sind, wenn der Schenkelabschnitt unterteilt wird in einen Schenkelbasisabschnitt, der an einer Leiste des Schenkelabschnitts beginnt und 70 % der Länge einer rechtwinkligen Linie von der Leiste zu einer Spitze des Schenkelabschnitts entspricht; und einen Schenkelspitzenabschnitt, der den restlichen 30 % entspricht, wobei der Schenkelspitzenabschnitt eine durchschnittliche Vickershärte von 116 Hv bis 137 Hv aufweist.
(4) Kuppelglied für einen Reißverschluss gemäß einem der Abschnitte (1) bis (3), wobei die Länge eines Stücks der Ausscheidung 1 bis 120 nm beträgt.
(5) Reißverschluss, der das Kuppelglied für einen Reißverschluss gemäß einem der Abschnitte 1 bis 4 umfasst.

Auswirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Kuppelglied für einen Reißverschluss zur Verfügung gestellt werden, welches eine hohe Festigkeit und eine verbesserte Abriebfestigkeit aufweist.
Figurenliste

ist eine schematische Ansicht eines Reißverschlusses.
ist eine Ansicht zur Erläuterung, wie ein unterer Anschlag, obere Anschläge und Kuppelglieder an einem Reißverschlusstragband befestigt werden.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung beschrieben.
(Zusammensetzung)
Die Kuppelglieder für den Reißverschluss gemäß der vorliegenden Erfindung können dank der Verwendung eines Basismaterials mit einer ausscheidungsgehärteten Kupferlegierung aufweisend eine vorbestimmte Zusammensetzung eine hohe Festigkeit und eine verbesserte Abriebfestigkeit aufweisen.
In einer Ausführungsform umfasst das Kuppelglied für den Reißverschluss gemäß der vorliegenden Erfindung ein Basismaterial aus einer Aluminiumlegierung mit einer Zusammensetzung, die durch die folgende allgemeine Formel repräsentiert wird: Al_a Si_b Cu_c Mg_d, wobei a, b, c und d jeweils für Masse-% stehen, a der Rest ist, 0,4 ≤ b ≤ 0,9, 0,15 ≤ c ≤ 0,8 und 0,8 ≤ d ≤ 2,0, und wobei unvermeidbare Verunreinigungen enthalten sein können; und wobei die Aluminiumlegierung eine Ausscheidung enthält, die Mg und Si enthält.
<Si>
Si bildet eine extrem feine intermetallische Verbindung mit Mg durch Auflösen in einer Al-Matrix und anschließendes Durchführen einer Ausscheidungshärtung, so dass Si die mechanischen Eigenschaften (Festigkeit, Härte) der Legierung verbessert.
Das Zusammensetzungsverhältnis (b) von Si ist 0,4 (Masse-%) ≤ b ≤ 0,9 (Masse-%), d.h., 0,4 Masse-% oder mehr und 0,9 Masse-% oder weniger, und vorzugsweise 0,4 Masse-% oder mehr und 0,8 Masse-% oder weniger. Wenn das Zusammensetzungsverhältnis von Si zu niedrig ist, wird es schwierig, die Festigkeit und Härte der Aluminiumlegierung zu verbessern. Ist es aber andererseits zu hoch, werden grobe Ausscheidungen oder ein Auskristallisieren des elementaren Si gefördert und eine Verlängerung bei der plastischen Verformung wird beeinträchtigt, wodurch die Umformbarkeit beeinträchtigt wird. Des Weiteren verhindert das Hinzufügen einer angemessenen Menge von Si ein Erweichen während eines Wärmebehandlungsschritts (Reinigen mit Wasser, Trocknen und dergleichen) nach der Kaltbearbeitung. Insbesondere verhindern die durch die Ausscheidungshärtung in der Al-Matrix ausgeschiedenen Atome (Si) eine Migration von Versetzungen, die durch das Kaltwalzen entstehen können, so dass eine Verminderung der Festigkeit wegen der Wärmebehandlung verhindert werden kann. Sollte das Zusammensetzungsverhältnis von Si zu niedrig sein, kann dieser Effekt nicht in ausreichendem Maße erzielt werden. Ist es im Gegensatz zu hoch, wird die Kaltumformbarkeit beeinträchtigt, so dass in beiden Fällen eine besondere Eignung für Verschlussmaterialien fehlt.
<Cu>
Cu bildet eine extrem feine Ausscheidung durch Auflösen in einer Al-Matrix und anschließendes Durchführen einer Ausscheidungshärtung, so dass Cu die mechanischen Eigenschaften (Festigkeit, Härte) der Legierung verbessert.
Das Zusammensetzungsverhältnis (c) von Cu ist 0,15 (Masse-%) ≤ c ≤ 0,8 (Masse-%), d.h., 0,15 Masse-% oder mehr und weniger als 0,9 Masse-%, und vorzugsweise 0,15 Masse-% oder mehr und 0,4 Masse-% oder weniger. Des Weiteren verhindert das Hinzufügen einer angemessenen Menge von Cu ein Erweichen während eines Wärmebehandlungsschritts (Reinigen mit Wasser, Trocknen und dergleichen) nach der Kaltbearbeitung. Insbesondere verhindern die durch die Ausscheidungshärtung in der Al-Matrix ausgeschiedenen Atome (Cu) eine Migration von Versetzungen, die durch das Kaltwalzen entstehen können, so dass eine Verminderung der Festigkeit wegen der Wärmebehandlung verhindert werden kann. Sollte das Zusammensetzungsverhältnis von Cu zu niedrig sein, kann dieser Effekt nicht in ausreichendem Maße erzielt werden. Ist es im Gegensatz zu hoch, werden die Kaltumformbarkeit und die Korrosionsbeständigkeit beeinträchtigt, so dass in beiden Fällen eine besondere Eignung für Verschlussmaterialien fehlt.
<Mg>
Mg bildet eine extrem feine intermetallische Verbindung mit Si durch Durchführen einer Ausscheidungshärtung, so dass Mg die mechanischen Eigenschaften (Festigkeit, Härte) der Legierung verbessert. Mg verbessert darüber hinaus auch die mechanischen Eigenschaften (Festigkeit, Härte) der Legierung durch Auflösen in der Al-Matrix.
Das Zusammensetzungsverhältnis (d) von Mg ist 0,8 (Masse-%) ≤ d ≤ 2,0 (Masse-%), d.h., 0,8 Masse-% oder mehr und 2,0 Masse-% oder weniger, und vorzugsweise 0,8 Masse-% oder mehr und 1,2 Masse-% oder weniger. Des Weiteren verhindert das Hinzufügen einer angemessenen Menge von Mg ein Erweichen während eines Wärmebehandlungsschritts (Reinigen mit Wasser, Trocknen und dergleichen) nach der Kaltbearbeitung. Insbesondere verhindern die durch die Ausscheidungshärtung in der Al-Matrix ausgeschiedenen Atome (Mg) eine Migration von Versetzungen, die durch das Kaltwalzen entstehen können, so dass eine Verminderung der Festigkeit wegen der Wärmebehandlung verhindert werden kann. Sollte das Zusammensetzungsverhältnis von Mg zu niedrig sein, kann dieser Effekt nicht in ausreichendem Maße erzielt werden. Ist es im Gegensatz zu hoch, wird die Kaltumformbarkeit beeinträchtigt, so dass in beiden Fällen eine besondere Eignung für Verschlussmaterialien fehlt.
<Unvermeidbare Verunreinigungen>
Die unvermeidlichen Verunreinigungen beziehen sich auf im Allgemeinen akzeptable Verunreinigungen, denn obwohl es sich um in Metallprodukten an sich unnötige Substanzen handelt, die in Rohstoffen vorliegen können oder in den Fertigungsschritten unvermeidlich hinzugemischt werden können, liegen sie nur in einer geringen Menge vor und haben daher keine Auswirkungen auf die Metallerzeugnisse. Bei der vorliegenden Erfindung ist der Gehalt jedes Verunreinigungselements, das als unvermeidliche Verunreinigung akzeptabel ist, im Allgemeinen bei einem Anteil von 0,1 Masse-% oder weniger, und vorzugsweise bei einem Anteil von 0,05 Masse-% oder weniger. Darüber hinaus können andere Elemente mit einem höheren Gehalt als unvermeidbare Verunreinigungen Fe mit einem Anteil von 0,7 Masse-% oder weniger, Mn mit einem Anteil von 0,15 Masse-% oder weniger, Cr mit einem Anteil von 0,35 Masse-% oder weniger, Zn mit einem Anteil von 0,25 Masse-% oder weniger umfassen, welche akzeptabel sind bei der Anwendung der Kuppelglieder für den Reißverschluss.
(Festigkeit und Umformbarkeit)
In einer Ausführungsform des Kuppelglieds für den Reißverschluss gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt eine durchschnittliche Vickershärte des Schenkelabschnitts 120 Hv oder mehr, und 145 Hv oder weniger (gemäß JIS 2244: 2009; das selbe gilt im Folgenden). Die Vickershärte in einem derartigen Bereich ist zu bevorzugen, um eine ausreichende Festigkeit zu erzielen, um als Kuppelglieder des Reißverschlusses aus Metall zu dienen, während gleichzeitig die Lebensdauer einer Gießform erhalten wird.
Bei den Kuppelgliedern für den Reißverschluss gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Form erzielt, indem ein Runddraht aus der Aluminiumlegierung mit der oben genannten Zusammensetzung einem Kaltbearbeitungsverfahren unterzogen wird. Beim Formen des Kuppelglieds durch Kaltbearbeiten wird eine Arbeitsspannung auf den Runddraht aus der Aluminiumlegierung ausgeübt, und die Materialfestigkeit wird durch Kaltverfestigung erhöht, so dass eine hohe Festigkeit des Kuppelglieds erreicht werden kann. Die Festigkeit und Umformbarkeit des Kuppelglieds kann abhängig von der auf den Runddraht aus der Aluminiumlegierung ausgeübten Arbeitsspannung variieren. Aus diesem Grund sind diese Faktoren von großer Wichtigkeit, um eine Festigkeit und Umformbarkeit der Kuppelglieder zu erzielen.
Wenn die auf den Runddraht aus der Aluminiumlegierung ausgeübte Arbeitsspannung zu gering ist, kann sich die Kaltverfestigungsrate verringern und es kann keine Festigkeit des Kuppelglieds erreicht werden. Auf der anderen Seite, wenn die Arbeitsspannung übermäßig groß ist, wird die Umformbarkeit beeinträchtigt, so dass die Lebensdauer der Gießform verkürzt sein wird, und in einigen Fällen können wegen der Bearbeitungsgrenze sogar Risse in dem Kuppelglied entstehen, so dass die Funktion als Kuppelglied für den Reißverschluss beeinträchtigt wird.
Um Kuppelglieder für den Reißverschluss mit der oben genannten Festigkeit herzustellen, sollte die Arbeitsspannung in die Aluminiumlegierung mit einer Walzreduktionsrate von 70 % oder mehr, vorzugsweise von 80 % oder mehr ausgeübt werden. Bei der Walzreduktionsrate handelt es sich um eine Walzreduktionsrate beim finalen Walzen des Kuppelglieds für den Reißverschluss, zum Beispiel um eine Walzreduktionsrate, wenn der Y-förmige durchgehende verformte Draht durch Kaltwalzen verarbeitet wird, wie in den unten stehenden Beispielen beschrieben.
Bei dem Kuppelglied für den Reißverschluss gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Schenkelabschnitt zum Aufklemmen des Reißverschlusses vorzugsweise eine Härte auf, die größer als oder gleich einem bestimmten Wert ist, und weniger Variation bei der Härte, und insbesondere weist der Schenkelabschnitt eine Vickershärte von 120 Hv bis 145 Hv auf, vorzugsweise 125 Hv bis 145 Hv, und Standardabweichungen der Härte liegen bei 2,2 bis 4,1.
Des Weiteren ist bei der Draufsicht des Kuppelglieds aus einer Richtung sowohl der Schenkelabschnitt, als auch der Eingriffskopfabschnitt (der zum Eingreifen der angrenzenden Kuppelglieder, die an den Reißverschlusstragbändern in einer unten beschriebenen Weise befestigt sind, gemäß einem Öffnungs- und Schießvorgang des Reißverschlusses dient) sichtbar, wenn der Schenkelabschnitt unterteilt wird in einen Schenkelbasisabschnitt, der an einer Leiste des Schenkelabschnitts beginnt und 70 % der Länge einer rechtwinkligen Linie von der Leiste zu einer Spitze des Schenkelabschnitts entspricht; und einen Schenkelspitzenabschnitt, der den restlichen 30 % entspricht, war es nach dem bisherigen Stand der Technik schwierig, einen harten Schenkelspitzenabschnitt aufzuweisen. Dies war einer der Gründe, warum Kuppelglieder sich während eines Öffnungs- und Schießvorgangs des Reißverschlusses von dem Reißverschlusstragband lösten. Aus diesem Grund ist es zu bevorzugen, dass die Härte des Schenkelspitzenabschnitts größer als oder gleich einem gewissen Wert ist. Unter diesem Gesichtspunkt liegt die durchschnittliche Vickershärte vorzugsweise bei 116 Hv bis 137 Hv, und mehr zu bevorzugen bei 120 Hv bis 137 Hv.
Um eine solche Festigkeit zu erzielen, ist es zu bevorzugen, dass in der Aluminiumlegierung, bei der es sich um das Basismaterial für die Kuppelglieder für den Reißverschluss handelt, die Mg und Si enthaltende Ausscheidung eine nadelartige Substanz ist, wobei genauer gesagt die Länge eines Stücks der Ausscheidung vorzugsweise bei 1 bis 120 nm beträgt. Die Größe der Ausscheidung kann mit Hilfe eines Transmissionselektronenmikroskops gemessen werden.
(Herstellungsverfahren)
Die Aluminiumlegierung mit der oben genannten Zusammensetzung, zum Beispiel die Aluminiumlegierung A6061 gemäß JIS H 4000, wird einer T8-Behandlung (zunächst Lösungsglühen, dann Kaltverfestigen, gefolgt von Warmauslagern, zum Beispiel eine Wärmebehandlung bei 170 °C über einen Zeitraum von 5 bis 6 Stunden), woraufhin die behandelte Aluminiumlegierung in geeigneter Weise verwendet werden kann. Unter Verwendung eines Drahtmaterials aus der Aluminiumlegierung nach der T8-Behandlung wird bei einer vorbestimmten Reduktionsrate eine Arbeitsspannung durch Kaltwalzen ausgeübt, um einen durchgehenden verformten Draht zu fertigen, der im Wesentlichen einen Y-förmigen Querschnitt aufweist. Dann wurden verschiedene Kaltbearbeitungsprozesse wie zum Beispiel Schneiden, Pressen, Biegen und Verstemmen an dem verformten Draht durchgeführt, um Kuppelglieder für den Reißverschluss mit jeweils einer vorbestimmten Form und Größe zur Verfügung zu stellen.
(Oberflächenbehandlung)
Die Kuppelglieder für den Reißverschluss gemäß der vorliegenden Erfindung können optional noch verschiedenen Oberflächenbehandlungen unterzogen werden. Zum Beispiel können die Kuppelglieder einer Glättungsbehandlung, einer Rostschutzbehandlung, einer Farbbehandlung, einer Plattierungsbehandlung und dergleichen unterzogen werden.
(Reißverschluss)
Beispiele für den Reißverschluss mit den Kuppelgliedern für den Reißverschluss gemäß der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben werden. ist eine schematische Ansicht eines Reißverschlusses. Wie in dargestellt, umfasst der Reißverschluss ein Paar von Reißverschlusstragbändern 1, die jeweils einen Kernabschnitt 2 aufweisen, der an einer Seitenkante ausgeformt ist; Kuppelglieder 3, die an dem Kernabschnitt 2 jedes Reißverschlusstragbands 1 mittels Verstemmen befestigt und in einem vorbestimmten Abstand an dem Kernabschnitt 2 ausgerichtet sind; obere Anschläge 4 und einen unteren Anschlag 5, die an dem Kernabschnitt 2 jedes der Reißverschlusstragbänder 1 mittels Verstemmen an dem oberen und dem unteren Ende der Reihe von Kuppelgliedern 3 jeweils befestigt werden; und einen Schieber 6, der zwischen einem Paar von einander gegenüber liegenden Kuppelgliedern 3 ausgerichtet ist und in der Richtung nach oben und unten schiebbar ist, um das Paar von Kuppelgliedern 3 miteinander in Eingriff zu bringen bzw. den Eingriff zu lösen. Ein Artikel, bei dem die Kuppelglieder 3 an dem Kernabschnitt 2 eines Reißverschlusstragbands 1 befestigt sind, wird als Reißverschlussleiste bezeichnet, und ein Artikel, bei dem die an den Kernabschnitten 2 eines Paares von Reißverschlusstragbändern 1 befestigten Kuppelglieder 3 miteinander in Eingriff gebracht worden sind, wird als Reißverschlusskette 7 bezeichnet.
Des Weiteren wird der wie in dargestellte Schieber 1 gefertigt, indem ein länglicher, aus einem plattenförmigen Körper hergestellter Körper (nicht dargestellt) mit einem rechteckigen Querschnitt in mehreren Schritten gepresst wird, und der längliche Körper in vorbestimmten Abständen durchgeschnitten wird, um einen Schieberkörper zu fertigen, und dann je nachdem eine Feder und ein Schiebergriff an dem Schieberkörper befestigt werden. Des Weiteren wird der Schiebergriff erhalten durch Ausstanzen den plattenförmigen Körpers mit einem rechteckigen Querschnitt in eine vorbestimmte Form, und anschließend wird der Schiebergriff mittels Verstemmen an dem Schieberkörper befestigt. Es wird darauf hingewiesen, dass es sich bei dem unteren Anschlag 5 um eine zu öffnende und zu schließende passend einführbare Anordnung handeln kann, die aus einem Einführstift, einem Kastenstift und einem Kastenteil gebildet wird, so dass das Paar von Reißverschlussketten durch einen Betrieb des Schiebers zum Lösen des Eingriffs getrennt werden kann.
zeigt ein Verfahren zur Anordnung der Kuppelglieder 3, der oberen Anschläge 4 und des unteren Anschlags 5 für den in dargestellten Reißverschluss, und wie diese Teile an dem Kernabschnitt 2 des Reißverschlusstragbands 1 befestigt werden. Wie in dargestellt, werden die Kuppelglieder 3 gebildet, indem ein verformter Draht 8 mit einem im Wesentlichen Y-förmigen Querschnitt in Teile mit einer jeweils vorbestimmten Abmessung geschnitten wird, anschließend die Teile gepresst werden, um einen Eingriffskopfabschnitt 9 zu formen, und dann die Kuppelglieder an dem Kernabschnitt 2 durch Verstemmen des Schenkelabschnitts 10 an dem Kernabschnitt 2 des Reißverschlusstragbands 1 befestigt werden.
Der obere Anschlag 4 wird gebildet, indem ein rechteckiger Draht 11 (Flachdraht) mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt in Teile mit jeweils einer vorbestimmten Abmessung geschnitten wird, jedes Teil gebogen wird, um einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt zu formen, und anschließend an dem Kernabschnitt 2 durch Verstemmen des Teils an den Kernabschnitt 2 des Reißverschlusstragbands 1 befestigt wird. Der untere Anschlag 5 wird gebildet, indem ein verformter Draht 12 mit einen im Wesentlichen X-förmigen Querschnitt 12 in Teile mit einer jeweils vorbestimmten Abmessung geschnitten wird und anschließend an dem Kernabschnitt 2 durch Verstemmen des Teils an den Kernabschnitt 2 des Reißverschlusstragbands 1 befestigt wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass es in so scheint, als würden die Kuppelglieder 3, die oberen Anschläge 4 und der untere Anschlag 5 gleichzeitig an dem Reißverschlusstragband 1 befestigt; allerdings werden tatsächlich die Kuppelglieder 3 zuerst durchgehend an dem Reißverschlusstragband 1 befestigt, um eine Reißverschlusskette zu bilden, dann werden die in den Befestigungsbereichen für die Anschläge in der Reißverschlusskette angeordneten Kuppelglieder 3 entfernt, und die vorbestimmten oberen und unteren Anschläge 4, 5 werden dann in den Bereichen angrenzend zu den Kuppelgliedern 3 befestigt. Da die Fertigung und Befestigung in dieser Weise durchgeführt werden, sollten die Kuppelglieder und die Anschläge als Bestandteile der Reißverschlussteile eine gute Kaltumformbarkeit aufweisen. In dieser Hinsicht zeigen die Reißverschlussteile aus Metall gemäß der vorliegenden Erfindung eine gute Kaltumformbarkeit und können zum Beispiel mit einer Walzreduktion von 70 % oder mehr geformt werden. Aus diesem Grund sind sie als Materialien für Kuppelglieder ebenso wie für obere und untere Anschläge geeignet.
Der Reißverschluss gemäß der vorliegenden Erfindung kann an verschiedenen Produkten verwendet werden und dient insbesondere als Werkzeug zum Öffnen und Schließen. Produkte, an denen der Reißverschluss verwendet werden kann, umfassen zum Beispiel, aber nicht hierauf beschränkt, Produkte des täglichen Bedarfs wie Bekleidung, Taschen, Schuhe und verschiedene weitere Artikel, sowie Industriegüter wie Wassertanks, Fischernetze und Raumanzüge.
BEISPIELE
Im Folgenden werden Beispiele der vorliegenden Erfindung illustriert. Diese werden für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile zur Verfügung gestellt und sollen die vorliegende Erfindung in keiner Weise einschränken.
<Fertigung der Reißverschlusskette>
Al (Reinheit von 99,99 Masse-% oder mehr), Cu (Reinheit von 99,9 Masse-% oder mehr), Mg (Reinheit von 99,9 Masse-% oder mehr) und Si (Reinheit von 99,9 Masse-% oder mehr) wurden als Rohstoffe verwendet. Die Rohstoffe wurden vermischt, um jeweils eine Zusammensetzung der Legierung gemäß der Testnummer in der Tabelle 1 aufzuweisen, wurden dann in einer Stranggießmaschine geschmolzen und ein Stangennmaterial wurde dann mit Hilfe einer Extrusionsvorrichtung erzeugt. Das resultierende Stangenmaterial wurde einer Drahtziebehandlung mit einer Bereichsreduktion von 70 % oder mehr unterzogen, und einer Lösungsbehandlung unterzogen, indem eine Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich von 500 °C bis 600 °C über einen Zeitraum von 1 bis 6 Stunden durchgeführt wurde, unmittelbar gefolgt von einem Abschrecken. Der Draht wurde dann einer Drahtziebehandlung mit einer Bereichsreduktion von 1 % oder mehr unterzogen, und anschließend einer Ausscheidungshärtung (T8-Behandlung) unterzogen durch Durchführen einer Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich von 100 °C bis 200 °C über einen Zeitraum von 1 bis 12 Stunden, um den durchgehenden Draht zu erzeugen. Der resultierende durchgehende Draht wurde einem Kaltwalzen unterzogen, um Arbeitsspannungen einer Walzreduktionsrate von 70 % oder mehr zu erzeugen, um einen durchgehenden verformten Draht mit einem im Wesentlichen Y-förmigen Querschnitt zu fertigen, welcher dann verschiedenen Kaltbearbeitungsprozessen wie zum Beispiel Schneiden, Pressen, Biegen und Crimpen unterzogen wurde, um Kuppelglieder zu formen, die eine Abmessung von „5R“ aufweisen, wie in dem Katalog „FASTENING SENKA (herausgegeben von YKK Co., Ltd. im Februar 2009)“ definiert. Die Kuppelglieder wurden dann an einem Reißverschlusstragband aus Polyester befestigt, um eine Reißverschlussleiste zu bilden. Des Weiteren wurden die einander gegenüber liegenden Kuppelglieder eines Paares von Reißverschlussleisten miteinander in Eingriff gebracht, um eine Reißverschlusskette zu bilden.
<Zugfestigkeit, Dehngrenze, Verlängerung>

Eine Zugfestigkeitsprobe (Probe Nr. 9A) wurde unmittelbar nach der T8-Behandlung aus dem Drahtmaterial in einer zu der Walzrichtung parallel verlaufenden Richtung herausgeschnitten und die Zugfestigkeit (gemäß JIS Z 2241: 2011) wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. [Tabelle 1]

	Zusammensetzung (Masse-%)								Mechanische Eigenschaften
	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	Ti	Zugfestigkeit	Dehngren ze	Verlängerung (%)
Bsp. 1	0,57	0,32	0,28	0,08	0,93	0,23	0,04	0,03	383	349	10
Bsp 2	0,73	0,19	0,35	0,03	1,11	0,13	0,01	0,04	330		8
Bsp 3	0,57	0,29	0,29	0,05	0,89	0,2	0,06	0,03	370	347	10
Bsp 4	0,69	0,17	0,34	0,02	1,12	0,12	0,01	0,04	321		7,5
Bsp. 5	0,48	0,3	0,29	0,03	0,98	0,18	0,08	0,02	383	349	10
Vgl - Bsp. 1	0,12	0,16	0,002	0,058	4,78	0,062	0,004	0,029	290	150	32

An den aus jeder Aluminiumlegierung hergestellten Reißverschlüssen wurde der folgende Test durchgeführt:
<Härtetest>
Für jedes Kuppelglied aus den Aluminiumlegierungen, die jeweils die der Testnummer entsprechende Zusammensetzung aufweisen, wurde die Vickershärte (gemäß JIS Z 2244: 2009; war die Last 0,9807 N) an einer Mehrzahl von Stellen in dem Schenkelabschnitt (dem Schenkelbasisabschnitt und dem Schenkelspitzenabschnitt) gemessen und es wurde der Durchschnittswert der Härte erhalten. Die Standardabweichung (SD, Standard Deviation) der Vickershärte in jedem Abschnitt wurde ebenfalls erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
<Abriebtest>
Gemäß dem in dem „Dauerhaltbarkeitstest zum Öffnen und Schließen durch Hin- und Herbewegen“ in JIS S3015: 2007 beschriebenen Verfahren wurde ein Öffnungs- und Schießvorgang 2.000 Mal durchgeführt durch Öffnen und Schließen durch Hin- und Herbewegen mit einer Last von 9,8 N in der lateralen Richtung und 6,9 N in der Längsrichtung. Der Test wurde beendet, wenn die Kuppelglieder nicht in Eingriff gebracht werden konnten oder wenn ein Abreißen des Tragbandabschnitts, ein Reißen der eingegriffenen Kuppelglieder und/oder ein Abfallen der Kuppelglieder bei einer visuellen Beobachtung während des Tests festgestellt wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
<Querfestigkeit der Kette>
Eine Auswertung der Querfestigkeit der Kette als ein Indiz der Festigkeit des Reißverschlusses wurde in Übereinstimmung mit dem in dem „Dauerhaltbarkeitstest zum Öffnen und Schließen durch Hin- und Herbewegen“ in JIS S3015: 2007 beschriebenen Verfahren durchgeführt.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.

[Tabelle 3]

	Produkteigenschaft
	Gesamt			Schenkelabschnitt
	Durchschn.	max	min	Durchschn.	max	min
Bsp. 1	643	672	570	1269	2000	653
Bsp 2	621	645	596	823	1197	610
Bsp 3	625	650	597	915	1724	547
Bsp 4	599	624	552	513	655	392
Bsp. 5	607	666	545	831	1417	399
Vgl.-Bsp. 1	564	580	536	535	709	255

Bezugszeichenliste

1: Reißverschlusstragbandband
2: Kernabschnitt
3: Kuppelglied
4: Oberer Anschlag
5: Unterer Anschlag
6: Schieber
7: Reißverschlusskette
8: Verformter Draht mit einem Y-förmigen Querschnitt
9: Eingriffskopfabschnitt
10: Schenkelabschnitt
11: Rechteckiger Draht
12: Verformter Draht mit einem X-förmigen Querschnitt

Claims

Kuppelglied (3) für einen Reißverschluss, wobei das Kuppelglied als Basismaterial eine Aluminiumlegierung umfasst, deren Zusammensetzung durch die folgende allgemeine Formel repräsentiert wird: Al_a Si_b Cu_c Mg_d, wobei a, b, c und d jeweils für Masse-% stehen, a der Rest ist, 0,4 ≤ b ≤ 0,9, 0,15 ≤ c ≤ 0,8 und 0,8 ≤ d ≤ 2,0, und wobei unvermeidbare Verunreinigungen enthalten sein können; und wobei die Aluminiumlegierung eine Ausscheidung enthält, die Mg und Si enthält.
Kuppelglied (3) für den Reißverschluss gemäß Anspruch 1, wobei das Kuppelglied (3) einen Schenkelabschnitt (10) zum Aufklemmen des Reißverschlusses umfasst, wobei der Schenkelabschnitt (10) eine durchschnittliche Vickershärte von 120 Hv bis 145 Hv aufweist, und wobei Standardabweichungen der Härte bei 2,2 bis 4,1 liegen.
Kuppelglied (3) für den Reißverschluss gemäß Anspruch 2, wobei das Kuppelglied (3) den Schenkelabschnitt (10) und einen Eingriffskopfabschnitt (9) umfasst, und wobei bei einer Draufsicht des Kuppelglieds (3) aus einer Richtung sowohl der Schenkelabschnitt (10), als auch der Eingriffskopfabschnitt (9) sichtbar sind, wenn der Schenkelabschnitt (10) unterteilt wird in einen Schenkelbasisabschnitt, der an einer Leiste des Schenkelabschnitts (10) beginnt und 70 % der Länge einer rechtwinkligen Linie von der Leiste zu einer Spitze des Schenkelabschnitts (10) entspricht; und einen Schenkelspitzenabschnitt, der den restlichen 30 % entspricht, wobei der Schenkelspitzenabschnitt eine durchschnittliche Vickershärte von 116 Hv bis 137 Hv aufweist.
Kuppelglied (3) für einen Reißverschluss gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Länge eines Stücks der Ausscheidung 1 bis 120 nm beträgt.
Reißverschluss, der das Kuppelglied für einen Reißverschluss gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 umfasst.