TW201416574A - 具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲及其製造方法，鑽尾螺絲經前置處理以使鑽尾螺絲的內層與鑽尾螺絲的表面層分別達到預設的第一硬度值，並再以預定的溫度與時間對鑽尾螺絲進行熱浸鍍鋅製程於鑽尾螺絲的表面層鍍上鍍鋅層，並使鑽尾螺絲的內層與鑽尾螺絲的表面層與鍍鋅層分別達到預設的第二硬度值，藉此可以達成提供鑽尾螺絲表面高硬度高韌性的鍍鋅層使其不與鑽尾螺絲分離剝落以達防鏽的技術功效。

Description

具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲及其製造方法

一種鑽尾螺絲及其製造方法，尤其是指一種以控制熱浸鍍鋅的溫度與時間以提供鑽尾螺絲內層與表面層適當硬度的鑽尾螺絲及其製造方法。

螺絲雖然僅是小小的五金元件，但確是許多物品組合時不可或缺的元件，且隨著組合物片不同，而有各種不同種類的螺絲，例如：機牙螺絲、鑽尾螺絲(亦稱之為自攻螺絲)、木牙螺絲以及緊固件…等。

上述的機牙螺絲主要用於一個帶有內螺紋孔的零件或是螺母與一個帶有通孔的零件之間的緊固連接，提供了一種可拆卸式的連接方式；而木牙螺絲可以直接旋入木製的目標物件中，用於把一個帶通孔的金屬零件與一個木製的目標物件件固連接在一起；緊固件，且亦屬於可拆卸式的連接方式；緊固件提供將兩個或兩個以上零件緊固地連接成為一件整體時所採用的一類機械零件的總稱，亦稱為標準件。

鑽尾螺絲(亦稱之為自攻螺絲)用於緊固連接兩個薄的金屬製目標物件，可以直接旋入目標物件中，使目標物件中形成相應的內螺紋這種連接形式。

一般鑽尾螺絲的製造方法如台灣專利公告號I262834所提出的鑽尾螺絲之製法，包含有：施力端成型，首先將經由金屬原料製的金屬棒狀初級胚料置於第一成型模具中，進行施力端的沖製以製成第一胚料。

鑽尾端成型，鑽尾端成型是將前述第一胚料經由第二成型模具沖製成具有鑽尾端的第二胚料。

螺紋段成型，螺紋段成型再將前述第二胚料的桿部經由第三成型模具之輾牙動作以輾出螺牙製成螺絲，並同時將鑽尾端的毛邊去除，即可製成習知具有鑽孔功能，即於尾端具有鑽尾端的鑽尾螺絲成品。

又例如是以台灣專利公告號544356所提出一種超長刃鑽尾螺絲刃口部加工法，該習知之鑽尾螺絲刃口部加工法，是先截取胚料，再對胚料一端頭進行沖設加工形成一施力端，再以二對應沖模對胚料另一端頭沖設加工形成超長刃鑽尾端，再進行中間桿身螺牙之車設加工，再利用車削或研磨的方式進行鑽尾端刃口的二次加工，使形成刃口符合要求的超長刃鑽尾者。

由於具有自攻效果的鑽尾螺絲在鑽孔螺入時會產生殘屑，而殘屑的存在對於鑽尾螺絲的阻力極大，所以各式各樣的具排屑效果的鑽尾螺絲相繼的研發創作，例如台灣專利公告號M283077所提出的易導屑自攻牙螺絲之結構改良、台灣專利公告號I238091所提出的自攻牙螺絲之超長排屑溝加工方法、裝置及成品、台灣專利公告號I238088所提出的超長鑽尾自鑽螺絲之加工法及其成品以及台灣專利公告號200303961所提出的自攻牙螺絲之超長排屑溝加工法及其裝置…等。

上述相關技術是源出於同一創作思維，亦即在螺絲桿體上車製螺紋，再藉铣刀在車製螺紋後的螺絲上铣製出直線狀凹入的導屑槽。如台灣專利公告號I238088所提出的超長鑽尾自鑽螺絲之加工法及其成品及台灣專利公告號200303961所提出的自攻牙螺絲 之超長排屑溝加工法及其裝置，即明確的記載了具排屑效果的鑽尾螺絲的製造方法與步驟為：1、沖製施力端，2、車製或沖壓鑽尾端，3、車製螺紋段，4、車削導屑槽。

不過，由於鑽尾螺絲常用於戶外環境中，更會面臨水汽所造成鑽尾螺絲鏽蝕所造成鑽尾螺絲斷裂的情況，為了避免鑽尾螺絲的鏽蝕，即需要對鑽尾螺絲進行防鏽處理。

因此，如台灣專利公告號336911所提出的不銹鋼鑽尾螺絲之表面處理法，其主要是將不銹鋼鑽尾螺絲作機械法鍍上一層金屬粉末，先將鑽尾螺絲洗淨以去油脂或除銹，以不通電流方式、不以高溫融熔方式進行，將鑽尾螺絲置入一般專用的化學溶液內，以獲得薄的銅鍍層，然後再將已獲銅鍍層的鑽尾螺絲置入滾桶內，滾桶是以機械方式令其滾動，滾桶內放置有純鋅粉、珠體、促進劑及水，珠體可採用不起化學反應的玻璃珠，促進劑則是輔助鋅粉均勻附著鑽尾螺絲，而水做為介質，當滾桶滾動時，珠體會撞擊鑽尾螺絲，將鋅粉附著於不銹鋼鑽尾螺絲表面，經過一定的滾動後，使鋅粉完全附著於鑽尾螺絲表面上，再為取出已鍍鋅之鑽尾螺絲，並與珠體、促進劑及水分離，以清水沖洗已鍍鋅之鑽尾螺絲，然後再加以烘乾，即可完成不銹鋼鑽尾螺絲之表面處理。

由於經鍍鋅之不銹鋼鑽尾螺絲，其不以電流通電方式，也不以高溫融熔方式，所以可以改善其耐蝕性，而且減少氫脆性的危險，沒有高溫引起的回火問題，回火會造成螺絲強度與硬度降低。

但是，上述鍍鋅之鑽尾螺絲其在進行鑽孔與攻絲的過程中，由於鍍鋅與鑽尾螺絲之間的結合力不足，會造成鍍鋅與鑽尾螺絲 分離剝落，則上述的鍍鋅製程即無法有效的由鍍鋅以保護鑽尾螺絲鏽蝕所造成鑽尾螺絲斷裂的情況。

綜上所述，可知先前技術中長期以來一直存在透過機械式鍍鋅製程將鑽尾螺絲表面層鍍鋅，但鍍鋅與鑽尾螺絲之間的結合力不足造成鑽尾螺絲在鑽孔與攻絲的過程中鍍鋅與鑽尾螺絲分離剝落，無法有效的提供鑽尾螺絲防鏽處理的問題，因此有必要提出改進的技術手段，來解決此一問題。

有鑒於先前技術存在透過機械式鍍鋅製程將鑽尾螺絲表面層鍍鋅，但鍍鋅與鑽尾螺絲之間的結合力不足造成鑽尾螺絲在鑽孔與攻絲的過程中鍍鋅與鑽尾螺絲分離剝落，無法有效的提供鑽尾螺絲防鏽處理的問題，本發明遂揭露一種具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲及其製造方法，其中：本發明所揭露的具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲，其包含：鑽尾端、螺紋段以及施力端，於鑽尾端及/或螺紋段分別設有至少一導屑槽，其中鑽尾螺絲的表面層鍍有鍍鋅層，鑽尾螺絲的表面層與鍍鋅層達到硬度值為480±20HV。

本發明所揭露的具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲製造方法，其包含下列步驟：首先，提供鑽尾螺絲，鑽尾螺絲包含鑽尾端、螺紋段以及施力端，於鑽尾端及/或螺紋段分別設有至少一導屑槽；接著，對鑽尾螺絲進行前置處理以使鑽尾螺絲的內層與鑽尾螺絲的表面層分別達到預設的第一硬度值；最後，以預定的溫度與時間對鑽尾螺絲進行熱浸鍍鋅製程於鑽尾螺絲的表面層鍍上鍍鋅層，並使鑽尾 螺絲的內層與鑽尾螺絲的表面層與鍍鋅層分別達到預設的第二硬度值。

本發明所揭露的鑽尾螺絲及其製造方法如上，與先前技術之間的差異在於本發明鑽尾螺絲經前置處理以使鑽尾螺絲的內層與鑽尾螺絲的表面層分別達到預設的第一硬度值，並再以預定的溫度與時間對鑽尾螺絲進行熱浸鍍鋅製程於鑽尾螺絲的表面層鍍上鍍鋅層，並使鑽尾螺絲的內層與鑽尾螺絲的表面層與鍍鋅層分別達到預設的第二硬度值，以使整個鑽尾螺絲均受到保護，且具有高硬度值的鍍鋅層以提供高抗衝擊及高抗磨耗性的特性，且由鍍鋅層的高韌性以確保鑽尾螺絲在承受鑽孔扭力時可有效抵抗變形，以達成增進鍍鋅層的強度不會與鑽尾螺絲分離剝落。

透過上述的技術手段，本發明可以提供鑽尾螺絲表面高硬度高韌性的鍍鋅層使其不與鑽尾螺絲分離剝落以達防鏽的技術功效。

以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明的實施方式，藉此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題並達成技術功效的實現過程能充分理解並據以實施。

以下首先要說明本發明所揭露的具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲，並請參考「第1圖」以及「第2圖」所示，「第1圖」繪示為本發明具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲；「第2圖」繪示為本發明具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲製造方法流程圖。

本發明所揭露的具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲，鑽尾螺絲10包含鑽尾端11、螺紋段12以及施力端13，而鑽尾螺絲是以碳鋼材 質(例如是以SAE1022、SAE10B21…等)所製成，並且可在鑽尾螺絲10的鑽尾端11設有至少一導屑槽14，亦可在鑽尾螺絲10的螺紋段12設有至少一導屑槽14，或是同時在鑽尾螺絲10的鑽尾端11以及螺紋段12分別設有至少一導屑槽14(步驟110)，導屑槽14可為直線狀、螺旋狀或弧線狀，且鑽尾端11所設置的導屑槽14可與螺紋段12所設置的導屑槽14相連接。

鑽尾螺絲10的鑽尾端11呈尖尾狀，鑽尾螺絲10並不需要輔助加工即可直接在目標物件上鑽孔、攻絲、鎖緊與接合的一連串工序，可大幅節省施工時間。比較普通螺絲來說，鑽尾螺絲10需要較高的韌拔力和維持力，並在將目標物件組合後時間長也不會鬆動。

而在鑽尾螺絲10在目標物件上鑽孔、攻絲、鎖緊與接合的一連串工序時，即會產生目標物件的殘屑，而這些殘屑會造成鑽尾螺絲10使用時的摩擦力增加而產生高溫現象，除了會妨礙鑽尾螺絲10在目標物件上鑽孔、攻絲、鎖緊與接合之外，更有可能造成鑽尾螺絲10的損壞，故需要藉由鑽尾螺絲10的鑽尾端11及/或螺紋段12所分別設有的導屑槽14將其殘屑進行剪切與排除殘屑。

由於鑽尾螺絲10常用於戶外環境中，更會面臨水汽所造成鑽尾螺絲10鏽蝕所造成鑽尾螺絲10斷裂的情況，為了避免鑽尾螺絲10的鏽蝕，即需要對鑽尾螺絲10進行防鏽處理，且在進行鑽尾螺絲10防鏽處理時，依然需要注意到鑽尾螺絲10的鑽尾端11以及螺紋段12的足夠硬度。

接著，請參考「第2圖」以及「第3圖」所示，「第3圖」繪示為本發明具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲剖面圖。

為了兼顧鑽尾螺絲10的防鏽處理以及鑽尾螺絲10的鑽尾端11以及螺紋段12的足夠硬度，先對鑽尾螺絲10進行滲碳處理的前置處理，藉以使鑽尾螺絲10的內層21達到預設的第一硬度值為“450±10HV”，並且使鑽尾螺絲10的表面層22達到預設的第一硬度值為“800±50HV”(步驟120)。

接著，在進行防鏽處理之前，對鑽尾螺絲10進行清潔的前置作業，其順序包含經由高溫脫脂、水洗、酸洗除銹、再次水洗、浸泡助熔劑及熱風乾燥，以去除鑽尾螺絲10於表面層22的雜質。

即可以預定的溫度為“攝氏500±20度”以及預定的時間為“30±10秒”對鑽尾螺絲10進行熱浸鍍鋅製程於鑽尾螺絲10的表面層22鍍上鍍鋅層23，而在經過熱浸鍍鋅製程後，使鑽尾螺絲10的內層21達到預設的第二硬度值為“350±10HV”，並且使鑽尾螺絲10的表面層22達到預設的第一硬度值為“480±20HV”(步驟130)。

熱浸鍍鋅製程相對於其於鍍鋅製程(例如：噴鋅製程、電鍍製程、滲鋅製程、塗鋅製程…等)來說，熱浸鍍鋅製程具有整個鑽尾螺絲10均受到保護，且具有高硬度值的鍍鋅層23以提供高抗衝擊及高抗磨耗性的特性，且由鍍鋅層23的高韌性以確保鑽尾螺絲10在承受鑽孔扭力時可有效抵抗變形，以達成增進鍍鋅層23的強度不會與鑽尾螺絲10分離剝落。

除此之外，鍍鋅層23可發揮犧牲陽極的功能，以保護鑽尾螺絲10不會被鏽蝕，並且鍍鋅層23在提供犧牲陽極的功能後，由於鍍鋅層表面所產生的氧化物(即二氧化鋅)體機會增大，以填滿鑽尾螺絲10跟目標物件間隙，更能提供鑽尾螺絲10的鎖緊與 接合效果，並能防止水汽進一步的繼續滲入。

綜上所述，可知本發明與先前技術之間的差異在於本發明鑽尾螺絲經前置處理以使鑽尾螺絲的內層與鑽尾螺絲的表面層分別達到預設的第一硬度值，並再以預定的溫度與時間對鑽尾螺絲進行熱浸鍍鋅製程於鑽尾螺絲的表面層鍍上鍍鋅層，並使鑽尾螺絲的內層與鑽尾螺絲的表面層與鍍鋅層分別達到預設的第二硬度值，以使整個鑽尾螺絲均受到保護，且具有高硬度值的鍍鋅層以提供高抗衝擊及高抗磨耗性的特性，且由鍍鋅層的高韌性以確保鑽尾螺絲在承受鑽孔扭力時可有效抵抗變形，以達成增進鍍鋅層的強度不會與鑽尾螺絲分離剝落。

藉由此一技術手段可以來解決先前技術所存在透過機械式鍍鋅製程將鑽尾螺絲表面層鍍鋅，但鍍鋅與鑽尾螺絲之間的結合力不足造成鑽尾螺絲在鑽孔與攻絲的過程中鍍鋅與鑽尾螺絲分離剝落，無法有效的提供鑽尾螺絲防鏽處理的問題，進而提供鑽尾螺絲表面高硬度高韌性的鍍鋅層使其不與鑽尾螺絲分離剝落以達防鏽的技術功效。

雖然本發明所揭露的實施方式如上，惟所述的內容並非用以直接限定本發明的專利保護範圍。任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明所揭露的精神和範圍的前提下，可以在實施的形式上及細節上作些許的更動。本發明的專利保護範圍，仍須以所附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧鑽尾螺絲

11‧‧‧鑽尾端

12‧‧‧螺紋段

13‧‧‧施力端

14‧‧‧導屑槽

21‧‧‧內層

22‧‧‧表面層

23‧‧‧鍍鋅層

步驟110‧‧‧提供鑽尾螺絲，鑽尾螺絲包含鑽尾端、螺紋段以及施力端，於鑽尾端及/或螺紋段分別設有至少一導屑槽

步驟120‧‧‧對鑽尾螺絲進行前置處理以使鑽尾螺絲的內層與鑽尾螺絲的表面層分別達到預設的第一硬度值

步驟130‧‧‧以預定的溫度與時間對鑽尾螺絲進行熱浸鍍鋅製程於鑽尾螺絲的表面層鍍上鍍鋅層，並使鑽尾螺絲的內層與鑽尾螺絲的表面層與鍍鋅層分別達到預設的第二硬度值

第1圖繪示為本發明具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲。

第2圖繪示為本發明具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲製造方法流 程圖。

第3圖繪示為本發明具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲剖面圖。

10‧‧‧鑽尾螺絲

11‧‧‧鑽尾端

12‧‧‧螺紋段

13‧‧‧施力端

14‧‧‧導屑槽

Claims (10)

1. 一種具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲，其包含：一鑽尾螺絲，所述鑽尾螺絲包含一鑽尾端、一螺紋段以及一施力端，於所述鑽尾端及/或所述螺紋段分別設有至少一導屑槽，其中所述鑽尾螺絲的表面層鍍有一鍍鋅層，所述鑽尾螺絲的表面層與所述鍍鋅層達到硬度值為480±20HV。
2. 如申請專利範圍第1項所述的具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲，其中所述鑽尾螺絲經前置處理以使所述鑽尾螺絲的內層達到硬度值為450±10HV，且所述鑽尾螺絲的表面層達到硬度值為800±50HV。
3. 如申請專利範圍第1項所述的具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲，其中所述鑽尾螺絲的表面層鍍有所述鍍鋅層是以預定的溫度與時間對所述鑽尾螺絲進行熱浸鍍鋅製程於所述鑽尾螺絲的表面層鍍上所述鍍鋅層，並使所述鑽尾螺絲的內層達到硬度值為350±10HV。
4. 如申請專利範圍第3項所述的具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲，其中以預定的溫度與時間對所述鑽尾螺絲進行熱浸鍍鋅製程於所述鑽尾螺絲的表面層鍍上所述鍍鋅層中，預定的溫度為攝氏500±20度以及預定的時間為30±10秒。
5. 如申請專利範圍第1項所述的具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲，其中所述鑽尾螺絲為碳鋼材質所製成，且對所述鑽尾螺絲進行前置處理為滲碳處理。
6. 一種具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲製造方法，其包含下列步驟：提供一鑽尾螺絲，所述鑽尾螺絲包含一鑽尾端、一螺紋段 以及一施力端，於所述鑽尾端及/或所述螺紋段分別設有至少一導屑槽；對所述鑽尾螺絲進行前置處理以使所述鑽尾螺絲的內層與所述鑽尾螺絲的表面層分別達到預設的一第一硬度值；及以預定的溫度與時間對所述鑽尾螺絲進行熱浸鍍鋅製程於所述鑽尾螺絲的表面層鍍上一鍍鋅層，並使所述鑽尾螺絲的內層與所述鑽尾螺絲的表面層與鍍鋅層分別達到預設的一第二硬度值。
7. 如申請專利範圍第6項所述的具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲製造方法，其中對所述鑽尾螺絲進行前置處理以使所述鑽尾螺絲的內層與所述鑽尾螺絲的表面層分別達到預設的所述第一硬度值的步驟中，所述鑽尾螺絲的內層的所述第一硬度值為450±10HV，所述鑽尾螺絲的表面層的所述第一硬度值為800±50HV。
8. 如申請專利範圍第6項所述的具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲製造方法，其中以預定的溫度與時間對所述鑽尾螺絲進行熱浸鍍鋅製程於所述鑽尾螺絲的表面層鍍上一鍍鋅層，並使所述鑽尾螺絲的內層與所述鑽尾螺絲的表面層與鍍鋅層分別達到預設的所述第二硬度值的步驟中，所述鑽尾螺絲的內層的所述第二硬度值為350±10HV，所述鑽尾螺絲的表面層的所述第二硬度值為480±20HV。
9. 如申請專利範圍第6項所述的具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲製造方法，其中以預定的溫度與時間對所述鑽尾螺絲進行熱浸鍍鋅製程於所述鑽尾螺絲的表面層鍍上一鍍鋅層，並使所述 鑽尾螺絲的內層與所述鑽尾螺絲的表面層與鍍鋅層分別達到預設的所述第二硬度值的步驟中，預定的溫度為攝氏500±20度以及預定的時間為30±10秒。
10. 如申請專利範圍第6項所述的具有表面層鍍鋅的鑽尾螺絲製造方法，其中對所述鑽尾螺絲進行前置處理以使所述鑽尾螺絲的內層與所述鑽尾螺絲的表面層分別達到預設的所述第一硬度值的步驟中，所述鑽尾螺絲為碳鋼材質所製成，且對所述鑽尾螺絲進行前置處理為滲碳處理。