TWI730752B - 用於形成螺絲的鋼線的處理方法 - Google Patents
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Abstract
一種用於形成螺絲的鋼線的處理方法包含對由鋼線盤繞而成的盤元施予退火處理，形成經退火處理的盤元；及對該經退火處理的盤元的鋼線進行表面處理程序，形成經表面處理的鋼線。在該表面處理程序中，由該鋼線的第一端進行該表面處理程序且該鋼線以一前進方向連續地被輸送直至相反於該第一端的第二端進行該表面處理程序，且該表面處理程序依序包括物理除鏽處理、除油汙處理、活化處理及鍍膜處理。本發明用於形成螺絲的鋼線的處理方法具有較佳處理效益、較低生產成本且能夠改善現場操作環境的效果，且還能夠一貫作業而具有連續生產的效果。
Description
本發明是有關於一種線材之加工或處理，特別是指一種用於形成螺絲的鋼線的處理方法。
螺絲為常見的緊固件且廣泛地被應用於家電、汽車及建築等產業領域中，而成為日常生活中不可或缺的工業必需品。螺絲的生產製程包含對鋼料進行拉絲處理，形成鋼線，接著，盤繞該鋼線而形成鋼線材盤元，接著，使該鋼線材盤元依序進行球化處理、表面處理、精抽處理及成型處理。在該拉絲處理過程中，需要利用拉絲粉來進行，致使在該鋼線的表面上會形成大量潤滑粉，此外，在該球化處理的過程中，該鋼線材盤元會與空氣接觸，致使在該鋼線的表面上會形成氧化皮膜，而由於該氧化皮膜的性質硬脆且延展性差，以至於會對該精抽處理及該成型處理的過程中帶來不利的影響，因而需於該球化處理後進行該表面處理。
一般而言，該表面處理依序包括化學除鏽程序、除油汙程序及磷酸鹽皮膜程序。在該化學除鏽程序中，大多採用例如氫氟酸、硫酸或鹽酸等強酸性酸洗液對經球化處理的鋼線進行酸洗，以去除該氧化皮膜。然而，由於該氧化皮膜較厚，通常需較長的浸泡時間或多次酸洗，導致酸洗時間長而有處理效益不佳的問題、鋼線材受損而衍生螺絲品質不佳的問題，或產生大量廢棄的酸洗液而衍生龐大的廢水處理成本及衍生環境汙染的問題，此外，該強酸性酸洗液具有吸入性腐蝕性而衍生現場操作人員的安全問題。
此外，在該表面處理的化學除鏽程序中，是利用起重機吊起且運送該鋼線材盤元至化學除鏽槽的上方，接著，使該鋼線材盤元整個浸泡於該化學除鏽槽中一段時間，然後，待該化學除鏽程序結束後，利用該起重機將該鋼線材盤元自該化學除鏽槽中取出，最後，利用運送車將該鋼線材盤元運送到進行該除油汙程序的除油汙槽中。在該化學除鏽程序中因存在有多道運送程序，致使螺絲的生產製程的生產時間較長，且無法使該化學除鏽程序與該除油汙程序排成固定且有系統的一條生產線以連續作業來進行，從而達到連續生產螺絲的效益。
因此，本發明的目的，即在提供一種降低生產成本且改善現場操作環境的用於形成螺絲的鋼線的處理方法。
於是，本發明用於形成螺絲的鋼線的處理方法，包含：對由鋼線盤繞而成的盤元施予退火處理，形成經退火處理的盤元；及，對該經退火處理的盤元的鋼線進行表面處理程序，形成經表面處理的鋼線，其中，在該表面處理程序中，由該鋼線的第一端進行該表面處理程序且該鋼線以一前進方向連續地被輸送直至該鋼線的相反於該第一端的第二端進行該表面處理程序，且該表面處理程序依序包括物理除鏽處理、除油汙處理、活化處理及鍍膜處理。
本發明的功效在於：透過該物理除鏽處理，該螺絲用鋼線的處理方法具有較佳的處理效益、較低的生產成本且能夠改善現場操作環境的效果，此外，相較於以往包含化學除鏽程序的用於形成螺絲的鋼線的處理方法，本發明用於形成螺絲的鋼線的處理方法能夠一貫作業而具有連續生產的效果，致使在生產速度及生產效益上具有優異的表現。
本發明用於形成螺絲的鋼線的處理方法包含對由鋼線盤繞而成的盤元施予退火處理，形成經退火處理的盤元；及，對該經退火處理的盤元的鋼線進行表面處理程序，形成經表面處理的鋼線，其中，在該表面處理程序中，由該鋼線的第一端進行該表面處理程序且該鋼線以一前進方向連續地被輸送直至該鋼線的相反於該第一端的第二端進行該表面處理程序，且該表面處理程序依序包括物理除鏽處理、除油汙處理、活化處理及鍍膜處理。
以下將就本發明內容進行詳細說明。
該鋼線例如但不限於鑄鐵線、碳鋼線，或熟鐵線等。該碳鋼線例如但不限於合金鋼線或不鏽鋼線等。
該退火處理並無特殊限制，採用以往螺絲用盤元的退火處理即可。該退火處理例如將該盤元的鋼線的組織結構進行球化(spheroidizing)退火處理，以調整該鋼線的性質，例如硬度、結晶度或內部應力等。在本發明的一些實施態樣中，該退火處理的溫度為600℃至800℃且時間為3小時至8小時。
在該表面處理程序中，由該經退火處理的盤元的鋼線的第一端(例如起始端或最終端)開始進入該表面處理程序，且在該表面處理程序的過程中，該鋼線以一前進方向連續地被輸送直至該鋼線的相反於該第一端的第二端(例如最終端或起始端)進行並完成該表面處理程序。本發明透過以鋼線進行輸送並進入該物理除鏽處理，使得經該物理除鏽處理後仍以鋼線被輸送而能夠直接地依序銜接該除油汙處理、該活化處理及該鍍膜處理等的處理步驟，致使該鋼線能夠連續地且不間斷地進行該表面處理程序，從而不會產生以往以盤元進行化學除鏽程序及除油汙程序等程序中需多道運送程序導致生產無法連續的問題。該在該表面處理程序中，該鋼線是在100m/min至200m/min的輸送速度中進行。
該表面處理程序的物理除鏽處理是利用包括複數個打磨件的除鏽裝置對該經退火處理的盤元的鋼線的表面施予磨擦。該除鏽裝置並無特殊限制，可採用以往用於線材除鏽的除鏽裝置或用於線材拋光的拋光裝置等。該除鏽裝置的該等打磨件例如輪狀打磨件，而該輪狀打磨件例如但不限於砂輪、毛刷輪或鋼刷輪等。該除鏽裝置的該等輪狀打磨件透過一馬達帶動而轉動，而該等輪狀打磨件轉動時牽引該鋼線，且該鋼線沿著該等輪狀打磨件移動而彎曲，除利用該等輪狀打磨件進行物理除鏽處理外，因該鋼線呈彎曲狀，更有利於使該鋼線的表面上的鏽膜產生損傷(例如龜裂)，而在該物理除鏽處理過程中易自該鋼線的表面上剝落。
在本發明的一些實施態樣中，該表面處理程序的除油汙處理是利用鹼液來進行。該鹼液例如鹼金屬氫氧化物水溶液，且該鹼金屬氫氧化物例如氫氧化鈉或氫氧化鉀等。在本發明的一些實施態樣中，該鹼液為氫氧化鈉水溶液。在本發明的一些實施態樣中，該氫氧化鈉水溶液中的氫氧化鈉的濃度為2wt%至10wt%。在本發明的一些實施態樣中，該氫氧化鈉水溶液的溫度為50℃至60℃。
該表面處理程序的活化處理目的在於提升該鋼線的表面的附著性，以利該鍍膜處理的進行。在本發明的一些實施態樣中，該活化處理是利用硫酸溶液來進行且在該硫酸溶液中該硫酸的濃度為3wt%至10wt%。該硫酸的濃度依據該鋼線的輸送速度進行調整，且該輸送速度越快則硫酸的濃度越高，舉例來說，當該輸送速度為100m/min時，該硫酸的濃度為3wt%，而當該輸送速度為200m/min時，該硫酸的濃度為10wt%。在本發明的一些實施態樣中，該硫酸溶液的溫度為50℃至60℃。
該表面處理程序的鍍膜處理目的在於提升該鋼線的機械性質或減少該鋼線受到外界刺激(例如水氣或氧氣等)而損傷(例如腐蝕)。在本發明的一些實施態樣中，該鍍膜處理包括鍍鋅製程及鍍錫製程中至少一者。該鍍鋅製程是利用鋅液進行電鍍形成用來防止該鋼線鏽蝕的鋅膜。該鋅液並未無特殊限制，可採用以往電鍍用的鋅液。該鋅液例如包含氯化鉀、氯化銨及氯化鋅的鋅液，且在該鋅液中該氯化鋅的濃度為50~80g/L、該氯化銨的濃度為200~240g/L，且該氯化鉀的濃度為30~40g/L。在本發明的一些實施態樣中，該鋅液的溫度為50℃至60℃。在本發明的一些實施態樣中，該鋅膜的厚度為1000nm至10000nm。在本發明的一些實施態樣中，該鍍鋅製程的電流密度為1A/dm
2至5A/dm
2。該鍍錫製程是利用錫液進行電鍍形成錫鈍化膜。該錫液並未無特殊限制，可採用以往電鍍用的錫液。該錫液例如包含硫酸及硫酸錫的錫液，且該錫液中該硫酸錫的濃度為25~45g/L。在本發明的一些實施態樣中，該錫液的溫度為20℃至30℃。在本發明的一些實施態樣中，該錫膜的厚度為100nm至1000nm。在本發明的一些實施態樣中，該鍍錫製程的電流密度為1A/dm
2至2A/dm
2。
在本發明用於形成螺絲的鋼線的處理方法中，該表面處理程序還包括至少一次水洗處理。該至少一次水洗處理是在該除鏽處理、該除油汙處理、該活化處理及該鍍膜處理中一者之後來進行，舉例來說，在該除鏽處理後進行該水洗處理，或，在該除油汙處理後進行該水洗處理，或，在該活化處理後進行水洗處理，或，在該鍍膜處理後進行水洗處理。在本發明的一些實施態樣中，該至少一次水洗處理是利用純水來進行。在本發明的一些實施態樣中，該水洗處理的純水的溫度為30℃至60℃
在本發明用於形成螺絲的鋼線的處理方法中，該表面處理程序還包括在該鍍膜處理後的潤滑處理，以賦予該鋼線的表面具有潤滑性，從而於後續對所獲得的該經表面處理的鋼線的運輸過程中減少因摩擦作用而導致輸送緩慢的問題產生並保護在該鍍膜處理後所形成的鍍膜而致使該鍍膜不會受損(例如破裂)。在本發明的一些實施態樣中，該潤滑處理是在45℃~50℃的條件下進行。該潤滑處理是利用潤滑液來進行。
本發明用於形成螺絲的鋼線的處理方法還包含對該經表面處理的鋼線施予乾燥處理。在本發明的一些實施態樣中，該乾燥處理是利用風乾來進行。在本發明的一些實施態樣中，該乾燥處理的溫度為30℃至60℃，且時間為0.5小時至1小時。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
實施例1
用於形成螺絲的鋼線的處理方法包含步驟(a)、步驟(b)及步驟(c)。
在步驟(a)中，對由鋼線(直徑為6.5mm)盤繞而成的鋼盤元(購自中國鋼鐵股份有限公司)依序施予退火處理及冷卻處理，形成經退火處理的盤元，其中，該退火處理的溫度為600℃而時間為3小時。
在步驟(b)中，由該經退火處理的盤元的鋼線的起始端進行表面處理程序，並在該表面處理程序中，該起始端以一前進方向連續地在100m/min的輸送速度被輸送直至該鋼線的相反於該起始端的最終端通過該表面處理程序。在該表面處理程序中，利用包括複數個間隔設置的砂輪的除鏽裝置對該經退火處理的盤元的鋼線來進行，形成經除鏽處理的鋼線，接著，利用50℃的純水對該經除鏽處理的鋼線進行第一道水洗處理。經該第一道水洗處理後，利用50℃的氫氧化鈉水溶液進行除油汙處理，形成經除油汙處理的鋼線，其中，在該氫氧化鈉水溶液中，該氫氧化鈉的濃度為2wt%，接著，利用30℃的純水對該經除油汙處理的鋼線進行第二道水洗處理。經該第二道水洗處理後，利用50℃的硫酸水溶液進行活化處理，形成經活化處理的鋼線，其中，在該硫酸水溶液中，該硫酸的濃度為3wt%，接著，利用30℃的純水對該經活化處理的鋼線進行第三道水洗處理。經該第三道水洗處理後，利用50℃的鋅液採電鍍方式進行鍍鋅製程，而於該經活化處理的鋼線的表面上形成厚度為1000nm的鋅膜，以獲得經鍍鋅製程的鋼線，其中，該鋅液包括氯化鉀、氯化銨及氯化鋅，且在該鋅液中該氯化鋅的濃度為65g/L、該氯化銨的濃度為220g/L，且該氯化鉀的濃度為35g/L，且該鍍鋅製程的溫度為50℃及電流密度為1A/dm
2，接著，利用30℃的純水對該經鍍鋅製程的鋼線進行第四道水洗處理。經該第四道水洗處理後，利用20℃的錫液採電鍍方式進行鍍錫製程，而於該經鍍鋅製程的鋼線的鋅膜的表面上形成厚度為100nm的錫鈍化膜，以獲得經鍍錫製程的鋼線，其中，該錫液包括硫酸及硫酸錫，且該錫液中該硫酸錫的濃度為35g/L，且該鍍錫製程的溫度為20℃及電流密度為1A/dm
2，接著，利用30℃的純水對該經鍍錫製程的鋼線進行第五道水洗處理。經該第五道水洗處理後，將該經鍍錫製程的鋼線接觸45℃的潤滑液，以進行潤滑處理，而於該經鍍錫製程的鋼線的錫鈍化膜的表面上形成潤滑膜，以獲得經表面處理的鋼線。
在步驟(c)中，對該經表面處理的鋼線利用風乾裝置施予風乾處理，其中，該風乾處理的溫度為30℃且時間為0.5小時。
實施例2至3
該實施例2至3是以與該實施例1相同步驟進行，不同主要在於：各製程的溫度、時間、濃度等，參閱表1。
表1
| 實施例 | |||||
| 1 | 2 | 3 | |||
| 退火處理 | 溫度(℃) | 600 | 800 | 700 | |
| 時間 (小時) | 3 | 8 | 5 | ||
| 第一道水洗處理 | 溫度(℃) | 50 | 60 | 50 | |
| 表面處理程序 | 輸送速度(m/min) | 100 | 200 | 160 | |
| 除油汙處理 | 氫氧化鈉水溶液 | 溫度(℃) | 50 | 60 | 50 |
| 氫氧化鈉的濃度(wt%) | 2 | 10 | 7 | ||
| 第二道水洗處理 | 溫度(℃) | 30 | 60 | 50 | |
| 活化處理 | 硫酸水溶液 | 溫度(℃) | 50 | 60 | 50 |
| 硫酸的濃度(wt%) | 3 | 10 | 7 | ||
| 第三道水洗處理 | 溫度(℃) | 30 | 60 | 50 | |
| 鍍鋅製程 | 鋅液的溫度(℃) | 50 | 60 | 50 | |
| 電流密度(A/dm 2) | 1 | 5 | 3 | ||
| 鋅膜厚度(nm) | 1000 | 10000 | 5000 | ||
| 第四道水洗處理 | 溫度(℃) | 30 | 60 | 50 | |
| 鍍錫製程 | 錫液的溫度(℃) | 20 | 30 | 25 | |
| 電流密度(A/dm 2) | 1 | 2 | 1.5 | ||
| 錫鈍化膜厚度(nm) | 100 | 1000 | 500 | ||
| 第五道水洗處理 | 溫度(℃) | 30 | 60 | 50 | |
| 潤滑處理 | 潤滑液的溫度(℃) | 45 | 50 | 50 | |
| 風乾處理 | 溫度(℃) | 30 | 60 | 50 | |
| 時間 (小時) | 0.5 | 1 | 0.75 |
綜上所述，透過該物理除鏽處理，該用於形成螺絲的鋼線的處理方法具有較佳的處理效益、較低的生產成本且能夠改善現場操作環境的效果，此外，相較於以往包含化學除鏽程序的用於形成螺絲的鋼線的處理方法，本發明用於形成螺絲的鋼線的處理方法能夠一貫作業而具有連續生產的效果，致使在生產速度及生產效益上具有優異的表現，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
無。
Claims (8)
- 一種用於形成螺絲的鋼線的處理方法，包含：對由鋼線盤繞而成的盤元施予退火處理，形成經退火處理的盤元；及對該經退火處理的盤元的鋼線進行表面處理程序，形成經表面處理的鋼線，其中，在該表面處理程序中，由該鋼線的第一端進行該表面處理程序且該鋼線以一前進方向連續地被輸送直至該鋼線的相反於該第一端的第二端進行該表面處理程序，且該表面處理程序依序包括物理除鏽處理、除油汙處理、活化處理及鍍膜處理，其中，該表面處理程序的物理除鏽處理是利用包括複數個打磨件的除鏽裝置對該經退火處理的盤元的鋼線的表面施予磨擦，在該表面處理程序中，該鋼線是在100m/min至200m/min的輸送速度中進行。
- 如請求項1所述的用於形成螺絲的鋼線的處理方法，其中，該表面處理程序的除油汙處理是利用鹼液來進行。
- 如請求項2所述的用於形成螺絲的鋼線的處理方法，其中，該鹼液為氫氧化鈉水溶液。
- 如請求項1所述的用於形成螺絲的鋼線的處理方法，其中，該活化處理是利用硫酸溶液來進行，且在該硫酸溶液中，該硫酸的濃度為3wt%至10wt%。
- 如請求項1所述的用於形成螺絲的鋼線的處理方法，其中，該鍍膜處理包括鍍鋅製程及鍍錫製程中至少一者。
- 如請求項5所述的用於形成螺絲的鋼線的處理方法，其 中，該鍍鋅製程是利用鋅液進行電鍍形成鋅膜。
- 如請求項5所述的用於形成螺絲的鋼線的處理方法，其中，該鍍錫製程是利用錫液進行電鍍形成錫鈍化膜。
- 如請求項1所述的用於形成螺絲的鋼線的處理方法，其中，該表面處理程序還包括在該鍍膜處理後的潤滑處理。
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| CN208617988U (zh) * | 2018-07-16 | 2019-03-19 | 重庆市开州区利辉电机有限公司 | 一种螺丝酸洗装置 |
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