JP6654877B2 - Manufacturing method of fastening parts - Google Patents
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Description
本発明は、外周に被覆層を備えた締結部品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a fastening component having a coating layer on the outer periphery.
従来の締結部品は、特許文献3に示すように所定の長さに切断された金属から成るブランク材を所定の形状に成形されており、前記ブランク材の直径よりも大径の頭部と、この頭部よりも小径の軸部とを一体に備える。さらに、従来の締結部品は、前記頭部および軸部の外周に特許文献1および特許文献2に示す錫成分を含む被覆層を備える。これにより、従来の締結部品は、放熱性および耐腐食性に優れたボルト又はねじ或いはリベットとして広く活用されている。
The conventional fastening part is formed by molding a blank made of metal cut to a predetermined length into a predetermined shape as shown in Patent Document 3, and a head having a diameter larger than the diameter of the blank, A shaft portion smaller in diameter than the head is integrally provided. Further, the conventional fastening component includes a coating layer containing a tin component disclosed in
また、前記被覆層を形成する方法としては、所謂電気めっきが広く用いられている。つまり、従来の締結部品の製造方法は、図3に示すように、前記頭部および前記軸部を成形する成形工程120、この成形工程120によって成形された成形品を脱脂・酸洗して洗浄する洗浄工程130、この洗浄工程130を経過した前記成形品の外周に前記被覆層を形成する電気めっき工程140、後述するベーキング工程150を含む。 Also, so-called electroplating is widely used as a method of forming the coating layer. That is, as shown in FIG. 3, the conventional method for manufacturing a fastening part includes a molding step 120 for molding the head and the shaft, and a molded article formed by the molding step 120 is degreased, pickled, and washed. Cleaning step 130, an electroplating step 140 for forming the coating layer on the outer periphery of the molded article after the cleaning step 130, and a baking step 150 described later.
前記ベーキング工程150は、特許文献4に記載されているように、前記洗浄工程130(特に酸洗の時)や電気めっき工程140の際に発生する水素が前記成形品の内部へ侵入することから、この水素を成形品から取り除く工程となっている。具体的に、ベーキング工程150は、電気めっき工程140等により被覆層が形成された被覆成形品を約200℃に加熱し、この加熱温度を数時間保つ工程である。よって、従来の締結部品の製造方法は、締結部品の所謂水素脆性による遅れ破壊の発生を低減できるという特徴がある。 As described in Patent Document 4, the baking step 150 is performed because hydrogen generated during the cleaning step 130 (particularly at the time of pickling) or the electroplating step 140 enters the inside of the molded article. This is a step of removing this hydrogen from the molded article. Specifically, the baking step 150 is a step of heating the coated molded article on which the coating layer has been formed by the electroplating step 140 or the like to about 200 ° C. and maintaining the heating temperature for several hours. Therefore, the conventional method for manufacturing a fastening component has a feature that occurrence of delayed fracture due to so-called hydrogen embrittlement of the fastening component can be reduced.
しかしながら、従来の締結部品に係る製造方法は、ベーキング工程150において締結部品が錫の融点に近い温度まで加熱されるため、前記被覆層の錫成分が溶解する。これにより、前記被覆層の表面が滑らかな状態から凹凸状態へ変化するため、締結部品の製品価値が失われるという問題があった。また、このように、締結部品の表面が凹凸状態へ変化するので、被覆層の厚みを均一に仕上げ難いという問題もあった。さらに、このような均一でない厚みの被覆層となるので、薄い被覆層の箇所から錆等の発生し易く耐腐食性が低減するという問題もあった。 However, in the conventional method for manufacturing a fastener, the fastener is heated to a temperature close to the melting point of tin in the baking step 150, so that the tin component of the coating layer is dissolved. As a result, the surface of the coating layer changes from a smooth state to an uneven state, and there is a problem that the product value of the fastening part is lost. In addition, since the surface of the fastening component changes to an uneven state, there is also a problem that it is difficult to finish the thickness of the coating layer uniformly. Furthermore, since the coating layer has such a non-uniform thickness, there is also a problem that rust or the like is easily generated from a portion of the thin coating layer and the corrosion resistance is reduced.
本発明に係る締結部品の製造方法は、金属から成るブランク材を所定の形状に成形する成形工程と、この成形工程により成形した成形品を電気めっきして、亜鉛又は亜鉛およびニッケルの成分を含む第1被覆層を前記成形品の外周に形成する第1めっき工程と、この第1めっき工程により前記第1被覆層を形成した被覆成形品を190℃から210℃の範囲で加熱するとともにこの加熱時間を少なくとも2時間以上保つベーキング工程と、このベーキング工程により加熱した前記被覆成形品をめっきして、錫又は錫および亜鉛の成分を含む第2被覆層を前記被覆成形品の外周に形成する第2めっき工程とを含むことを特徴とする。なお、前記第2めっき工程の後に、クロムを主成分とする溶液へ前記締結部品を浸して処理するクロメート処理工程を追加することが望ましい。 The method for manufacturing a fastening component according to the present invention includes a forming step of forming a blank material made of metal into a predetermined shape, and electroplating the formed article formed by the forming step to include zinc or components of zinc and nickel. A first plating step of forming a first coating layer on the outer periphery of the molded article; heating the coated molded article having the first coating layer formed in the first plating step in a range of 190 ° C. to 210 ° C .; A baking step of maintaining the time for at least 2 hours or more, and a step of plating the coated molded article heated by the baking step to form a second coating layer containing tin or a component of tin and zinc on the outer periphery of the coated molded article. And two plating steps . Incidentally, after the second plating step, Rukoto to add chromate treatment step of treating by immersing the fastening part into a solution composed mainly of chromium is preferable.
本発明に係る締結部品の製造方法は、前記被覆成形品の内部に侵入した水素を除去できるため、水素脆性による締結部品の遅れ破壊を低減できるという利点がある。また、前記締結部品に係る製造方法は、当該締結部品の最表面に前記第2被覆層が形成されるため、放熱性および耐腐食性に優れかつ水素脆性による遅れ破壊を低減できるという利点もある。さらに、本発明の締結部品の製造方法は、錫成分を含む第2被覆層を形成した後の工程では、錫の融点に近い190℃から210℃の範囲で加熱する工程が存在しないので、締結部品の最表面が滑らかに形成できるという利点もある。また、本発明に係る締結部品の製造方法は、締結部品の最表面がクロメート処理による被膜で覆われるので、第2被覆層や第1被覆層をより強固に保護できるという利点もある。 The method for manufacturing a fastening part according to the present invention has an advantage that it is possible to reduce the delayed fracture of the fastening part due to hydrogen embrittlement because hydrogen that has entered the inside of the coated molded article can be removed. Further, the manufacturing method according to the fastening component has an advantage that the second coating layer is formed on the outermost surface of the fastening component, so that the heat dissipation and the corrosion resistance are excellent and the delayed fracture due to hydrogen embrittlement can be reduced. . Furthermore, in the method for manufacturing a fastening part according to the present invention, in the step after forming the second coating layer containing the tin component, there is no step of heating in the range of 190 ° C. to 210 ° C., which is close to the melting point of tin. There is also an advantage that the outermost surface of the part can be formed smoothly. In addition, the method of manufacturing a fastening component according to the present invention has an advantage that the second coating layer and the first coating layer can be more firmly protected because the outermost surface of the fastening component is covered with the coating by the chromate treatment.
本発明に係る締結部品およびその製造方法を図1および図2に基づき説明する。まず、本発明に係る締結部品1は、金属製の線材が所定の長さに切断されたブランク材(図示せず)を所定の形状に成形したものであり、前記ブランク材の直径よりも大径の頭部2と、この頭部2よりも小径の軸部3とを一体に備え、この頭部2および軸部3の表面に積層された被覆層10を備えて成る。また、本発明に係る締結部品1は、所謂リベット、ねじ、ボルトであり、それぞれ利用用途に合わせて図1(a)ないし(c)に示すような前記頭部2および前記軸部3の形状が成形されている。
A fastening component and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to FIGS. First, the
具体的には、本発明に係る締結部品1が図1(a)に示すリベットとして利用される場合であれば、前記軸部3には軸方向に延びる中空穴5が成形される。また、図1(b)に示すねじとして利用される場合であれば、軸部3にはおねじが成形され、頭部2には十字形状の駆動穴6が成形される。さらに、図1(c)に示すボルトとして利用される場合であれば、前記軸部3にはおねじが成形され、前記頭部2は多角形状の外周に成形される。
Specifically, when the
前記被覆層10は、少なくとも成分の異なる2層で構成されており、前記頭部2および前記軸部3を成形した成形品の素地4の表面に形成された第1被覆層11と、この第1被覆層11の外側に形成された第2被覆層12とから構成される。なお、前記被覆層10は、図1(d)に示すように、前記第2被覆層12の外側に前記第1被覆層11又は前記第2被覆層12の厚みよりも薄い第3被覆層13が形成されていてもよい。
The
前記第1被覆層11は、亜鉛又は亜鉛およびニッケルの成分を含んで成り、前記成形品に電気めっきを施すことで形成されている。また、この第1被覆層11は、1μmから10μmの厚みに設定されており、好ましくは2μmから3μmの厚みで構成されている。
The
前記第2被覆層12は、錫又は錫及び亜鉛の成分を含んで成り、前記電気めっき或いは溶融めっきを施すことで形成されている。この第2被覆層12は、5μmから20μmの厚みに設定されており、好ましくは10μから15μmの厚みで構成されている。また、この第2被覆層12の成分に含まれる錫は高い放熱性を有することから、最表面が前記第2被覆層12となる締結部品(図示せず)は、放熱機能を有しているので、高温になり易いワークに採用できるという利点がある。
The
前記第3被覆層13は、クロメート処理により薄いクロメート被膜で構成され、その厚みは0.1μm程度に設定されている。
The
よって、本発明に係る締結部品1は、前記成形品の外周が前記第1被覆層11および第2被覆層12によって保護されるため、耐腐食性に優れるという利点がある。また、本発明の締結部品1は、その最表面が放熱性に優れた錫成分を含む前記第2被覆層12となる場合、高温になり易いワークに締結されていれば放熱部品として機能するという利点もある。さらに、本発明に係る締結部品1は、その最表面が前記第3被覆層13となる場合、前述した2層の被覆層(第1被覆層11および第2被覆層12)により保護された締結部品に比べて、さらに高い耐腐食性を有する。
Accordingly , the
次に、本発明に係る締結部品1の製造方法は、図2に示すように、前記ブランク材を金型(図示せず)等により圧造成形したり、あるいは、前記ブランク材を切削工具(図示せず)等により切削成形して前記成形品を成形する成形工程20と、前記成形品を脱脂及び洗浄する洗浄工程30と、この洗浄工程30により洗浄した成形品を電気めっきして前記第1被覆層11を形成する第1めっき工程40と、この第1めっき工程40により被覆された被覆成形品を所定時間加熱するベーキング工程50と、このベーキング工程50により加熱された前記被覆成形品を電気めっき或いは溶融めっきして前記第2被覆層12を形成する第2めっき工程60と、この第2めっき工程60により2層の被覆が施された2層被覆成形品に前記第3被覆層13を形成するクロメート処理工程70とを含む。
Next, as shown in FIG. 2, the method for manufacturing the
前記成形工程20は、上述のようにブランク材を圧造成形あるいは切削成形する工程であり、この工程によって頭部2および軸部3が一体に成形され前記成形品が作り出される。
The molding step 20 is a step of forging or cutting a blank material as described above. In this step, the
前記洗浄工程30は、前記素地4の表面に付着した潤滑油や塵等を除去する工程であり、前記成形品が酸性の溶液で満たされた槽(図示せず)へ投入されるなどして脱脂・洗浄される工程である。 The washing step 30 is a step of removing lubricating oil, dust and the like adhering to the surface of the substrate 4, and the molded article is put into a tank (not shown) filled with an acidic solution. This is the step of degreasing and washing.
前記第1めっき工程40は、前記洗浄工程30により洗浄された成形品に電気めっきする工程であり、前記成形品が亜鉛又は亜鉛およびニッケルを主成分とするめっき浴(図示せず)へ浸され、前記めっき浴内を通電状態にして前記素地4の表面に前記第1被覆層11を形成する工程である。
The first plating step 40 is a step of electroplating the molded article cleaned in the cleaning step 30. The molded article is immersed in a plating bath (not shown) mainly composed of zinc or zinc and nickel. And forming the
前記ベーキング工程50は、前記洗浄工程30および前記第1めっき工程40で発生する水素が前記素地4の内部に侵入するため、前記成形品を所定温度に加熱して素地4内の水素を外部へ放出あるいは素地4の内部に残留した流動性水素を固定化するための工程である。具体的には、前記成形品を190℃から210℃の範囲で加熱するとともに、この加熱時間を少なくとも2時間以上保つ工程である。なお、前記加熱時間は、好ましくは4時間ないし6時間の範囲に設定するのがよい。 In the baking step 50, since the hydrogen generated in the cleaning step 30 and the first plating step 40 enters the inside of the base 4, the molded article is heated to a predetermined temperature to transfer the hydrogen in the base 4 to the outside. This is a step for fixing the fluid hydrogen released or remaining inside the substrate 4. Specifically, this is a step of heating the molded article in the range of 190 ° C. to 210 ° C. and keeping the heating time for at least 2 hours. The heating time is preferably set in the range of 4 hours to 6 hours.
前記第2めっき工程60は、前記ベーキング工程50により水素脆性等の危険性が取り除かれた前記被覆成形品にめっきを施す工程であり、第1めっき工程40と同様の電気めっきが施されるか、或いは、通電しない所謂溶融めっきの何れかであればよい。また、この第2めっき工程60は、錫成分を60%から100%の範囲に設定した錫又は錫および亜鉛のめっき浴(図示せず)へ前記被覆成形品が浸され、この被覆成形品の表面に前記第2被覆層12を形成する工程である。なお、前記めっき浴の錫成分は、70%から80%の範囲に設定されていることが好ましい。
The second plating step 60 is a step of plating the coated molded product from which danger such as hydrogen embrittlement has been removed by the baking step 50. Alternatively, any one of so-called hot-dip plating without energization may be used. In the second plating step 60, the coated molded product is immersed in a tin or tin and zinc plating bath (not shown) in which the tin component is set in the range of 60% to 100%. This is a step of forming the
前記クロメート処理工程70は、前記第2めっき工程60により前記第2被覆層12を形成した前記2層被覆成形品の表面に前記第3被覆層13を形成する工程であり、前記2層被覆成形品がクロムを5%から30%の範囲に成分設定されたクロメート液に数十秒浸され、前記第2被覆層12の外側にクロメート被膜を形成する工程である。
The chromate treatment step 70 is a step of forming the
このように本発明に係る締結部品1の製造方法は、第2めっき工程60の前に190℃から210℃に加熱するベーキング工程50が設定されいるため、比較的融点の低い前記錫が融点近くに達することがない。これにより、締結部品1の最表面が凹凸状態にならないので、商品価値の高い締結部品1を安定して製造できるという利点がある。
As described above, in the method for manufacturing the
1 締結部品
2 頭部
3 軸部
4 素地
10 被覆層
11 第1被覆層
12 第2被覆層
13 第3被覆層
20 成形工程
40 第1めっき工程
50 ベーキング工程
60 第2めっき工程
70 クロメート処理工程
DESCRIPTION OF
Claims (2)
この成形工程により成形した成形品を電気めっきして、亜鉛又は亜鉛およびニッケルの成分を含む第1被覆層を前記成形品の外周に形成する第1めっき工程と、
この第1めっき工程により前記第1被覆層を形成した被覆成形品を190℃から210℃の範囲で加熱するとともにこの加熱時間を少なくとも2時間以上保つベーキング工程と、
このベーキング工程により加熱した前記被覆成形品をめっきして、錫又は錫および亜鉛の成分を含む第2被覆層を前記被覆成形品の外周に形成する第2めっき工程とを含むことを特徴とする締結部品の製造方法。 A forming step of forming a blank material made of metal into a predetermined shape,
A first plating step of electroplating the molded article molded by the molding step to form a first coating layer containing zinc or a component of zinc and nickel on the outer periphery of the molded article;
A baking step of heating the coated molded article having the first coating layer formed in the first plating step in a range of 190 ° C. to 210 ° C. and maintaining the heating time for at least 2 hours;
A second plating step of plating the coated molded article heated by the baking step to form a second coating layer containing tin or a component of tin and zinc on the outer periphery of the coated molded article. Manufacturing method of fastening parts.
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