专利名称：螺纹及螺纹紧固连接结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在表面上进行镀层处理、在此镀层之上实施不含
有6价铬的3价铬的化学生成覆盖膜处理的螺紋及螺紋紧固连接结构。
背景技术：
过去，为了防止螺紋腐蚀，在表面上实施镀层处理，进而在该镀 层上进行以铬酸盐覆盖膜覆盖的处理。在此铬酸盐覆盖膜之中，特别 是6价铬酸盐覆盖膜，由于含水量高，材质比较软，通过发挥作为本 身特征的自我修复作用，具有高耐腐蚀性。但是，由于6价铬对人体 有害和与环境污染有关，所以6价铬的使用在世界上实际上已被限制， 从以往的含有6价铬的铬酸盐处理向不含6价铬的代替处理的变更已 经被进行了研究。作为一般的代替方法所使用的是，含有3价铬化合 物的化学生成处理。作为对这样的代替方法进行了说明的文献，例如 有曰本特许公表2000-509434号公报。
发明内容
(发明所要解决的课题)
但是，在实施了一般的3价铬的化学生成覆盖膜处理的螺紋中， 由于3价铬的化学生成覆盖膜比6价铬酸盐覆盖膜硬，所以存在紧固 连接时的扭矩下降，特别是松弛扭矩下降得大的问题。尤其是在螺紋 中在高轴力区域使用的例如曲轴带轮螺栓等螺栓的情形，3价铬的化 学生成覆盖膜处理和6价铬酸盐处理在扭矩特性上也会产生很大的差 异，3价铬的化学生成覆盖膜处理的螺栓的松弛扭矩比6价铬酸盐处 理的螺栓降低10% ~30%。这只能是固定结构部件的螺紋的紧固连接 力下降，由此存在不能满足以往的6价铬酸盐处理的螺紋保证的功能
的可能性。另外，在一般的3价铬的化学生成覆盖膜处理中，因为为 了补偿比以往6价铬低的耐腐蚀性，采取了含有其它金属化合物、或 者在表面上附加含有Si02的层或覆盖层的等多层结构化的方法，所 以，3价铬的化学生成覆盖膜变得比较硬，这会使螺紋的扭矩特性， 特别是松弛扭矩变差等，产生很大的影响。
本发明是为了解决上述那样的现有技术的问题而进行的，目的在 于提供一种具有与6价铬酸盐处理的螺紋大致同等的扭矩特性的3价 铬的化学生成覆盖膜的螺紋及螺紋紧固连接结构。
(为了解决课题的手段)
为了实现上述目的，本发明的螺紋，在表面上形成有锌基镀层， 并在该锌基镀层上形成有不含6价铬的3价铬的化学生成覆盖膜，其 主要思想是，至少螺紋的相对于被紧固部件的接触部的、上述3价铬 的化学生成覆盖膜的膜厚被形成得薄，使得通过柠紧螺紋，螺紋和被 紧固部件接触，螺紋侧的接触部的上述3价铬的化学生成覆盖膜被刮 掉，上述锌基镀层能够露出。在此情况下，3价铬的化学生成覆盖膜 的膜厚^i殳定为50nm以上100nm以内。
另外，本发明的螺紋紧固连接结构，是将金属部件之间通过拧紧 螺紋进行紧固连接而成的，其主要思想是，在上述金属部件和上述螺 紋的接触部的至少一方上，形成有锌基镀层，并在该锌基镀层上形成 有不含6价铬的3价铬的化学生成覆盖膜，上述3价铬的化学生成覆 盖膜的膜厚被形成得薄，使得通过拧紧螺紋，上述接触部的上述3价 铬的化学生成覆盖膜被刮掉，上述锌基镀层能够露出。在此情况下，3 价铬的化学生成覆盖膜的膜厚被设定为50nm以上100nm以内。
(发明的效果)
本发明的螺紋，根据上述各结构，由于通过拧紧螺紋，螺紋的相 对于被紧固部件的接触部的3价铬化学生成覆盖膜被刮掉，露出锌基 镀层，所以，能够依靠锌基镀的比3价铬的化学生成覆盖膜高的摩擦 力，获得与以往的6价铬酸盐处理的螺紋大致同等的高扭矩特性。
本发明的螺紋，根据上述各结构，由于通过紧固螺紋，金属部件和螺紋的接触部的至少一方的3价铬的化学生成覆盖膜被刮掉，锌基 镀层露出，所以，能够依靠锌基镀的比3价铬的化学生成覆盖膜高的 摩擦力，获得与以往的6价铬酸盐处理的螺紋紧固连接结构大致同等 的高扭矩特性。
图l是表示本发明的一实施方式中的螺紋的侧视图。
图2是该螺紋的局部剖视图。
图3是采用了该螺紋的螺紋紧固连接结构的局部剖侧视图。
图4是本次进行了改质的新3价铬的化学生成覆盖膜的螺栓的扭 矩-轴力线图。
图5是以往的一般的3价铬的化学生成覆盖膜的螺栓的扭矩—轴 力线图。
图6是以往的6价铬酸盐处理的螺栓的扭矩-轴力线图。
符号说明 l:螺栓 ll:头部 12:凸缘部 13:座面 14:螺紋 15:轴部 16:镀锌层
17: 3价铬的化学生成覆盖膜 2:螺紋紧固连接结构 20:曲轴带轮
具体实施例方式
(为了实施发明的优选的实施方式)
下面，利用附图，对本发明的一实施方式进行说明。
图1是本发明的一实施方式中的螺紋，即螺栓的侧视图。
图2是 该实施方式中的螺紋的局部剖视图。在图1中，螺栓l为使用于汽车 的发动机的曲轴带轮螺栓，包括头部11;凸缘部12，所述凸缘部 12形成于头部11的下面；轴部15，所述轴部15在凸缘部12的座面 13的中央相对于座面13在垂直方向上延伸并切削有螺紋14。
将图1中的P部放大在图2中表示。如图2所示，在此螺栓l的 (金属的)表面上，通过镀锌处理，形成镀锌层16。这时，镀锌层16 的厚度被设定为通常所需要的适当厚度，以便能充分地确保耐腐蚀性。
在此镀锌层16上，进而通过3价铬的化学生成覆盖膜处理，形成 3价铬的化学生成覆盖膜17。在此3价铬的化学生成覆盖膜处理中， 通过变更以往的一般的3价铬的化学生成覆盖膜处理的处理液及处理 条件，降低处理液的浓度，形成了薄而软的3价铬的化学生成覆盖膜 17。此时，3价铬的化学生成覆盖膜17的实质成分是3价铬，不含有 其它金属化合物。另外，在3价铬的化学生成覆盖膜17的表面上，也 没有附加含有Si02的层或覆盖层。3价铬的化学生成覆盖膜17的膜厚， 是从50nm以上100nm以内的范围选择的，在此被设定为80nm。通 过这样的处理，3价铬的化学生成覆盖膜17，被改质成与以往的6价 铬酸盐覆盖膜同等的特性。即，在6价铬酸盐处理的螺栓中，通过拧 紧螺栓，螺栓与被紧固部件接触，在高轴力侧在螺松的接触部产生高 的面压力，该接触部的6价铬酸盐覆盖膜被刮掉，露出正下面的镀锌 层。镀锌层显示出比6价铬酸盐覆盖膜高10% ~50%的摩擦力，这样， 在镀锌层露出的状态下，螺栓的松弛扭矩显示出比未露出镀锌层的高 10%~50%的扭矩。这样，3价铬的化学生成覆盖膜17被形成得薄而 软，使得通过拧紧螺栓1,螺栓1与被紧固部件接触，能够依靠6价 铬酸盐覆盖膜被刮掉的面压，使得螺栓l的接触部，特别是座面13的 3价铬的化学生成覆盖膜17被刮掉，露出锌基镀层16。
另外，这样的被进行了改质的3价铬的化学生成覆盖膜17，也可 以仅被形成在螺栓1的特别是头部11或凸缘部12的座面13、轴部15
或14的一部分等，螺栓1的相对于被紧固部件的接触部上。在此情况 下，接触部最好选定产生高接触面压的接触部分。
这样做，3价铬的化学生成覆盖膜17具有与以往的6价铬酸盐覆 盖膜同等的硬度特性。如果将此螺栓1紧固在被紧固部件上，则由于 按照与6价铬酸盐处理的螺栓同样的机理，在高轴力侧中，在螺松1 的座面13上产生高的面压，座面13的3价铬的化学生成覆盖膜17被 刮掉，正下面的镀锌层16露出，能够依靠此镀锌层16的比3价铬的 化学生成覆盖膜17高10% ~50%的摩擦力，获得与6价铬酸盐覆盖 膜大致同等的扭矩特性，特别是，能够使螺栓1的松弛扭矩较大地提 高。另外，在以往的一般的3价铬的化学生成覆盖膜处理的螺栓中， 即使发生6价铬酸盐覆盖膜被刮掉的面压，3价铬的化学生成覆盖膜 也不会被刮掉，不会露出镀锌层。如果以彼此相同的轴力进行比较， 则本实施方式的3价铬的化学生成覆盖膜处理的螺栓1的松弛扭矩， 比一般的3价铬的化学生成覆盖膜处理的螺栓高10% ~50%。
图3表示采用了螺栓1的螺紋紧固连接结构。在图3中，此螺紋 紧固连接结构2，是通过依次将曲轴链轮(未图示)和曲轴带轮20安 装在曲轴的轴端(未图示)上，将螺栓1螺合到曲轴的轴端的螺紋孔 上进行紧固而成的。在此情况下，在螺栓1的座面13上产生高的面压， 座面13的3价铬的化学生成覆盖膜17被刮掉，正下面的镀锌层16露 出，能够依靠此镀锌层16的比3价铬的化学生成覆盖膜17高的摩擦 力，获得与6价铬酸盐覆盖膜大致同等的扭矩特性。特别是，螺栓1 的松弛扭矩，能够获得比以往的3价铬的化学生成覆盖膜处理的硬质 螺栓高10% ~50%的扭矩特性。
另外，在此螺紋紧固连接结构2中，进行了改质的3价铬的化学 生成覆盖膜17,也可以仅被形成在螺栓1的特别是头部11或凸缘部 12的座面13、轴部15或螺紋14的一部分等，螺栓1的相对于被紧固 部件的接触部上。在此情况下，接触部最好选定产生高的接触面压的 接触部分。这样做也能够获得与6价铬酸盐覆盖膜大致同等的扭矩特 性。特别是，螺栓l的松弛扭矩，能够获得比以往的3价铬的化学生
成覆盖膜处理的硬质螺栓高10% ~50%的扭矩特性。另外，在此螺紋 紧固连接结构2中，代替螺栓1，也可以在金属部件侧的至少接触部 上同样地进行处理，形成锌基镀层16，并在其上形成3价铬的化学生 成覆盖膜17，这样做也能够起到同样的效果。
另外，在上述实施方式中，作为本发明的螺紋及螺紋紧固连接结 构例示了螺栓，但是，对于螺母或一体地被组装在机械部件上的外螺 紋部件或内螺紋部件，也可以采用同样的结构，起到同样的作用、效 果。
实施例1
将本次进行了改质的3价铬的化学生成覆盖膜处理的螺栓的样品 确认结果表示在图4的新3价铬化学生成覆盖膜的扭矩-轴力线图中。 另外，作为比较例，图5表示以往的一般的3价铬的化学生成覆盖膜 处理的螺栓的扭矩 一轴力线图，图6表示以往的6价铬酸盐处理的螺 栓的扭矩-轴力线图。从这些图4、图5及图6可知，对于本次进行 了改质的3价铬的化学生成覆盖膜处理的螺栓来说，能够获得与以往 的6价铬酸盐处理的螺栓大致同等的扭矩特性，特别是对于在高轴力 中使用、需要高的紧固连接力的螺栓来说，能够达到与6价铬酸盐处 理的螺栓同等的松弛扭矩。另外，像曲轴带轮螺栓那样，在想定了将 发动机暴露于高温(8(TC以上)的环境的热劣化后的耐腐蚀试验中， 确认了本次进行了改质的3价铬的化学生成覆盖膜处理的螺栓具有比 以往的的6价铬酸盐处理的螺栓优异的耐腐蚀性。
本发明是基于附图中表示的优选的实施例进行说明的，但是，如 果很明显作为本领域技术人员能够容易地变更及改变本发明，则这样 的变更部分也是被包含于本发明的范围内的。
权利要求
1.一种螺纹，在表面形成有锌基镀层，在该锌基镀层上形成有不含6价铬的3价铬的化学生成覆盖膜，其特征为，至少螺纹的相对于被紧固部件的接触部的、上述3价铬的化学生成覆盖膜的膜厚被形成得薄，使得通过拧紧螺纹，螺纹和被紧固部件接触，螺纹侧的接触部的上述3价铬的化学生成覆盖膜被刮掉，上述锌基镀层能够露出。
2. 根据权利要求l所迷的螺紋，其特征为，3价铬的化学生成覆 盖膜的膜厚被设定为50nm以上100nm以内。
3. —种螺紋紧固连接结构，是将金属部件之间通过拧紧螺紋进行 紧固连接而成的，其特征为，在上述金属部件和上述螺紋的接触部的至少一方上，形成有锌基 镀层，在该锌基镀层上形成有不含6价铬的3价铬的化学生成覆盖膜， 上述3价铬的化学生成覆盖膜的膜厚被形成得薄，使得通过拧紧螺紋， 上述接触部的上述3价铬的化学生成覆盖膜被刮掉，上述锌基镀层能 够露出。
4. 根据权利要求3所述的螺紋紧固连接结构，其特征为，3价铬 的化学生成覆盖膜的膜厚被设定为50nm以上100nm以内。
全文摘要
一种螺纹及螺纹紧固连接结构。该螺纹为具有与6价铬酸盐处理的螺纹大致同等的扭矩特性的3价铬的化学生成覆盖膜处理的螺纹。为此，在螺栓的表面上，通过镀锌处理，形成镀锌层，在此镀锌层上进而通过3价铬的化学生成覆盖膜处理，形成3价化学生成覆盖膜。此覆盖膜被形成得薄而软，使得通过拧紧螺栓，螺栓的相对于被紧固部件的接触部的3价铬化学生成覆盖膜被刮掉，镀锌层能够露出于表面。
文档编号F16B33/06GK101198799SQ20068002118
公开日2008年6月11日 申请日期2006年6月12日 优先权日2005年6月13日
发明者江川武彦, 泷谷善弘, 浅井铁也, 筑山胜浩 申请人:株式会社佐贺铁工所;本田技研工业株式会社