专利名称：封孔处理剂、紧固件、螺栓及其制造方法
技术领域：
本发明涉及形成有防锈用喷镀膜的螺栓用的封孔处理剂，以及例如形成有基于日本エ业标准JIS H 8300 2005 “锌 铝以及它们的合金的喷镀”(亚铅 ァルミニゥム及び それらの合金の溶射)中规定的以防止钢铁腐蚀为目的而实施的锌 铝以及它们的合金的喷镀膜的铝、锌铝合金、铝镁合金等的防锈用喷镀膜的被紧固体的紧固中使用的紧固件、螺栓及其制造方法。
背景技术：
作为道路桥梁的钢梁等钢结构物的腐蚀对策，在エ厂中通过在钢结构物的表面上喷镀高耐腐蚀性合金来形成高耐腐蚀性膜。而且，这种钢结构物在其结构上，有必要进行现场连接，现场中大多使用拼接板，通过高强螺栓(HTB)及螺母来连接。但是这种高强螺栓及螺母本身未形成如钢结构物主体那样的高耐腐蚀性膜，因此与钢结构物主体相比，高强螺栓及螺母的耐用年数短，有必要根据高强螺栓及螺母的耐用年数来进行维护。因此，与钢结构物的表面同样地，优选在高强螺栓及螺母上形成高耐腐蚀性膜。例如专利文献1中公开了在螺栓主体的螺纹部或全体上设置有由钼、铬、钨等金属或合金形成的10 150 μ m厚的喷镀层的螺栓。此外，专利文献2中公开了在受压螺纹面上通过高速火焰喷镀方法附着粒径为IOym以下的硬质粒子而得到的螺栓。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本特开平3-41207号公报[专利文献2]日本特开2004-176901号公报
发明内容
为了以与形成有高耐腐蚀性膜的钢结构物主体相同的耐用年数使用高强螺栓及螺母，认为不仅如专利文献1、2中记载那样，有必要在高强螺栓的螺纹部形成高耐腐蚀性喷镀膜，而且有必要在高强螺栓及螺母的全体上形成高耐腐蚀性喷镀膜。但是，实际上若尝试使用通过喷镀全体形成了高耐腐蚀性膜的高强螺栓及螺母来紧固钢结构物，则即使以规定的紧固扭矩紧固也得不到所要求的轴力。本发明所要解决的课题是，在以规定的紧固扭矩将形成有防锈用喷镀膜的螺栓紧固吋，可以得到所要求的轴力。本发明的封孔处理剂，为至少在螺纹部形成有防锈用喷镀膜的螺栓用的封孔处理剂，其中，含有1 10质量％的蜡。若通过本发明的封孔处理剂对至少在螺纹部形成有防锈用喷镀膜的螺栓进行封孔处理，则蜡与封孔处理剂一起固定在螺栓的螺纹部。根据该螺栓， 固定在螺纹部的蜡降低了与螺母之间的摩擦，因此在以规定的紧固扭矩紧固时可以得到所要求的轴力。而且，封孔处理剂中含有的蜡小于1质量％吋，与螺母的摩擦降低作用不充分，以规定的紧固扭矩紧固吋，不能得到所要求的轴力。此外，在对含有螺栓的施工物以美观等目的实施涂装吋，优选为含有1 5质量％的蜡的封孔处理剂。实施涂装吋，若封孔处理剂中含有的蜡超过5质量％，则封孔处理剂与涂装的密合性能降低。另ー方面，即使不实施涂装，也优选为10质量％以下，若超过10质量％，则由于蜡的含量过多，对螺栓的螺纹部的固定カ减弱，蜡在紧固时剥落。其中，本发明的封孔处理剂的主要成分优选为树脂类封孔剂。作为树脂类封孔剂， 可以使用环氧类树脂、酚类树脂、硅氧烷类树脂、乙烯基树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧酚类树脂、聚酰胺树脂、环氧三聚氰胺树脂等。本发明人对于通过形成有防锈用喷镀膜的螺栓及螺母来将形成有防锈用喷镀膜的被紧固体紧固进行了精心研究，结果发现，将被紧固体的防锈用喷镀膜面与螺栓及螺母的防锈用喷镀膜面之间配合来紧固吋，在其滑动面上由于烧结，柔软的防锈用喷镀膜之间一体化，不能进行进ー步紧固，从而构成本发明。此外，本发明的紧固件，为在形成有防锈用喷镀膜的被紧固体的紧固中使用的紧固件，其中，包括螺栓，该螺栓在包括头部和螺纹部的全部表面上形成有防锈用喷镀膜、至少对螺纹部通过含有1 10质量％的蜡的封孔处理剂进行了封孔处理；和螺母，该螺母为夹着被紧固体而紧固在螺栓的螺纹部的螺母，在除了内螺纹部与被紧固体侧的接触面之外的全部表面上形成有防锈用喷镀膜。利用以往的在全体上形成有防锈用喷镀膜的紧固件吋，在将被紧固体的防锈用喷镀膜面与螺栓及螺母的防锈用喷镀膜面之间配合来紧固吋，在其滑动面中由于烧结，柔软的防锈用喷镀膜之间一体化，不能进行进ー步紧固，而利用本发明的紧固件吋，在螺母的内螺纹部和被紧固体侧的接触面上未形成防锈用喷镀膜，因此在螺母的紧固时的螺母与被紧固体的滑动面以及螺母的内螺纹部与螺栓的螺纹部的滑动面中，仅在一方的表面上存在防锈用喷镀膜。因此，在螺母的紧固吋，防锈用喷镀膜不会如上所述在滑动面中一体化。而且，蜡与封孔处理剂一起固定在该螺栓的螺纹部，降低了与螺母之间的摩擦，可以以规定的紧固扭矩紧固至最后。此外，通过本发明的紧固件进行紧固后，在螺母的未形成防锈用喷镀膜的内螺纹部与被紧固体侧的接触面中，各自的对面侧的防锈用喷镀膜密合而一体化，因此通过该防锈用喷镀膜进行保护。其中，优选螺母的防锈用喷镀膜，通过电弧喷镀法形成；螺栓的防锈用喷镀膜，通过气体喷镀法或等离子体喷镀法形成。通过电弧喷镀法形成的防锈用喷镀膜，与通过气体喷镀法或等离子体喷镀法形成的防锈用喷镀膜相比，表面粗糙度大，密合力高，因此适用于通过冲击式扳手等旋转的螺母，由此可以防止防锈用喷镀膜的剥离。另ー方面，通过气体喷镀法或等离子体喷镀法形成的防锈用喷镀膜，由于表面粗糙度小，通过适用于螺栓，形成在螺栓的螺纹部的防锈用喷镀膜的表面光滑，易将螺母紧固。(1)若通过含有1 10质量％的蜡的封孔处理剂，对至少在螺纹部形成有防锈用喷镀膜的螺栓进行封孔处理，则蜡与封孔处理剂一起固定在螺栓的螺纹部，固定在螺纹部的蜡降低了与螺母之间的摩擦，因此在以规定的紧固扭矩紧固吋，可以得到所要求的轴力。(2)根据包括夹着被紧固体而紧固在螺栓的螺纹部的、在除了内螺纹部与被紧固体侧的接触面之外的全部表面上形成有防锈用喷镀膜、至少对螺纹部通过含有1 10质量％的蜡的封孔处理剂进行了封孔处理的螺母的紧固件，在螺母的紧固时，防锈用喷镀膜不会在滑动面中一体化。此外，蜡与封孔处理剂一起固定在该螺栓的螺纹部，降低了与螺母之间的摩擦，可以以规定的紧固扭矩固定至最后，因此在以规定的紧固扭矩紧固时可以得到所要求的轴力。(3)螺母的防锈用喷镀膜通过电弧喷镀法形成，螺栓的防锈用喷镀膜通过气体喷镀法或等离子体喷镀法形成，由此可以防止利用冲击式扳手等旋转螺母时的防锈用喷镀膜的剥离，同吋，形成在螺栓的螺纹部的防锈用喷镀膜的表面光滑，易将螺母紧固。
图1为表示本发明的实施方式中的紧固件的侧视图。图2为表示分解图1的紧固件的状态的侧视图。图3为表示图1的紧固件的防锈用喷镀膜形成面的说明图。图4为表示通过混入有1. 0质量％的石蜡的丙烯酸硅氧烷树脂进行了封孔处理的螺栓的紧固扭矩值和所得到的轴カ的測定结果的图。图5为表示通过混入有2. 0质量％的石蜡的丙烯酸硅氧烷树脂进行了封孔处理的螺栓的紧固扭矩值和所得到的轴カ的測定结果的图。图6为表示通过混入有3. 0质量％的石蜡的丙烯酸硅氧烷树脂进行了封孔处理的螺栓的紧固扭矩值和所得到的轴カ的測定结果的图。图7为表示通过混入有5. 0质量％的石蜡的丙烯酸硅氧烷树脂进行了封孔处理的螺栓的紧固扭矩值和所得到的轴カ的測定结果的图。图8为表示通过混入有10. 0质量％的石蜡的硅氧烷清漆进行了封孔处理的螺栓的紧固扭矩值和所得到的轴カ的測定结果的图。图9为根据石蜡的混合率和封孔剂的不同对螺栓的紧固扭矩值和所得到的轴カ 进行比较的图。
具体实施例方式图1为表示本发明的实施方式中的紧固件的侧视图，图2为表示分解图1的紧固件的状态的侧视图，图3为将图1的紧固件分解而表示防锈用喷镀膜形成面的说明图。如图1和图2所示，本发明的实施方式中的紧固件，用于将作为被紧固体100的钢结构物101通过拼接板102、103连接，由用于将钢结构物101、拼接板102、103共紧固的螺栓1、螺母2、垫圈3、4构成。在钢结构物101和拼接板102、103的表面以及用于插入螺栓1 的各螺栓孔101a、102a、103a上，如图3所示，在全部表面上形成Al-Mg合金的防锈用喷镀膜 101b、102b、103b。螺栓1为插入到钢结构物101和拼接板102、103的螺栓孔101a、102a、103a中的六角螺栓。螺栓1如图3所示，在含有头部la、中间部Ib和螺纹部Ic的全部表面上形成有 Al-Mg合金的防锈用喷镀膜10。该螺栓1的防锈用喷镀膜10通过气体喷镀法或等离子体喷镀法形成。此外，对于螺栓1，在形成防锈用喷镀膜10后，通过以树脂类封孔剂作为主要成分、含有1 10质量％的蜡的封孔处理剂进行封孔处理。蜡的添加量根据树脂类封孔剂的种类、制品等设定在1 10质量％的范围内。本实施方式中，使用石蜡作为蜡。而且，作为蜡，除了动物类、植物类之外，还可以使用石油类的石蜡、微晶蜡，矿物类的褐煤蜡、天然地蜡，合成蜡类的费托蜡、聚乙烯蜡，油脂类合成蜡、氢化蜡。而且，封孔处理剂，对含有螺栓的施工物以美观等目的实施涂装吋，使用含有1 5质量％的蜡的封孔处理剂。例如涂布相对于作为树脂类封孔剂的丙烯酸硅氧烷树脂添加 1 5质量％的石蜡而成的封孔处理剂，干燥后，通过聚氨酯树脂涂料实施涂装。石蜡的添加，例如通过将树脂类封孔剂用稀释剂稀释后，添加石蜡，放入开水烫并缓慢搅拌混合来进行。另ー方面，未实施涂装时，涂布相对于作为树脂类封孔剂的硅氧烷清漆添加8 10质量％的石蜡的封孔处理剂。而且，作为树脂类封孔剂，可以使用环氧类树脂、酚类树脂、 硅氧烷类树脂、乙烯基树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧酚类树脂、聚酰胺树脂、环氧三聚氰胺树脂等。螺母2为夹着钢结构物101和拼接板102、103而紧固在螺栓1的螺纹部Ic上的带座的六角螺母。螺母2具有直径比六角两面宽度小的支承面2b。螺母2如图3所示，在除了内螺纹部加和钢结构物101侧的接触面的支承面2b之外的全部表面上形成Al-Mg合金的防锈用喷镀膜20。该螺母2的防锈用喷镀膜20通过电弧喷镀法来形成。垫圈3配置在螺栓1的头部Ia与被紧固体100之间，垫圈4配置在螺母2与被紧固体100之间。垫圈3如图3所示，在包括被紧固体100侧的接触面3a和螺栓孔北的内表面的全部表面上形成Al-Mg合金的防锈用喷镀膜30。垫圈4在包括螺栓孔4b的内表面、 除了被紧固体100侧的接触面如之外的全部表面上形成Al-Mg合金的防锈用喷镀膜40。 垫圈3、4的防锈用喷镀膜30、40通过电弧喷镀法形成。利用上述结构的紧固件吋，由于在螺母2的内螺纹部加和被紧固体100侧的接触面的支承面2b上未形成防锈用喷镀膜20，在螺母2的紧固时的螺母2与垫圈4的滑动面以及螺母2的内螺纹部加与螺栓1的螺纹部Ic的滑动面中，防锈用喷镀膜10、40仅存在于一方的表面上。因此，在螺母2的紧固吋，该滑动面中，螺母2的防锈用喷镀膜20与螺栓1 及垫圈4的防锈用喷镀膜10、40不会一体化。此外，利用本实施方式中的紧固件吋，配置在螺母2与被紧固体100之间的垫圈4， 在螺母2的紧固时形成垫圈4与被紧固体100的滑动面的被紧固体100侧的接触面如上未形成防锈用喷镀膜40，在该滑动面中，仅在一方的表面上存在防锈用喷镀膜10北。因此， 在螺母2的紧固吋，在该滑动面中，垫圈4的防锈用喷镀膜40与被紧固体100的防锈用喷镀膜10 不会一体化。S卩，利用该紧固件吋，在螺母2的紧固时的滑动面中，螺母2的防锈用喷镀膜20与螺母1及垫圈4的防锈用喷镀膜10、40不会一体化，垫圈4的防锈用喷镀膜40与被紧固体 100的防锈用喷镀膜10 不会一体化，因此可以以规定的紧固扭矩紧固至最后。所以，利用该紧固件吋，在以规定的紧固扭矩紧固时可以得到所要求的轴力。此外，利用该紧固件吋，对螺栓1的螺纹部Ic通过含有1 10质量％的石蜡的封孔处理剂进行封孔处理，同时将作为封孔处理剂的主要成分的树脂类封孔剂和1 10质量％的石蜡固定在螺栓1的螺纹部Ic的防锈用喷镀膜10的表面上。因此，相对于该螺栓1 的螺纹部Ic紧固螺母2吋，降低螺栓1与螺母2的摩擦，在以规定的紧固扭矩紧固时可以得到所要求的轴力。而且，利用本实施方式中的紧固件吋，配置在螺栓1的头部Ia与被紧固体100之间的垫圈3，在被紧固体100侧的接触面3a上也形成防锈用喷镀膜30，但是由于在通常的被紧固体100的紧固吋，将螺栓1的头部Ia固定，旋转螺母2侧进行紧固，因此该接触面3a 未形成滑动面，所以不存在问题。而且，垫圈3也可以与垫圈4同样地为除了接触面3a之外形成防锈用喷镀膜30的结构。而且，通过该紧固件进行紧固后，在外面露出的表面全部被防锈用喷镀膜10、20、 30、40、101b、102b、10;3b保护。此外，在螺母2的未形成防锈用喷镀膜20的内螺纹部加和支承面2b上，各自的对面侧的防锈用喷镀膜40密合而一体化，因此通过该防锈用喷镀膜40 进行保护。进ー步地，在垫圈4的未形成防锈用喷镀膜40的被紧固体100侧的接触面如上，对面侧的防锈用喷镀膜10 密合而一体化，因此通过这些防锈用喷镀膜10 进行保护。此外，利用本实施方式中的紧固件吋，对于螺母2，通过形成表面粗糙度大、密合力高的涂膜的电弧喷镀法形成防锈用喷镀膜20，对于螺栓1，通过形成表面粗糙度小的涂膜的气体喷镀法或等离子体喷镀法形成防锈用喷镀膜10，因此即使利用冲击式扳手等旋转螺母2，也可以防止螺母2的六角的角部的防锈用喷镀膜20的剥离。另ー方面，通过气体喷镀法或等离子体喷镀法形成在螺栓1的螺纹部Ic上的防锈用喷镀膜10的表面光滑，因此易紧固螺母2。而且，本实施方式中的紧固件通过螺栓1、螺母2以及垫圈3、4构成，但是也可以省略垫圈3、4中的任意一方或两方。此时同样地在螺母2的紧固时的螺母2与被紧固体100 的滑动面以及螺母2的内螺纹部加与螺栓1的螺纹部Ic的滑动面中，防锈用喷镀膜10、40 仅存在于一方的表面上。因此，在螺母2的紧固吋，在该滑动面中，螺母2的防锈用喷镀膜 20与螺栓1的防锈用喷镀膜10不会一体化，与上述同样地可以以规定的紧固扭矩紧固至最后，在以规定的紧固扭矩紧固时可以得到所要求的轴力。而且，即使垫圈4的接触面如与防锈用喷镀膜10 —体化，螺母2与垫圈4不会一体化即可，因此即使在垫圈4的接触面 4a上形成防锈用喷镀膜40，也不存在问题。此外，本实施方式中的紧固件，与被紧固体100同样地通过Al-Mg合金形成防锈用喷镀膜10、20、30、40，但是根据被紧固体100的防锈用喷镀膜材料，还可以通过锌、铝或它们的合金形成。实施例1轴カ确认试验通过上述实施方式中的紧固件进行轴カ确认试验。试验如下进行，使用通过相对于树脂类封孔剂改变石蜡的混入率而得到的封孔处理剂进行了封孔处理的螺栓，测定紧固扭矩值和轴力，由此进行上述试验。图4 图7分別表示通过混入有石蜡1. 0质量％、2. 0 质量％、3.0质量％、5.0质量％的丙烯酸硅氧烷树脂(ハィポンAZシーラー日本ぺィン
卜株式会社制)进行了封孔处理的螺栓的紧固扭矩值和所得到的轴カ的測定結果。图8表示通过混入有10. 0质量％的石蜡的硅氧烷清漆进行了封孔处理的螺栓的紧固扭矩值和所得到的轴カ的測定結果。如图4 图8所示，使用通过混入有石蜡的封孔处理剂进行了处理的螺栓时，通过以规定的扭矩值进行2次紧固，就可以达成目标轴力。此外，图9为由图4 图8的结果 (平均值)根据石蜡的混合率和封孔剂的不同对螺栓的紧固扭矩值和所得到的轴カ进行比较的图。如图9所示，即使使用不同的封孔剂吋，通过改变石蜡的混合率，也可以利用规定的2次紧固扭矩来达成目标轴力。实施例2涂膜与封孔处理剂的密合性试验进行分別改变蜡的含量的封孔处理剂与涂膜的密合性试验。试验通过JIS K5600-5-6(涂料一般试验方法第5部涂膜的机械的性质、第6节付着性(网格试验法)) 进行。对试验体实施喷镀厚度为100 μ m的Al-Mg合金喷镀，以160g/m2涂布分別添加有1. 0质量％、2. 0质量％、5. 0质量％、10. 0质量％、15. 0质量％的蜡的丙烯酸硅氧烷树脂 (ハィボンAZシーラー日本ペィント株式会社制)，干燥后，以140g/m2重涂聚氨酯树脂涂料(ハィボンAZシーラー仕上げ剂日本ぺィント株式会社制)，完全干燥后，进行网格法的试验。网格法试验中，通过切刀以Imm平行间隔形成纵横各6根的切痕，通过胶带进行拉伸试验。結果，利用添加有1. 0质量％、2. 0质量％和5. 0质量％的蜡的封孔处理剂时，任意 ー个格子的网格都未剥离，分类为0。利用添加有10. 0质量％的蜡的封孔处理剂时，在切痕的交叉部产生小的剥离，分类为1。利用添加有15. 0质量％的蜡的封孔处理剂时，交叉点的剥离增加，分类为2。因此，实施涂装吋，确认蜡的添加量优选为1.0质量％ 5.0质量％。エ业实用性本发明的紧固件作为形成有防锈用喷镀膜的被紧固体的紧固中使用的紧固件是有用的。附图标记说明1 螺栓Ia 头部Ib中间部Ic螺纹部2 螺母2a内螺纹部2b支承面3、4 垫圈3a、4a 接触面3b、4b 螺栓孔10、20、30、40防锈用喷镀膜100被紧固体101钢结构物102、103 拼接板101a、102a、103a 螺栓孔101b、102b、10 防锈用喷镀膜
权利要求
1.ー种封孔处理剂，该封孔处理剂为至少在螺纹部形成有防锈用喷镀膜的螺栓用的封孔处理剂，其中，含有1 10质量％的蜡。
2.如权利要求1所述的封孔处理剂，其中，主要成分为树脂类封孔剂。
3.如权利要求1或2所述的封孔处理剂，其中，所述蜡为石蜡。
4.一种紧固件，该紧固件为在形成有防锈用喷镀膜的被紧固体的紧固中使用的紧固件，其中，该紧固件包括螺栓，该螺栓在包括头部和螺纹部的全部表面上形成有防锈用喷镀膜、至少对所述螺纹部通过含有1 10质量％的蜡的封孔处理剂进行了封孔处理；和螺母，该螺母为夹着所述被紧固体而紧固在所述螺栓的螺纹部的螺母，在除了内螺纹部与所述被紧固体侧的接触面之外的全部表面上形成有防锈用喷镀膜。
5.如权利要求4所述的紧固件，其特征在干，所述螺母的防锈用喷镀膜通过电弧喷镀法形成，所述螺栓的防锈用喷镀膜通过气体喷镀法或等离子体喷镀法形成。
6.一种螺栓，该螺栓至少在螺纹部形成有防锈用喷镀膜，通过含有1 10质量％的蜡的封孔处理剂进行了封孔处理。
7.一种螺栓的制造方法，该制造方法包括至少在螺纹部形成防锈用喷镀膜，通过含有 1 10质量％的蜡的封孔处理剂进行封孔处理。
全文摘要
在以规定的紧固扭矩将形成有防锈用喷镀膜的螺栓紧固时，可以得到所要求的轴力。本发明提供一种紧固件，其为在形成有防锈用喷镀膜(101b，102b，103b)的被紧固体(100)的紧固中使用的紧固件，包括螺栓(1)、螺母(2)以及垫圈(3，4)，所述螺栓(1)在包括头部(1a)和螺纹部(1c)的全部表面上形成有防锈用喷镀膜(10)、至少对螺纹部通过含有1～10质量％的蜡的封孔处理剂进行了封孔处理；所述螺母(2)为夹着被紧固体(100)而紧固在螺栓(1)的螺纹部(1c)的螺母，在除螺纹部(1c)与被紧固体(100)侧的接触面(支承面(2b))之外的全部表面上形成有防锈用喷镀膜(20)；所述垫圈(3，4)为配置在螺栓(1)的头部(1a)或螺母(2)与被紧固体(100)之间的垫圈，在除了被紧固体(100)侧的接触面(3a，4a)之外的全部表面上形成有防锈用喷镀膜(30，40)。
文档编号F16B33/06GK102559140SQ20111039370
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月1日 优先权日2010年12月1日
发明者山田康利, 山田谦一, 村山康雄, 杦本正信 申请人:山田金属防蚀株式会社, 株式会社富士工程, 西日本高速道路株式会社