专利名称：低热膨胀螺丝的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种螺丝，特别涉及一种具有耐热且具有低膨胀系数的低热膨胀螺丝。
背景技术：
请参照图1绘示现有技术的螺丝螺合二相异材质的物件示意图。因应世界精密工业设备及半导体光电产业需求，在许多设备中，均具有通过螺丝10以将陶瓷材料零件I与金属材料零件2锁在一起的部位。然而，机台使用中会产生热量，若连结的螺丝10使用一般金属螺丝，便会因热胀冷缩使陶瓷材料零件I破裂造成机台故障，故此螺丝10目前通常为陶瓷材料螺丝。然而，陶瓷材料螺丝虽具有良好的低热膨胀性质以及生产变异性小。但是，陶瓷材料螺丝在成形上较为困难，因此制造成本相对较高。其次，陶瓷材料螺丝制震能较低、延展性能不佳，故很容易在受到机台运作时 产生的震动，产生碎裂的情形。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于揭露一种具有耐热，且具有较低的热膨胀系数的螺丝。本发明所揭露的低热膨胀系螺丝，其是以低热膨胀合金形成，并包括一柄轴部。柄轴部具有螺纹，螺丝的柄轴部的材质为一铁镍合金，铁镍合金除铁之外的成份与重量百分比包括:镍:33.0 至 36.0wt% ;碳:1.7 至 2.0wt% ;猛:至少 0.4wt% ;娃:1.0 至 2.0wt% ；磷:至少0.4wt% ；以及，银:0.I至9.0wt %。本发明的特点在于，本发明的螺丝受热时可避免过度膨胀而导致所锁固的陶瓷材料部件破裂，而且适用于高温环境及设备。其次，本发明所揭露螺丝的制震能较高、延展性能佳，故不容易受到机台运作时产生的震动而产生碎裂的问题，适用性也较高。而且，也不需要为螺丝锁固的部位以额外设计导热性控制结构，也能提升元件于机台的配置弹性。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1绘示现有技术的螺丝螺合二相异材质的物件示意图；图2绘示本发明揭露的螺丝结构示意图的第一实施例；图3绘示本发明揭露的螺丝结构示意图的第二实施例；图4绘示本发明揭露的螺丝结构示意图的第三实施例；以及图5绘示本发明揭露的螺丝螺合二相异材质的物件示意图。其中，附图标记I陶瓷材料零件2金属材料零件
10，20，30，40 螺丝21，31，41柄轴部22，32，42螺纹23，33，43螺丝头部44柄轴部41的第一端45柄轴部41的第二端46螺丝尖部
具体实施例方式兹配合附图将本发明较佳实施例详细说明如下。首先请参照图2绘示本发明揭露的螺丝结构示意图的第一实施例。此结构均是将具有低热膨胀合金的工件，经由滚制或切割，以在工件外环表面形成螺纹，再将工件经由溶液热处理、淬火、回火与表面处理等热处理作业以完成螺丝的制作。其中，热处理条件为加热到850°C并持温一小时，然后淬水处理，回火处`理条件为回火至350°C并持温二小时，然后炉冷至室温。图2绘示的螺丝20，其为低热膨胀合金所形成。螺丝20具有一柄轴部21。此柄轴部21具有螺纹22，依据设计需求可为外螺纹或内螺纹，于此以外螺纹进行说明。柄轴部21的材质为铁镍合金，此铁镍合金成份与重量百分比包括:镍:33.0至36.0wt % ;碳:1.7至
2.0wt % ;猛:至少 0.4wt % ;娃:1.00 至 2.0Owt % ;憐:至少 0.4wt % ;银:0.I 至 9.0wt %。其余部分为铁以及其他不纯物质含量。其中，wt指重量(weight)。柄轴部21的一端连接于一螺丝头部23，此螺丝头部23的材质可为碳钢、轻合金(如铝合金)、或是与柄轴部21的材质相同，即铁镍合金。其中，当制造者也使用铁镍合金作为螺丝头部23的材质时，可以一体成形的方式以制造此螺丝20。而且，为弹性的调节螺丝20硬度，也可于制造螺丝20的淬火、回火处理后，对螺丝20进行渗碳处理。此外，可对螺纹22部位加以硬式阳极化处理，以于螺纹22部位表面形成一氧化层。或更进一步，于螺纹22部位进行降低磨擦力浸溃处理，如对螺纹22表面碳化、氮化处理，以于氧化层上附加一抗磨擦力镀层。或再更进一步，将螺丝20以聚四氟乙烯(即俗称的铁弗龙)加以浸溃。藉此，除提升螺丝20硬度，也能提升螺丝20的耐磨耗性。另一方面，也可对螺纹22部位只进行抗磨擦力浸溃处理，以形成抗磨擦力镀层，藉此提升螺丝20的耐用性。请参阅图3绘示本发明揭露的螺丝结构示意图的第二实施例。图3绘示的螺丝30具有一柄轴部31，柄轴部31表面具有螺纹32。柄轴部31的材质为第一实施例所述的铁镍
么么
I=1-Wl O柄轴部31的一端连接于一螺丝头部33，此螺丝头部33为六角头。螺丝头部33的材质可为前述的碳钢、轻合金、或是与柄轴部31材质相同的铁镍合金。其中，当铁镍合金作为螺丝头部33的材质时，此螺丝30可以一体成形的方式而被制造。请参阅图4绘示本发明揭露的螺丝结构示意图的第三实施例。图4绘示的螺丝40具有一柄轴部41，柄轴部表面具有螺纹42。柄轴部41的材质为第一实施例所述的铁镍合金。柄轴部41的第一端44连接于一螺丝头部43，第二端45连接于一螺丝尖部46。螺丝40被制造时，螺纹42可被设计延伸至螺丝尖部46，以使整个螺丝40形成一自攻螺钉。螺丝头部43与螺丝尖部46的材质可为前述的碳钢、轻合金、或是与柄轴部材质相同的铁镍合金。其中，当螺丝头部43与螺丝尖部46的材质为铁镍合金时，此螺丝40可以一体成形的方式而被制造。请参阅图5绘示本发明揭露的螺丝螺合二相异材质的物件示意图。前述中的第一实施例至第三实施例，铁镍合金的热膨胀系数会被控制小于或等于4.5xlO-6/°C。于20°C至200°C之间的热膨胀系数几乎相等。以现今精密工 业设备及半导体光电产业需求的许多设备为例，此类设备多半具有需将陶瓷材料零件I与金属材料零件2锁在一起的部位。此例中，以图4绘示的螺丝30为例。通过螺丝30以螺合陶瓷材料零件I与金属材料零件2时，即便机台使用中产生热量，螺丝30也不会有过度的热胀冷缩而使陶瓷材料零件破裂，进而造成机台故障的情形发生。当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种低热膨胀螺丝，该螺丝以低热膨胀合金形成，并包括一柄轴部，该柄轴部具有螺纹，该柄轴部的材质为一铁镍合金，其特征在于，该铁镍合金除铁之外的成份与重量百分比包括:镍:33.0 至 36.0wt% ；碳:1.7 至 2.0wt% ； 猛:至少0.4wt% ；娃:1.0 至 2.0wt % ； 磷:至少0.4wt% ；以及 银:0.1 至 9.0wt % 。
2.根据权利要求1所述的低热膨胀螺丝，其特征在于，该柄轴部的一第一端连接于一螺丝头部，该螺丝头部的材质为该铁镍合金。
3.根据权利要求2所述的低热膨胀螺丝，其特征在于，该螺丝为一体成型。
4.根据权利要求2所述的低热膨胀螺丝，其特征在于，该柄轴部的一第一端连接有一螺丝尖部，且该螺纹延伸至该螺丝尖部。
5.根据权利要求4所述的低热膨胀螺丝，其特征在于，该螺丝尖部的材质为该铁镍合金。
6.根据权利要求1所述的低热膨胀螺丝，其特征在于，该螺丝表面为经由表面渗碳处理。
7.根据权利要求1所述的低热膨胀螺丝，其特征在于，该螺纹部位被加以阳极氧化以具有一氧化层。
8.根据权利要求1或7所述的低热膨胀螺丝，其特征在于，该螺丝被加以抗磨擦力浸溃处理。
9.根据权利要求8所述的低热膨胀螺丝，其特征在于，该螺丝以聚四氟乙烯加以浸溃。
10.根据权利要求1所述的低热膨胀螺丝，其特征在于，该螺纹部位被加以抗磨擦力浸溃处理，以形成一抗磨擦力镀层。
全文摘要
本发明揭露一种低热膨胀螺丝，以低热膨胀合金形成，并包括一柄轴部。柄轴部具有螺纹，螺丝的柄轴部的材质为一铁镍合金，铁镍合金除铁之外的成份与重量百分比包括镍33.0至36.0wt％；碳1.7至2.0wt％；锰至少0.4wt％；硅1.0至2.0wt％；磷至少0.4wt％；以及，铌0.1至9.0wt％。本发明低热膨胀螺丝受热时可避免过度膨胀而导致所锁固的陶瓷材料部件破裂，而且适用于高温环境及设备。其次，本发明低热膨胀螺丝的制震能较高、延展性能佳，故不容易受到机台运作时产生的震动而产生碎裂的问题，适用性也较高。而且，也不需要为螺丝锁固的部位以额外设计导热性控制结构，也能提升元件于机台的配置弹性。
文档编号F16B35/00GK103185058SQ20111046115
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者叶松玮, 康进兴, 施景祥, 谢爵安, 蒋承学 申请人:财团法人金属工业研究发展中心