TWI771436B - 鋅基合金珠及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種鋅基合金珠，前述鋅基合金珠係由鋁及鎂及剩餘的部分之鋅及不可避免的雜質所構成，相對於前述鋅基合金珠之鋁的含量為0.05至0.20質量%且鎂的含量為0.001至0.20質量%，前述鋅基合金珠的維氏硬度為80至150HV。前述鋅基合金珠可再添加有銅作為微量添加元素，相對於前述鋅基合金珠，前述微量添加元素的添加量可佔0.0002至0.01質量%。
Description
本發明係關於用於噴砂(blast)加工之鋅基合金珠(shot)及其製造方法。
使稱為珠子(shot)之粒子衝擊被加工物而進行工件的表面處理(毛邊去除、倒圓角(倒R角)、面粗度調整、消光加工等)之噴砂加工為長久以來廣為人知之技術。珠子的材質係配合工件的材質及加工目的而選擇。例如，對於以鋁合金或鎂合金或鋅合金構成之壓鑄(die casting)製品進行噴砂加工之情況，係考慮噴磨去除能力及耐粉塵爆炸性而選擇鋅珠。
專利文獻1揭示一種由鋅構成之珠子。此珠子的維氏硬度(Vickers hardness)在40至50HV(按JIS Z2244之規定)，所以噴磨去除能力低。
因此，開發出由鋅合金構成之珠子。例如，專利文獻2揭示一種由鋅-錳所構成之鋅基合金珠。然而，錳為PRTR(污染物釋出及轉移申報)制度的對象，從安全性及環保的觀點來看並不理想。
(專利文獻1)日本特開昭63-312067號公報
(專利文獻2)日本特開2001-162538號公報
有鑑於上述事情，本發明以提供噴磨去除能力高，且壽命長，還可配合工件的性狀及噴磨去除目的而調整噴磨去除能力之創新的鋅基合金珠及其製造方法為課題。
根據本發明，提供以下之鋅基合金珠及其製造方法。
[1]一種鋅基合金珠，前述鋅基合金珠係由鋁及鎂及剩餘的部分之鋅及不可避免的雜質所構成，相對於前述鋅基合金珠之鋁的含量為0.05至0.20質量%且鎂的含量為0.001至0.20質量%，且前述鋅基合金珠的維氏硬度為80至150HV。
[2]一種前述1項記載之鋅基合金珠，其中，前述鋅基合金珠還添加有銅作為微量添加元素，且相對於前述鋅基合金珠，前述微量添加元素的添加量係佔0.0002至0.01質量%。
[3]一種前述1或2項記載之鋅基合金珠，其中，前述鋅基合金珠係為具有0.2至2.0mm的直徑之粒狀體、或為具有(1：0.8)≦(直徑：長度)≦(1：1.3)的比例之圓柱，且前述鋅基合金珠的維氏硬度為80至150HV。
[4]一種前述1或2項記載之鋅基合金珠，其中，前述鋅基合金珠係為粒狀體，且在從投影圖求出的珠的長度方向的長度為a、在與長度方向正交之方向的最大直徑為b之情況，60%以上的珠的a/b係在1.0至1.3之範圍內。
[5]一種鋅基合金珠的製造方法，係前述1至4項中任一項記載之鋅基合金珠的製造方法，包含：量秤作為原料金屬之鋅、鋁、鎂、及視需要而添加之銅的重量之程序；將前述原料金屬加熱到成為熔融金屬之程序；將前述熔融金屬轉移到底部配置有澆注嘴(nozzle)的熔融金屬保持容器之程序；使前述熔融金屬經由前述澆注嘴而滴落到液體的冷卻媒體中之程序；使前述熔融金屬在前述冷卻媒體中凝固而得到粒狀體之程序；將前述凝固成的粒狀體分級成預定的尺寸之程序；以及調整前述分級後的粒狀體的硬度之程序，其中，前述分級之程序係進行將前述凝固的熔融金屬的直徑分級成0.2至2.0mm。
[6]一種鋅基合金珠的製造方法，係前述1至3項中任一項記載之鋅基合金珠的製造方法，包含：取得具有作為原料金屬之鋅、鋁、鎂、及視需要而添加的銅之合金組成之塊狀物之程序；從前述塊狀物得到預定線徑的線(wire)之程序；以及將前述線切斷成預定長度之程序，其中，前述得到線之程序係包含將塊狀物予以軋延並且施予應力之程序。
[7]一種前述6項記載之鋅基合金珠的製造方法，其中，前述將線切斷之程序係將線切斷成(1：0.8)≦(線的直徑：線的長度)≦(1：1.3)。
[8]一種前述6或7項記載之鋅基合金珠的製造方法，其中，前述得到線之程序係將塊狀物加工成線徑在
0.4至2.0mm之線。
根據本發明，就可提供噴磨去除能力高，且壽命長，還可配合工件的性狀及噴磨去除目的而調整噴磨去除能力之鋅基合金珠。另外，使之含有預定量的銅，可提供不僅抑制了工件會發生黑污之情形，而且噴磨去除能力、壽命及拉伸強度也都提高了的鋅基合金珠。
S01至S06、S11至S14‧‧‧程序
第1圖係用來說明本發明之鋅基合金珠的製造方法之一實施形態的流程圖。
第2圖係用來說明本發明之鋅基合金珠的製造方法之另一實施形態的流程圖。
本發明的一個面向，係為鋅基合金珠。鋅基合金珠係由鋁及鎂及剩餘的部分之鋅及不可避免的雜質所構成。而且，相對於鋅基合金珠之鋁的含量為0.05至0.20質量%，鎂的含量為0.001至0.20質量%。另外，鋅基合金珠的維氏硬度為80至150 HV。
本發明的一個面向之鋅基合金珠因為添加有鋁，所以硬度比鋅高，噴磨去除能力高。而且，因為耐衝擊性(韌性)提高了，所以壽命長。另外，因為鋁的價格較便宜，所以可低成本地製造噴磨去除能力高且壽命長之鋅基合金珠。
此外，因為添加有鎂，所以可配合工件的物性及噴磨去除目的而調整鋅基合金珠的噴磨去除能力。
本發明之一實施形態，可在鋅基合金珠中再添加有銅作為微量添加元素。而且，可相對於鋅基合金珠使微量添加元素的添加量佔0.0002至0.01質量%。添加微量的銅，可抑制在進行噴砂加工之際發生黑污的情形。
本發明之另一實施形態係為一種如下述之鋅基合金珠，亦即：前述鋅基合金珠係由鋁、鎂、作為微量添加元素之銅、以及作為剩餘的部分之鋅及不可避免的雜質所構成，相對於前述鋅基合金珠之鋁的含量為0.05至0.20質量%，相對於前述鋅基合金珠之鎂的含量為0.001至0.20質量%，相對於前述鋅基合金珠之銅的含量為0至0.05質量%，前述鋅基合金珠係為具有0.2至2.0mm的直徑之粒狀體、或為具有(1：0.8)≦(直徑：長度)≦(1：1.3)的比例之圓柱，且前述鋅基合金珠的維氏硬度為80至150HV。
本發明之一實施形態係為一種鋅基合金珠的製造方法。此製造方法可包含以下(1)至(7)之程序。
(1)量秤作為原料金屬之鋅、鋁、鎂、及視需要而添加之銅的重量的程序。
(2)將前述原料金屬加熱到成為熔融金屬之程序。
(3)將熔融金屬轉移到底部配置有澆注嘴的熔融金屬保持容器之程序。
(4)使前述熔融金屬經由澆注嘴而滴落到液體的冷卻媒體中之程序。
(5)使前述熔融金屬在冷卻媒體中凝固而得到粒狀體之程序。
(6)將粒狀體分級成預定的尺寸之程序。
(7)調整分級後的粒狀體的硬度之程序。
而且，(6)之程序可為將粒狀體的直徑分級成0.2至2.0mm。
因為含有鋁，所以熔融金屬的流動性會提高。因此，澆注嘴不會被熔融金屬堵住，可良好地滴下。另外，若直徑為0.2至2.0mm的粒狀體，會得到形狀較一致之粒狀體。
本發明之一實施形態係為一種鋅基合金珠的製造方法。此製造方法可包含以下(11)至(13)之程序。
(11)取得具有作為原料金屬之鋅、鋁、鎂、及視需要而添加的銅之合金組成之塊狀物之程序。
(12)從塊狀物得到預定線徑的線(wire)之程序。
(13)將線切斷成預定長度之程序。
而且，得到線之程序可包含將塊狀物予以軋延並且施予應力之程序。
因為含有鋁，所以合金的韌性會提高。因而，在將塊狀物予以軋延將之加工成線狀之際，不會在加工途中破掉斷掉。另外，藉由在對塊狀物進行軋延之際對線施加應力，可使機械性的性質提高。
本發明之一實施形態，得到線之程序可為將塊狀物加工成線徑為
0.4至2.0mm之線，將線切斷之程序可為將線切成(1：0.8)≦(線的直徑：線的長度)≦(1：1.3)、或(1：0.8)≦(線的直徑：線的長度)≦(1：1.2)。若線的直徑在
0.4mm以上，就可得到具有噴砂加工所需的機械性的強度之線。若在
2.0mm以下，則即使在對例如鋁壓鑄製品等較柔軟的工件進行噴砂加工之情況，也不會對工件造成必要程度以上的損傷。另外，將線切成使得切成段後的線的直徑與長度之比在該範圍內，可進行修整(finishing)品質較少參差之噴砂加工。
參照附圖來說明本發明之鋅基合金珠及其製造方法之一實施形態。不過，本發明並不限定於此一實施形態，而是可在均等的範圍內做適當的變化。在以下的說明中，表示合金組成之「%」若沒有特別註明都是表示「質量%」。
在一實施形態之鋅基合金珠中，係含有鋁。鋁會與鋅產生相乘效果因而鋅基合金的維氏硬度及耐衝擊性(韌性)會提高。鋁的含量過少會得不到添加之效果，過多則會因為鋁的物性的影響太強而使鋅基合金的耐衝擊性有降低之傾向。在一實施形態中，鋁的含量(以全體量100%為基準，以下皆同)係在0.05至0.20%，也可在0.06至0.19%，亦可在0.09至0.14%或在0.10至0.13%。
在一實施形態之鋅基合金珠中，還含有鎂。以添加鎂的方式，會在受到應力時促進再結晶化。亦即，可在製造程序中藉由施加應力來調整鋅基合金珠的硬度，所以可得到具有配合噴砂加工的目的之噴磨去除能力之鋅基合金珠。不過，一旦添加過多的鎂，鋅基合金珠的耐衝擊性就會降低、或會產生製造上的不良問題，所以鎂的含量係在0.001至0.20%，也可在0.001至0.120%或在0.002 至0.010%。
銅係為為了使鋅基合金珠的耐蝕性提高而添加之元素。耐蝕性提高，就可在使用此鋅基合金珠進行噴砂加工之際抑制工件表面發黑之情形。不過，一旦添加過多的銅就會使得鋅基合金珠的耐衝擊性降低，所以添加量以微量為佳。在一實施形態中，銅的添加量(以全體量100%為基準，以下皆同)係在0至0.05%，也可在0.0001至0.01%或在0.0002至0.01%，亦可在0.0002至0.005%。
銅也有使鋅基合金珠的維氏硬度及耐衝擊性提高之效果。微量地添加銅，不僅會產生前述之抑制工件發黑之效果，還有使鋅基合金珠的噴磨去除能力及壽命更加提高之效果。
鋅基合金珠對於由鋁合金或鎂合金或鋅合金所構成之壓鑄製品等硬度較低的工件也會使用。鋅基合金珠的硬度過低則對於工件之噴磨去除能力會不足，硬度過高則會影響工件表面的式樣設計性。考慮到工件的物性及噴磨去除目的，鋅基合金珠的維氏硬度係在80至150HV，亦可在80至100HV。可調整鋁的含量或銅的添加量來使其硬度在上述範圍內。
一實施形態之鋅基合金珠係由鋅及鋁及鎂、或鋅及鋁及鎂及微量的銅所構成，但也可含有其他不可避免的雜質。不過，當不可避免的雜質的含量高則耐衝擊性會變低，會導致壽命降低。因此，不可避免的雜質的合計含量最好儘可能地少。
因此，鋅基合金珠中，尤以相對於鋅基合金珠之鋁的含量為0.06至0.19%，相對於鋅基合金珠之鎂的含量為0.001至0.120%，相對於鋅基合金珠之銅的含量為0.0001至0.01%，且鋅基合金珠的維氏硬度為80至100HV之鋅基合金珠為佳。
而且，尤以相對於鋅基合金珠之鋁的含量為0.09至0.14%或0.10至0.13%，相對於鋅基合金珠之鎂的含量為0.002至0.010%，相對於鋅基合金珠之銅的含量為0.0002至0.005%，且鋅基合金珠的維氏硬度為80至100HV之鋅基合金珠為更佳。
接著，針對一實施形態之鋅基合金珠的製造方法，參照第1圖而進行以下之說明。
量秤作為原料的金屬的重量。例如，作為鋁的原料(基體金屬)，可舉出的例子有：JISH2102之鋁基體金屬特一級(99.90%以上)及JISH2111(或ICS77.120.10)之精製鋁基體金屬特殊(99.995%以上)、一級(99.990%以上)、二級(99.95%以上)，作為銅的原料(基體金屬)，可舉出的例子有：JISH2121之電解銅基體金屬(99.96%以上)。
另外，在作為基體元素之鋅的原料(基體金屬)方面，並沒有特別的限定，可使用JISH2107(或ISO725：1981)所規定之各等級品。考慮到珠的品質安定性，可使用JISH2107之普通鋅基體金屬(99.97%以上)、最純鋅基體金屬(99.995%以上)、特種鋅基體金屬(99.99%以上)等高純度的鋅基體金屬。
將量秤過重量之金屬投入坩堝後，對坩堝進行加熱(例如約600℃)。藉由加熱使金屬熔融，成為具有鋅-鋁-鎂或鋅-鋁-鎂-銅的組成之熔融金屬。
將熔融金屬投入熔融金屬保持容器。熔融金屬保持容器具備有加熱手段，可在鋅基合金珠製造時，保持熔融金屬的溫度使之不會冷卻到低於必要的溫度。此時之熔融金屬保持溫度係依合金組成及生產規模而異，但可在500至600℃之範圍進行適當的設定。
在熔融金屬保持容器的底部設有熔融金屬滴下用的澆注嘴(nozzle)，在該澆注嘴的下方配置有盛裝了冷卻媒體之冷卻槽。冷卻媒體係為液體，可為水或油等。
使熔融金屬保持容器內的熔融金屬會從澆注嘴滴下。在從澆注嘴到到達冷卻媒體之期間，受到表面張力的影響而球體化。到達冷卻媒體，與冷卻媒體接觸之熔融金屬會急速冷卻而在呈現球形的狀態下直接固化。
冷卻媒體會因為與熔融金屬接觸而升溫，成為妨礙該熔融金屬的急速冷卻之原因。因此，利用冷卻手段將冷卻媒體保持在設定溫度。此設定冷卻溫度舉例來說：在冷卻媒體為水之情況，通常可設定在60℃以下，設定在30至40℃之範圍內亦可。
鋅基合金的粒狀體會堆積在冷卻媒體的底部。將該粒狀體回收並以乾燥機使之乾燥後，以分級機進行分級而得到鋅基合金的球狀粒子。分級係配合鋅基合金珠的使用目的而以成為預定的粒徑的方式來進行。
此處，熔融金屬從澆注嘴滴下時，熔融金屬的液滴的形狀並不是完全的球形，而是在落下方向拉伸歪斜之球形乃至於橢圓形。因此，得到的粒狀體，亦即珠的顆粒的形狀係為略為歪斜的球狀、旋轉橢圓體狀、或邊角為圓形之圓柱狀。在從如此的珠的投影圖求出的珠的長度方向的長度為a、在與長度方向正交之方向的最大直徑為b之情況，60%以上的珠的a/b最好在1.0至1.3之範圍內，在1.0至1.2之範圍內更好。如此的珠接近真球，形狀的參差較小，所以會得到較均勻的噴磨去除效果。粒狀體的直徑在0.2至2.0mm之範圍內，經過後述的硬度調整程序S06而得到之鋅基合金珠的a/b之值在1.0至1.3 或1.0至1.2之珠的比率會較多，所以可進行讓粒徑在此範圍內之分級。
使用噴砂機將分級後的球狀粒子在預定條件下(預定速度(例如40至80m/s)、預定距離(例如100至1200mm)等，重複向靶材(例如高錳鋼材)噴射預定次數或預定時間(例如1至200小時)。球狀粒子劇烈衝擊靶材，會塑性變形使得差排密度(dislocation density)變高，所以硬度會變硬。球狀粒子的硬度係隨著噴射次數或噴射時間之多寡而變化，所以控制該等條件可得到具有預定的硬度之鋅基合金珠。只要是本技術領域的業者，都可藉由適當地調整上述條件而得到希望的硬度之鋅基合金珠。
因此，鋅基合金珠中，尤以相對於鋅基合金珠之鋁的含量為0.06至0.19%，相對於鋅基合金珠之鎂的含量為0.001至0.120%，相對於鋅基合金珠之銅的含量為0.0001至0.01質量%，鋅基合金珠為具有0.2至2.0mm的直徑之粒狀體，在從投影圖求出的珠的長度方向的長度為a、在與長度方向正交之方向的最大直徑為b之情況，60%以上的珠的a/b在1.0至1.3之範圍內，且鋅基合金珠的維氏硬度在80至100HV之鋅基合金珠為佳。
而且，尤以相對於鋅基合金珠之鋁的含量為0.09至0.14%或0.10至0.13%，相對於鋅基合金珠之鎂的含量為0.001至0.120%，相對於鋅基合金珠之銅的含量為0.0002至0.005%，鋅基合金珠為具有0.2至2.0mm的直徑之粒狀體，在從投影圖求出的珠的長度方向的長度為a、在與長度方向正交之方向的最大直徑為b之情況，60%以上的珠的a/b在1.0至1.2之範圍內，且鋅基合金珠的維氏硬度在80至100 HV之鋅基合金珠為更佳。
鋅基合金珠的製造方法並不限於上述的方法。針對別的形態的製造方法之例，參照第2圖而進行以下之說明。
從作為原料之金屬產製出具有鋅-鋁-鎂或鋅-鋁-鎂-銅的組成之塊狀物。例如，可用熔煉方式從作為原料之金屬產製出稱為坯塊(billet)之圓柱形狀的塊狀物。
本實施形態係從坯塊來製造出線。將坯塊插入複數個模具(dies)，抽拉該坯塊來使坯塊因為塑性變形而小徑化到想要的線徑而製造出線。本實施形態的坯塊因為含有鋁，所以與模具的滑動性很良好。因此，可防止在製造線之際中途發生線斷裂或產生微裂縫之情形。
另外，添加銅作為微量添加元素，會使鋅基合金的拉伸強度提高。如此，可更加防止在製造線之際中途發生線斷裂或產生微裂縫之情形。
藉由鋁及銅之添加可使由鋅基合金構成之坯塊良好地通過模具，所以鋅基合金可因為塑性變形及與模具之摩擦而受到應力之施加。結果，就可使要求珠要有的機械性的性質(例如韌性)提高。另外，由於鋅基合金中含有鎂，所以可藉由該應力之施加使維氏硬度增大。例如，可藉由變更坯塊的抽拉速度或模具的口徑及個數，來調整機械性的性質及維氏硬度。
使線的線徑變細的方式雖然會施加應力於鋅基合金使其機械性的性質提高，但若使之細到必要的程度以上則會使之因為此加工而受到損傷。另外，若線徑太粗則在對於未接受充分的應力的施加、或硬度較低的工件進行噴砂之情況，工件的表面會受到損傷。基於以上的論點，可使線的直徑在
0.4至2.0mm之範圍內。
將得到的線沿著其長度方向串聯地切斷成預定的長度，得到粒狀物。當此粒狀物的長度與直徑之差大，就會使得噴砂加工後的工件的修整品質發生參差不齊的情形。考慮到此點，可用滿足(1：0.8)≦(線的直徑：線的長度) ≦(1：1.3)之方式將線切成段、亦可用滿足(1：0.8)≦(線的直徑：線的長度)≦(1：1.2)之方式將線切斷。
得到的粒狀物為圓柱形狀，所以會有角部。此角部會在噴砂加工時造成工件損傷，因此可預先將該粒狀物噴向牆壁等將其角部磨圓。此程序亦可依工件的物性或噴砂加工的目的而予以省略。
因此，鋅基合金珠中，尤以相對於鋅基合金珠之鋁的含量為0.06至0.19%，相對於鋅基合金珠之鎂的含量為0.001至0.120%，相對於鋅基合金珠之銅的含量為0.0001至0.01質量%，鋅基合金珠為具有(1：0.83)≦(直徑：長度)≦(1：1.25)的比例之圓柱，在從投影圖求出的珠的長度方向的長度為a、在與長度方向正交之方向的最大直徑為b之情況，60%以上的珠的a/b在1.0至1.3之範圍內，且鋅基合金珠的維氏硬度在80至100HV之鋅基合金珠為佳。
而且，尤以相對於鋅基合金珠之鋁的含量為0.09至0.14%或0.10至0.13%，相對於鋅基合金珠之鎂的含量為0.001至0.120%， 相對於鋅基合金珠之銅的含量為0.0002至0.005%，鋅基合金珠為具有(1：0.83)≦(直徑：長度)≦(1：1.25)的比例之圓柱，在從投影圖求出的珠的長度方向的長度為a、在與長度方向正交之方向的最大直徑為b之情況，60%以上的珠的a/b在1.0至1.2之範圍內，且鋅基合金珠的維氏硬度在80至100HV之鋅基合金珠為更佳。
接著，說明對於一實施形態之鋅基合金珠進行評價所得到的結果。
從按照後述的表1所示的比率秤過重量之鋁、鎂及銅、與鋅基體金屬，以前述的程序S01至S06(A類型)或程序S11至S14(B類型)製造出鋅基合金珠。
A類型：以上述的製造方法之程序S01至S06製造，且分級成平均粒徑為0.8mm且前述的a/b在1.0至1.3之鋅基合金珠。
B類型：以程序S11至S14製造，且使線的直徑為0.8mm之鋅基合金珠。
針對此等鋅基合金珠進行以下的評價試驗。
將鋅基合金珠100kg投入噴砂機(DZB型：新東工業株式會社製)，對於作為工件之鋁合金製壓鑄部件(表面硬度：100HV)進行噴砂加工，進行性能的評價。鋅基合金珠的噴射速度為53m/s。
評價項目有「消耗量」、「毛邊去除能力」及「修整品質」，以如下述方式進行。
此係對應於壽命乃至於韌性(耐衝擊性)之評價。以使用鋅基合金珠進行8小時的噴砂加工因而變為細粉而損耗掉的量作為「珠消耗量」而以下述基準進行評價。
◎：0.06kg/(h‧HP)以下
○：0.06kg/(h‧HP)至0.08kg/(h‧HP)
△：0.08kg/(h‧HP)至0.10kg/(h‧HP)
×：0.10kg/(h‧HP)以上
此係對應於噴磨去除能力乃至於噴砂能力之評價。量測可將毛邊完全去除所需的噴砂加工時間，用以下的基準進行評價。毛邊之去除係以目視進行評價。
◎：以30秒的噴砂加工時間將毛邊去除
○：以60秒的噴砂加工時間將毛邊去除
△：以90秒的噴砂加工時間將毛邊去除
×：以90秒的噴砂加工時間也未將毛邊去除
觀察噴砂加工後的工件表面，用以下的基準進行評價(以目視進行評價)。
◎：發出銀白色光澤
○：略為發黑
△：發黑
將各個評價結果顯示於表1。表中「直徑-長度比」係表示在B類型的鋅基合金珠中切斷後之線的「線的直徑：線的長度」。
實施例8與實施例7的組成相同，但卻變更了前述的硬度調整程序S06中之噴射時間因而得到不同的硬度結果。由此可知A類型之鋅基合金珠可藉由硬度調整程序S06而調整硬度。
兩種類型的鋅基合金珠都一樣，鋁的添加量在0.05至2.0%且鎂的添加量在0.01至0.20%的範圍內之實施例1至16，不管在什麼條件都有△以上之評價。另外，在微量添加有在0.0002至0.01%的範圍內的銅之情況也一樣，不管在什麼條件都有△以上之評價。此處，△評價雖然比○評價差，但在實用上並沒有問題，意謂著藉由使噴射條件(噴射速度及粒徑等)最佳化就可得到○以上的評價。由此可知，在實施例1至16，消耗量的評價都是良好的。
鋁的添加量過多之比較例3、鎂的添加量過多之比較例5、及銅的添加量過多之比較例6，評價都為×。三者的情況可想成是因為添加了過多的鋁、鎂、銅，導致耐衝擊性惡化了之緣故。
兩種類型的鋅基合金珠都一樣，鋁的添加量在0.05至2.0%且鎂的添加量在0.001至0.20%的範圍內之實施例1至16，可看出鋁及鎂的添加量變多的話評價就降低之傾向，但不管在什麼條件都有△以上之評價。另外，在微量添加有在0.0002至0.01%的範圍內的銅之情況也一樣，不管在什麼條件都有△以上之評價。此處，△評價雖然比○評價差，但在實用上並沒有問題，意謂著藉由使噴射條件(噴射速度及粒徑等)最佳化就可得到○以上的評價。由此可知，在實施例1至16，毛邊去除能力的評價都是良好的。
沒有添加鋁之比較例1及添加量過少之比較例2，評價為×。此可想成是因為維氏硬度比工件低之緣故。
沒有添加鎂之比較例4，評價為×。此可想成是因為在製造程序中之鋅基合金珠的硬度提升效果不充分因而維氏硬度比工件低之緣故。
直徑-長度比過小或過大之比較例7、8，評價都為×。其原因可想成是鋅基合金珠對於工件的衝擊會有參差不齊的情形導致毛邊去除能力降低了之緣故。
兩種類型的鋅基合金珠都一樣，在微量添加有在0.0002至0.01%的範圍內的銅之實施例5至8及13至16，不管在什麼條件都有◎之評價，表示微量地添加銅會使得修整品質提高。
另外，在未添加銅之實施例1至4及9至12，其評價為△或○，連同比較例1的結果一起來看的話，可知添加鋁也可看到修整品質之改善。此可想成是因為毛邊去除能力提高了使得到噴砂加工完成為止的時間縮短了，所以工件曝露在鋅基合金珠的噴流下的機會減少了之緣故。
一實施形態之鋅基合金珠適用於以例如鋁壓鑄製品及鋁鑄造製品等之非鐵金屬部件的毛邊及毛刺的去除、鑄造品的清砂、燒黏住的塗模劑或脫模劑的去除、氧化膜或流痕的去除、封孔處理等為目的之噴砂。
S01至S06‧‧‧程序
Claims (8)
- 一種鋅基合金珠，係由鋁及鎂及剩餘的部分之鋅及不可避免的雜質所構成，其中，相對於前述鋅基合金珠之鋁的含量為0.05至0.20質量%且鎂的含量為0.001至0.20質量%，且前述鋅基合金珠的維氏硬度為80至150 HV。
- 如申請專利範圍第1項所述之鋅基合金珠，其中，前述鋅基合金珠還添加有銅作為微量添加元素，且相對於前述鋅基合金珠，前述微量添加元素的添加量係佔0.0002至0.01質量%。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之鋅基合金珠，其中，前述鋅基合金珠係為具有0.2至2.0mm的直徑之粒狀體、或為具有(1：0.8)≦(直徑：長度)≦(1：1.3)的比例之圓柱，且前述鋅基合金珠的維氏硬度為80至150 HV。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之鋅基合金珠，其中，前述鋅基合金珠係為粒狀體，且在從投影圖求出的珠的長度方向的長度為a、在與長度方向正交之方向的最大直徑為b之情況，60%以上的珠的a/b係在1.0至1.3之範圍內。
- 一種鋅基合金珠的製造方法，係申請專利範圍第1至4項中任一項所述之鋅基合金珠的製造方法，包含：量秤作為原料金屬之鋅、鋁、鎂、及視需要而添加之銅的重量之程序； 將前述原料金屬加熱到成為熔融金屬之程序；將前述熔融金屬轉移到底部配置有澆注嘴的熔融金屬保持容器之程序；使前述熔融金屬經由前述澆注嘴而滴落到液體的冷卻媒體中之程序；使前述熔融金屬在前述冷卻媒體中凝固而得到粒狀體之程序；將前述凝固成的粒狀體分級成預定的尺寸之程序；以及調整前述分級後的粒狀體的硬度之程序，其中，前述分級之程序係進行將前述凝固的熔融金屬的直徑分級成0.2至2.0mm。
- 一種鋅基合金珠的製造方法，係申請專利範圍第1至3項中任一項所述之鋅基合金珠的製造方法，包含：取得具有作為原料金屬之鋅、鋁、鎂、及視需要而添加的銅之合金組成之塊狀物之程序；從前述塊狀物得到預定線徑的線之程序；以及將前述線切斷成預定長度之程序，其中，前述得到線之程序係包含將塊狀物予以軋延並且施予應力之程序。
- 如申請專利範圍第6項所述之鋅基合金珠的製造方法，其中，前述將線切斷之程序係將線切斷成(1：0.8)≦(線的直徑：線的長度)≦(1：1.3)。
- 如申請專利範圍第6或7項所述之鋅基合金珠的製造方法，其中，前述得到線之程序係將塊狀物加工成線徑成為0.4至2.0mm。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPH04310372A (ja) * | 1991-04-05 | 1992-11-02 | Nippon Steel Corp | カットワイヤ用ワイヤの製造方法 |
| CN1943998A (zh) * | 2005-10-08 | 2007-04-11 | 谢智庆 | 头部具轴向调整的工具 |
| JP2009226535A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Lianyungang Beautech Metal Abrasive Co Ltd | 亜鉛合金ショット |
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Family Cites Families (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPH0625361B2 (ja) * | 1986-05-26 | 1994-04-06 | 住友金属工業株式会社 | ブラスト用材料 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04310372A (ja) * | 1991-04-05 | 1992-11-02 | Nippon Steel Corp | カットワイヤ用ワイヤの製造方法 |
| CN1943998A (zh) * | 2005-10-08 | 2007-04-11 | 谢智庆 | 头部具轴向调整的工具 |
| JP2009226535A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Lianyungang Beautech Metal Abrasive Co Ltd | 亜鉛合金ショット |
| TW201125987A (en) * | 2009-10-30 | 2011-08-01 | Sintokogio Ltd | Zinc-based alloy shots |
| CN103225027A (zh) * | 2013-04-02 | 2013-07-31 | 戴国水 | 一种锌合金 |
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