工業(yè)縫紉車針

    目前的縫紉車針大多實施電鍍處理以防止其生銹.但電鍍會造成材料的氫脆性,并對人體及環(huán)境都有危害.本計畫采用改良式固體粉末滲鉻法取代傳統(tǒng)的鍍鉻法,將車針施以滲鉻處理來改善縫紉車針的耐蝕性,并提升其品質(zhì).首先將縫紉車針置於滲鉻爐中,以各種條件實施滲鉻處理,由滲鉻後車針表層之顯微組織滲鉻層之結(jié)構(gòu),均勻性等探討各滲鉻參數(shù)對車針滲鉻效果的影響.其次將滲鉻車針與電鍍車針比較耐蝕性,硬度,韌性等性質(zhì),以了解滲鉻處理對車針品質(zhì)的提升效益.實驗結(jié)果顯示,縫紉車針經(jīng)滲鉻處理後,其耐蝕性有顯著改善,且隨滲鉻溫度的提高,其耐蝕效果變得更好.經(jīng)由鹽水浸漬試驗及硫酸銅溶液浸漬試驗得知,縫紉車針經(jīng)700℃以上的滲鉻處理後,其耐蝕性不但遠優(yōu)於未處理的針,也優(yōu)於一般電鍍的車針.

    但滲鉻後由於車針中的碳會與鉻形成碳化鉻,而使表層脫碳,硬度降低,此現(xiàn)象尤以針尖附近最為顯著.降低滲鉻溫度或?qū)嵤╊A(yù)滲碳或淬火前先以高周波預(yù)先硬化,均可減緩針尖軟化的現(xiàn)象.實驗證實,若將滲鉻溫度降至690℃,且針尖先以高周波預(yù)先硬化,再經(jīng)適當熱處理,則縫紉車針的硬度與耐蝕性均有不錯的表現(xiàn),可優(yōu)於傳統(tǒng)的電鍍車針.人才培育成果說明:對於參與該計畫的研究生已學(xué)到改良式粉末滲鉻法的原理及操作技巧,并了解滲鉻層之分析方法.而且對於電子微探儀之應(yīng)用及金相試片之制作,顯微組織之觀察,微硬度之測試等亦有進一步的認識與了解.技術(shù)研發(fā)成果說明:

    1.縫紉車針經(jīng)滲鉻處理後,其內(nèi)部的碳會擴散出來與鉻化合而在表面形成碳化鉻被覆層.此被覆層的耐蝕性極佳,因而能有效改善車針的耐蝕性.當滲鉻時間一定時,滲鉻的溫度越高,其所生成的碳化鉻層厚度越厚.在800-900℃滲鉻處理的縫紉車針,其表面所生成的碳化鉻被覆層的均勻性好,沒有缺陷,耐蝕性極佳.底材脫碳情形嚴重,尤其是針尖附近,最為明顯.

    2. 縫紉車針經(jīng)過滲鉻處理後,表面的鉻含量及碳含量均會隨滲鉻溫度提高而提升,因為當滲鉻溫度超過鋼材沃斯田鐵化溫度以上時,滲鉻反應(yīng)會趨向在表面形成碳化鉻被覆層.此層的成分與結(jié)構(gòu)與電鍍車針的鍍鉻層應(yīng)有所不同.

    3.經(jīng)由鹽水及硫酸銅浸漬試驗得知,滲鉻縫紉車針的耐蝕性不但遠優(yōu)於未處理的車針,也優(yōu)於一般的電鍍車針.

    4.提升針尖硬度且兼顧縫紉車針的耐蝕性,需從調(diào)整滲鉻處理的溫度與時間來著手,以兩段式滲鉻(900℃×1小時+650℃×2小時)配合預(yù)滲碳處理來進行滲鉻處理,所得之縫紉車針淬火後的針尖硬度與縫紉車針的耐蝕性均有良好的表現(xiàn).

    5.適當降低滲鉻溫度,并於車針熱處理前針尖先施以高周波局部硬化,可有效避免滲鉻縫紉車針針尖偏軟的現(xiàn)象.例如:在690℃滲鉻且針尖經(jīng)高周波局部硬化的滲鉻成品針,其耐蝕性及硬度皆優(yōu)於一般傳統(tǒng)的電鍍成品針.