[发明专利]螺钉和制造方法

说明书

本发明涉及一种螺钉(10)，螺钉包括杆(20)，该杆具有第一杆区段(12)、第二杆区段(14)和连接第一杆区段(12)与第二杆区段(14)的焊缝(50)，其中，第一杆区段(12)由具有第一碳浓度和第一材料硬度的第一钢构成以及第二杆区段(14)由具有第二碳浓度和第二材料硬度的第二钢构成，其中，第二碳浓度高于第一碳浓度，并且其中，焊缝(50)比第一杆区段(12)具有更大的材料硬度，其特征在于，从焊缝(50)的内部核心(52)至焊缝(50)的表面(54)，焊缝(50)的材料硬度减小。

技术领域

本发明涉及一种螺钉以及一种用于制造螺钉的方法。

背景技术

根据应用领域，对螺钉的要求是多种多样的。如果螺钉应使用在受腐蚀的环境中，通常使用含碳量少的不锈钢作为材料。如果螺钉应具有高的材料硬度，尤其在其螺纹的区域中或其可能构造成钻头的尖端的区域中应具有高的材料硬度，则通常使用富含碳的钢作为材料，这种钢例如借助加热被硬化。为了实现在螺钉的部分区域中具有抗腐蚀性并且在螺钉的另一部分区域中具有高的材料硬度，已知在形成焊缝的情况下将第一杆区段和第二杆区段彼此焊接。对此，两个杆区段由具有不同碳浓度的钢构成。使用已知的焊接方法，例如电阻焊、压焊或射线焊接。对此，由于在焊接过程期间两个接合副以熔体混合，形成具有高材料硬度的焊缝。

之后，在由此形成的杆的表面上制造螺纹，这通常借助滚压工具或其他的成型工具。此外通常通过加热使富含碳的杆区段硬化。为了将成型工具的磨损保持得很低，通常在成型螺纹之后发生硬化。此外已知的是，螺钉在成型螺纹之前经受热退火，以便尽可能地降低焊缝的硬度以及受焊接热影响并因此可能同样硬化的紧接焊缝的杆区域的硬度。

发明内容

本发明的目的是提供一种经改进的螺钉以及一种用于制造螺钉的经改进的方法。

在具有杆的螺钉中，其中，杆具有第一杆区段、第二杆区段和连接第一杆区段与第二杆区段的焊缝，其中，第一杆区段由具有第一碳浓度和第一材料硬度的第一钢构成，第二杆区段由具有第二碳浓度和第二材料硬度的第二钢构成，其中，第二碳浓度高于第一碳浓度，并且其中，焊缝比第一杆区段具有更大的材料硬度，该目的通过以下方式实现，从焊缝的内部核心(Kern)至焊缝的表面，焊缝的材料硬度减小。由此，使杆的材料仅在其表面上变形的滚压工具或其他成型工具仅经受很小的磨损。

在本发明中材料硬度理解为在测试力为0.3kp时的维氏硬度(HV)(作为HV0.3给出)。

一个有利的实施方式的特征在于，从焊缝的内部核心直至焊缝的表面，焊缝的材料硬度连续减小。一个可替代的实施方式的特征在于，从焊缝的内部核心至焊缝的表面，焊缝的材料硬度突变地减小。

一个有利的实施方式的特征在于，杆具有椭圆形的横截面。优选地，杆具有圆形的横截面。

一个有利的实施方式的特征在于，杆在焊缝处具有螺纹。优选地，螺纹是自切螺纹或自攻螺纹。优选地，螺纹延伸直至第一杆区段和/或第二杆区段上。

一个有利的实施方式的特征在于，第一杆区段包括螺钉驱动部和/或螺钉头。另一有利的实施方式的特征在于，第二杆区段包括螺钉尖端、尤其钻头。

在用于制造螺钉的方法中，其中，在形成焊缝的情况下使第一杆区段与第二杆区段彼此焊接，其中，第一杆区段由具有第一碳浓度的第一钢构成，第二杆区段由具有第二碳浓度的第二钢构成，其中，第二碳浓度高于第一碳浓度，该目的通过以下方式实现，焊缝具有从焊缝的内部核心至焊缝的表面减小的碳浓度。由于降低了在焊缝的表面上的碳浓度而确保，在焊接过程期间焊缝在表面上的材料硬度保持得较小，从而使杆的材料仅在其表面上变形的滚压工具或其他成型工具仅经受很小的磨损。

该方法的一个有利的实施方式的特征是，从焊缝的内部核心直至焊缝的表面，焊缝的碳浓度持续减小。一个可替代的实施方式的特征在于，从焊缝的内部核心至焊缝的表面，焊缝的碳浓度突变地减小。