安全别针

背景

一根盘绕的钢丝，一端削尖，另一端带有挡板，现代安全别针是一种可以追溯到 1825 年左右的纽约市的装置。一位负债的发明家沃尔特·亨特（Walter Hunt）寻求一种偿还方式15 美元的债务。他设计了一种用于固定衣服的“安全别针”，可以保护手指免受锋利的影响。他于 1849 年为该设计申请了专利，并以 400 美元的价格出售了他的想法。从那时起，设计几乎保持不变。然而，其最常见的材料钢的制造已经大大改进，用于形成销的机械化工艺也得到了极大的改进。 1864 年，E.J.曼维尔发明了一种自动四张幻灯片机器，这是今天使用的机器的先驱。

尽管当前的设计是现代设计，但安全别针是一种古老的紧固件。在埃及的墓葬中发现了盘绕的青铜大头针，上面装饰着金子，长几英寸。希腊人和罗马人称它们为腓骨 （拉丁文为胸针），有的用来系衣服，有的则主要是常用的。公元前七世纪<小> , 精心装饰的腓骨通常沿着接盘有成排的狮子或狮身人面像，要么雕刻成浮雕，要么焊接起来。这一时期的伊朗别针形状像人手，并饰有两只头尾相连的狮子，而 8 世纪的伊特鲁里亚腓骨则饰有鸭子。随着罗马帝国的扩张，腓骨在整个古代世界被广泛使用。在中世纪，该设计恢复为类似于直销的设计。这些是用木扦为平民制作的，或用骨头、象牙、银、金或黄铜制作的，供富贵阶层使用。在 15 世纪，别针是用拉丝制成的，这种工艺在现代安全别针的制造中仍然存在。今天，安全别针的最大用户是零售缝纫概念市场，而最大的商业用户是洗衣和清洁行业。

原材料

安全销中最常用的金属是弹簧钢、黄铜和不锈钢。大多数没有临界强度要求的紧固件由弹簧钢制成，一种铁的合金 碳含量高（超过 0.5%）。通过改变添加到铁中的碳的比例，弹簧钢可以具有高拉伸强度和弹性，使其能够弯曲并恢复到原来的形状。

黄铜是大约三分之二的铜和三分之一 锌的合金。 这种金属比弹簧钢更贵，可以抛光至高光泽。它是非磁性的，很容易成型。黄铜的强度足以满足大多数安全销应用。

比黄铜贵，不锈钢是一种合金，包括铬和镍（有时用锰代替镍）。考虑到腐蚀、温度和强度，不锈钢具有镜面般的光洁度。然而，对于某些安全销应用，使用了一种低碳不锈钢——铁素体，其成本低于不锈钢。

其他原材料包括各种涂料和镀层。最普遍的 弹簧钢销上的饰面是铬，然后是最后的蜡涂层。如果销钉要长时间处于潮湿环境或一块布上，则可以使用其他处理方法来防止钢腐蚀产生污渍。其中一种方法是在销上涂上化学铬酸盐，特别是在弹簧钢安全销上。对于黄铜安全别针，使用镍涂层，因为它们可以抵抗某些化学物质并在很长一段时间内保持吸引力。主要用于装饰目的的黄铜别针更昂贵的处理方法是镀金。通过在酸浴中翻转针脚，去除黄铜的顶层，露出闪亮的金色表面。

制造
过程

安全别针的现代制造是完全自动化的。已经开发出专门的机器来执行多个步骤，取代许多工人并提高制造过程的效率。一个工厂一天可以生产超过 300 万个安全别针，一年将近 10 亿个。只有两家美国公司生产安全别针，但国外有更多公司。

制作电线

• 1 钢丝由生铁提炼而成，这是炼铁的早期阶段。此时的矿石仍含有许多杂质，包括碳，这使铁非常脆。在转炉（高温炉）中，氧气被高速泵入熔融生铁中以烧尽碳。然后通过称为连续铸造的方法将钢水制成板坯。将金属倒入模具中。水射流冷却金属，同时矫直辊 将团块形成称为坯料的条。然后在酸中酸洗以去除氧化皮，通过辊筒，热处理，然后缓慢冷却，这一过程称为退火。然后将冷金属通过几个尺寸减小的模具拉制成线。在此阶段，金属会经历频繁的退火以防止变脆。当它穿过越来越窄的模具时，线材会达到正确的规格（厚度）。

剪断电线

• 2 在销工厂，将高碳弹簧钢丝卷装入线轴并送入轧辊矫直机。这台机器将电线拉直并切割成正确的长度，从一英寸到一英尺长。大多数切割机都可以进行调整以适应各种直径的线材。

成型

• 3 切割的线材由传送带或推车运送到磨床。线片由料斗进料并压在砂轮上。电线的一端接地到一点。金属件也在研磨机中被抛光，并从锥形边缘去除刻痕和毛刺。
• 4 成型过程是由四滑块机器完成的，它允许在四个方向上进行一系列运动。该机器是定制工具以形成安全销。金属丝销通过料斗送入机器，然后在链条上被拾取。然后将它们盘绕在心轴或纺锤上。未锐化的一端弯曲成一个钩子，可以固定盖子。
• 5 同时，钢板从另一侧送入机器。金属片被冲压在模具上，产生形状奇特的碎片，这些碎片将形成甜甜圈形状的帽子。
• 6 冲压操作将二维模切钢片制成三维盖。
• 7 在机器内部，锋利的、有钩的和盘绕的电线与盖子相遇。然后将帽压在电线的钩端周围。此时，安全销完全成型，扣环闭合。
• 8 购买安全别针尖头打开即用的用户，成本较高。链条末端的机械装置打开销钉，并且由于销钉嵌套和缠结在一起，因此必须小批量完成精加工。

整理和包装

• 9 销钉装入穿孔塑料篮中。如果需要电镀，钢销一般是镀铬的，而黄铜销是镀镍的。在电镀中，形成的针被放置在涂层溶液的罐中。罐带电，迫使溶液中的化学物质粘附在细层中的针脚上。电镀针由旋转槽摇动，以确保镀层均匀。
• 10 针用水冲洗干净，然后放入另一个罐中，在那里用化学浴对它们进行最后抛光。
• 11 销钉在清洁剂溶液中清洗并打蜡。
• 12 然后包装成型和完成的引脚。每箱 10 毛是标准散装或工业包装。大多数消费者购买零售塑料袋或泡罩包装的安全别针。

未来

虽然在 20 世纪引入了更现代的紧固件，如魔术贴，但它们并没有取代安全别针。它的简单性和实用性似乎保证了它进入下个世纪的未来。在工业化程度较低的国家，安全别针仍有很大的市场。例如，在印度，别针和缝纫针世代相传，由母亲传给女儿。在这样的经济环境中，人们不容易获得替代紧固件，而且我们许多人认为的商品非常有价值。