CN101487487B - 一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺 - Google Patents

一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺，它依序包括有调质处理工序、拉拔工序、冷镦螺纹坯径/杆部/六角头工序、滚丝工序、稳定化处理工序、表面处理工序、喷丸强化或头部圆角滚压强化工序和探伤工序，在所述的调质处理工序中，将线材强度控制为最终成品强度的85％～65％；在所述的拉拔工序中，拉拔变形量控制为15％～40％；在所述的稳定化处理工序中，加热温度为250℃～300℃，保温2～2.5小时，出炉空冷。本发明的有益效果是适应了机械行业，特别是汽车工业的发展，解决了长螺栓在淬火处理中变形的问题，以及进一步提高实际使用过程的抗松弛能力，并可进一步提高螺栓的强度级别到1300MPa级以上。

Description

一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺 
技术领域
本发明涉及一种高强度螺栓的制造工艺，尤其是一种抗应力松弛的高强度螺栓的制造工艺。 
背景技术
高强度螺栓是机械行业使用最为广泛的紧固件，国内目前8.8级以上高强度螺栓大多采用中碳钢或中碳钢合金钢(如35钢、40Cr35Cr、35CrMo、42CrMo、42CrMoVNb等)生产，高强度螺栓的制造工艺，依序主要包括有拉拔工序、冷镦螺纹坯径/杆部/六角头工序、滚丝工序、调质处理工序、表面处理工序和探伤工序，其中为保证其强度的最主要工艺是调质处理，既淬火+高温回火处理。采用这种工艺的主要问题是，长螺栓在淬火处理中的变形难以克服，以及在实际使用过程中易产生应力松弛现象。因此，需对传统的高强度螺栓制造工艺如成形、热处理等工艺研究优化，以解决长螺栓在淬火处理中变形的问题，以及进一步提高实际使用过程的抗松弛能力。 
发明内容
本发明的目的在于为了解决现有技术的上述缺陷而提供一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺。 
本发明的目的通过以下技术方案来实现： 
一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺，它依序包括有调质处理工序、拉拔工序、冷镦螺纹坯径/杆部/六角头工序、滚丝工序、稳定化处理工序、表面处理工序、喷丸强化或头部圆角滚压强化工序和探伤工序，在所述的调质处理工序中，将线材强度控制为最终成品强度的85％～65％；在所述的拉拔工序中，拉拔变形量控制为15％～40％；在所述的稳定化处理工序中，加热温度为250℃～300℃，保温2～2.5小时，出炉空冷；在所述的表面处理工序中，采用磷化处理或镀锌处理。
本发明的目的还可以通过以下技术解决措施来进一步实现： 
前述一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺，在所述的喷丸强化或头部圆角滚压强化工序中，再采用喷丸工序与头部圆角滚压工序形成复合强化工序。 
前述一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺，在所述的表面处理工序中，采用磷化处理或镀锌处理替换为：DACROMET处理、GEOMET处理或ZINTEK处理。 
前述一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺，在所述的调质处理工序中，线材强度控制为最终成品强度的75％；在所述的在所述的拉拔工序中，拉拔变形量控制为20％；在所述的稳定化处理工序中，加热温度为250℃，保温2小时，出炉空冷；在所述的表面处理工序中，采用磷化处理或镀锌处理。 
前述一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺，在所述的调质处理工序中，线材强度控制为最终成品强度的70％；在所述的在所述的拉拔工序中，拉拔变形量控制为25％；在所述的稳定化处理工序中，加热温度为280℃，保温2.5小时，出炉空冷；在所述的表面处理工序中，采用磷化处理或镀锌处理；在喷丸强化或头部圆角滚压强化工序中，再采用喷丸工序与头部圆角滚压工序形成复合强化工序。 
前述一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺，在所述的调质处理工序中，线材强度控制为最终成品强度的78％；在所述的在所述的拉拔工序中，拉拔变形量控制为18％；在所述的稳定化处理工序中，加热温度为300℃，保温2.5小时，出炉空冷；在所述的表面处理工序中，采用磷化处理或镀锌处理。 
前述一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺，在所述的调质处理工序中，线材强度控制为最终成品强度的68％；在所述的在所述的拉拔工序中，拉拔变形量控制为30％；在所述的稳定化处理工序中，加热温度为300℃，保温2.5小时，出炉空冷；在所述的表面处理工序中，采用磷化处理或镀锌处理。 
前述一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺，在所述的调质处理工序中，线材强度控制为最终成品强度的72％；在所述的在所述的拉拔工序中，拉拔变形量控制为22％；在所述的稳定化处理工序中，加热温度为300℃，保温2.5小时，出炉空冷；在所述的表面处理工序中，采用磷化处理或镀锌处理。 
本发明的有益效果是适应了机械行业，特别是汽车工业的发展，这种抗应力松弛的高强度螺栓可全面达到GB3098.1中规定的10.9级、12.9级高强度螺栓的所有性能指标，且具有更高的抗应力松弛性能，解决了长螺栓在淬火处理中变形的问题，以及进一步提高实际使用过程的抗松弛能力，并可进一步提高螺栓的强度级别到1300MPa级以上。 
具体实施方式
实施例一 
在本发明的实际工作中，它依序包括有调质处理工序、拉拔工序、冷镦螺纹坯径/杆部/六角头工序、滚丝工序、稳定化处理工序、表面处理工序、喷丸强化或头部圆角滚压强化工序和探伤工序，对规定材质的线材进行常规调质处理，控制其强度为最终成品强度的75％，对10.9级螺栓，控制线材抗拉强度为750MPa；对12.9级螺栓，控制线 材抗拉强度为900MPa。对上述经过调质处理的线材进行拉拔及冷镦螺纹坯径(螺栓杆部或六角头部)，其杆部拉拔变形量(即减面率)控制为20％，通过其形变强化来提高和保证其强度。然后进行滚丝和稳定化处理，稳定化处理可以消除内应力，稳定组织结构和力学性能，其加热温度为250℃，保温2小时，出炉空冷。表面处理工序，采用磷化处理或镀锌处理。 
本实施例中，10.9级螺栓其Rm＝978MPa，Rp0.2＝950MPa；12.9级螺栓其Rm＝1210MPa，Rp0.2＝1098MPa。 
实施例二 
在本发明的实际应用中，它依序包括有调质处理工序、拉拔工序、冷镦螺纹坯径/杆部/六角头工序、滚丝工序、稳定化处理工序、表面处理工序、喷丸强化或头部圆角滚压强化工序和探伤工序，对规定材质的线材进行常规调质处理，控制其强度为最终成品强度的70％，对10.9级螺栓，控制线材抗拉强度为700MPa；对12.9级螺栓，控制线材抗拉强度为840MPa。对上述经过调质处理的线材进行拉拔及冷镦螺纹坯径(冷镦螺栓杆部或六角头部)，其杆部减面率控制为25％。然后进行滚丝和稳定化处理，稳定化处理的加热温度为280℃，保温2.5小时，出炉空冷。表面处理工序，采用磷化处理或镀锌处理。在喷丸强化或头部圆角滚压强化工序中，再采用喷丸工序与头部圆角滚压工序形成复合强化工序。 
本实施例的10.9级螺栓Rm＝1000MPa，Rp0.2＝950MPa；本实施例的12.9级螺栓其Rm＝1250MPa，Rp0.2＝1180MPa。 
实施例三 
在本发明的实际应用中，它依序包括有调质处理工序、拉拔工序、冷镦螺纹坯径/杆部/六角头工序、滚丝工序、稳定化处理工序、表面 处理工序、喷丸强化或头部圆角滚压强化工序和探伤工序，对规定材质的线材进行常规调质处理，控制其强度为最终成品强度的78％，对10.9级螺栓，控制线材抗拉强度为780MPa；对12.9级螺栓，控制线材抗拉强度为936MPa。对上述经过调质处理的线材进行拉拔及冷镦螺纹坯径(冷镦螺栓杆部或六角头部)，其杆部减面率控制为18％。然后进行滚丝和稳定化处理，稳定化处理的加热温度为300℃，保温2.5小时，出炉空冷。表面处理工序，采用磷化处理或镀锌处理。 
本实施例的10.9级螺栓其Rm＝950MPa，Rp0.2＝905MPa；本实施例的12.9级螺栓Rm＝1210MPa，Rp0.2＝1150MPa。 
实施例四 
在本发明的实际应用中，它依序包括有调质处理工序、拉拔工序、冷镦螺纹坯径/杆部/六角头工序、滚丝工序、稳定化处理工序、表面处理工序、喷丸强化或头部圆角滚压强化工序和探伤工序，对规定材质的线材进行常规调质处理，控制其强度为最终成品强度的68％，对10.9级螺栓，控制线材抗拉强度为680MPa；对12.9级螺栓，控制线材抗拉强度为816MPa。对上述经过调质处理的线材进行拉拔及冷镦螺纹坯径(冷镦螺栓杆部或六角头部)，其杆部减面率控制为30％。然后进行滚丝和稳定化处理，稳定化处理的加热温度为300℃，保温2.5小时，出炉空冷。表面处理工序，采用磷化处理或镀锌处理。 
本实施例的10.9级螺栓其Rm＝920MPa，Rp0.2＝875MPa；本实施例的12.9级螺栓其Rm＝1180MPa，Rp0.2＝1120Mpa。 
实施例五 
在本发明的实际应用中，它依序包括有调质处理工序、拉拔工序、冷镦螺纹坯径/杆部/六角头工序、滚丝工序、稳定化处理工序、表面处理工序、喷丸强化或头部圆角滚压强化工序和探伤工序，对规定材 质的线材进行常规调质处理，控制其强度为最终成品强度的72％，对10.9级螺栓，控制线材抗拉强度为720MPa；对12.9级螺栓，控制线材抗拉强度为864MPa。对上述经过调质处理的线材进行拉拔及冷镦螺纹坯径(冷镦螺栓杆部或六角头部)，其杆部减面率控制为22％。然后进行滚丝和稳定化处理，稳定化处理的加热温度为300℃，保温2.5小时，出炉空冷。表面处理工序，采用磷化处理或镀锌处理。 
本实施例的10.9级螺栓其Rm＝890MPa，Rp0.2＝845MPa；本实施例的12.9级螺栓其Rm＝1150MPa，Rp0.2＝1090Mpa。 
本发明的表面处理工序还可以采用DACROMET(达克罗)处理、GEOMET(交美特)处理、ZINTEK(锌美特)处理或DELTA PROTECT处理，当采用上述表面处理工序时，可以不需要进行稳定化处理工序。 
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺，它依序包括有调质处理工序、拉拔工序、冷镦螺纹坯径/杆部/六角头工序、滚丝工序、稳定化处理工序、表面处理工序、喷丸强化或头部圆角滚压强化工序和探伤工序；在所述调质处理工序中，线材强度控制为最终成品强度的85％～65％；其特征在于：在所述的拉拔工序中，拉拔变形量控制为15％～40％；在所述的稳定化处理工序中，加热温度为250℃～300℃，保温2～2.5小时，出炉空冷；在所述的表面处理工序中，采用磷化处理或镀锌处理。
2.根据权利要求1所述一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺，其特征在于：在所述的喷丸强化或头部圆角滚压强化工序中，再采用喷丸工序与头部圆角滚压工序形成复合强化工序。
3.根据权利要求1所述一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺，其特征在于：在所述的表面处理工序中，采用磷化处理或镀锌处理替换为：DACROMET处理、GEOMET处理或ZINTEK处理。
4.根据权利要求1所述一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺，其特征在于：在所述的调质处理工序中，线材强度控制为最终成品强度的75％；在所述的拉拔工序中，拉拔变形量控制为20％；在所述的稳定化处理工序中，加热温度为250℃，保温2小时，出炉空冷。
5.根据权利要求1所述一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺，其特征在于：在所述的调质处理工序中，线材强度控制为最终成品强度的70％；在所述的拉拔工序中，拉拔变形量控制为25％；在所述的稳定化处理工序中，加热温度为280℃，保温2.5小时，出炉空冷；在喷丸强化或头部圆角滚压强化工序中，再采用喷丸工序与 头部圆角滚压工序形成复合强化工序。
6.根据权利要求1所述一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺，其特征在于：在所述的调质处理工序中，线材强度控制为最终成品强度的78％；在所述的拉拔工序中，拉拔变形量控制为18％；在所述的稳定化处理工序中，加热温度为300℃，保温2.5小时，出炉空冷。
7.根据权利要求1所述一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺，其特征在于：在所述的调质处理工序中，线材强度控制为最终成品强度的68％；在所述的拉拔工序中，拉拔变形量控制为30％；在所述的稳定化处理工序中，加热温度为300℃，保温2.5小时，出炉空冷。
8.根据权利要求1所述一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺，其特征在于：在所述的调质处理工序中，线材强度控制为最终成品强度的72％；在所述的拉拔工序中，拉拔变形量控制为22％；在所述的稳定化处理工序中，加热温度为300℃，保温2.5小时，出炉空冷。 
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