CN102632365A

CN102632365A - 一种适用于桁架片的圆柱销的制造方法

Info

Publication number: CN102632365A
Application number: CN2012100724790A
Authority: CN
Inventors: 杨国伟; 叶国清
Original assignee: CHANGZHOU JINMA TRAFFIC ENGINEERING EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: CHANGZHOU JINMA TRAFFIC ENGINEERING EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2012-03-20
Filing date: 2012-03-20
Publication date: 2012-08-15

Abstract

本发明公开了一种适用于桁架片的圆柱销的制造方法，采用如下步：精制坯料，粗车，渗碳，淬火，两次高温回火，精车，磨光。坯料为30CrMnTi；渗碳是表面渗碳，淬火采用感应加热源设备和水基淬火液作为冷却介质，温度为1030℃。两次高温回火在回火炉中进行，第一次回火温度为670～700℃，水基淬火液作为冷却介质；第二次回火温度为580～620℃，空气冷却；精车外圆控制在￠55+0.10～￠55+0.20之间。磨光采用磨床完成,使加工出来的圆柱销表面粗糙度Rs小于0.4um，外圆控制在￠55+0.00～￠55+0.05之间，目测不见螺旋印痕和振痕。该方法不仅能提高生产效率、降低原材料的损耗量及生产成本，而且工艺简单、生产出的圆柱销使用寿命长。

Description

一种适用于桁架片的圆柱销的制造方法

技术领域

本发明涉及一种机械制造方法，具体地说是一种适用于桁架片的圆柱销的制造方法。

背景技术

组合桥梁无论在国防上还是在抢险救灾中以及其它紧急场合，愈来愈发挥它的重要作用，其长度也愈来愈长，有的几公里甚至几十公里。这里需要解决两个基本问题：承重机件的结构以及其组合方式。组合桥梁不仅承受静载荷还要承受动载荷，其稳定性和可靠性的要求是相当高的。对承重机件不仅要抗压、抗拉，还要抗弯曲、抗扭转。设计一种桁架结构，才能满足组合桥梁的需要。一种组合桥梁的桁架结构，包括上弦、下弦、三根平行的左竖杆、中竖右竖杆和组成两个棱形的斜杆以及在一端的固定在上弦与下弦上的阴头而在另一端的固定在上弦与下弦上的阳头,阳头与阴头上都有圆柱销孔，该圆柱销孔的尺寸相同；上弦与下弦用槽钢制造，竖杆和斜杆用工字钢制造；所有杆件的组合都用电焊焊接，形成稳定的整体结构。该桁架结构的组合过程是，组装时，只要将桁架结构的阳头孔与相邻的桁架结构的阴头孔对齐并插上圆柱销即可。综上所述，圆柱销是核心部件，其质量好坏直接影响整个钢桥的质量和安全。圆柱销的质量好取决于有一种合理的选材和制造方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种适用于桁架片的圆柱销的制造方法，。该方法不仅能提高圆柱销的生产效率、降低原材料的损耗量及生产成本，而且圆柱销具有耐磨损、耐腐蚀、抗冲击等特性、使用寿命长。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明是一种适用于桁架片的圆柱销的制造方法，

（1）精制坯料：将坯料30CrMnTi采用车床加工，下料长度偏差不能相差0.5mm，端面垂直度不能超过0.3mm，硬度控制在布氏硬度≤229HB；

（2）粗车：将上述坯料30CrMnTi进一步加工，外圆留0.4～0.6的加工余量；

（3）渗碳：对加工后的坯料30CrMnTi在专门的渗碳炉中进行表面渗碳，坯料30CrMnTi的厚度控制在1.0～2.0之间；

（4）淬火：对上述述坯料30CrMnTi采用感应加热源设备和水基淬火液作为冷却介质进行淬火，淬火温度控制在820～1060℃之间；

（5）两次高温回火：对上述述坯料30CrMnTi进行高温回火，在通常的回火炉中进行，第一次回火温度为670～700℃，采用水基淬火液作为冷却介质；第二次回火温度为580～620℃，采用空气冷却；

（6）精车：通过车床对所述两次高温回火后的坯料30CrMnTi外圆进行切削加工后留0.2 m m磨削余量；

（7）磨光：通过磨床对精车后的坯料30CrMnTi进行粗磨，半精磨，精磨三工序并采用砂轮进行磨光，磨光使加工出来的圆柱销表面粗糙度Rs小于 0.4 u m，目测不见螺旋印痕和振痕，磨光使加工出来的圆柱销的外圆控制在￠55+0.00～￠55+0.05 之间。

本发明还采用了如下的参数：

在精制坯料步骤中，所述坯料30CrMnTi的组份按重量百分含量计为C 0.24～0.32%，Si 0.17～0.37%，Mn0.80～1.10，Cr 1.0～1.30%，Ti:0.04～0.10%，允许殘余含量：S≤0.035 %，P≤0.035%，Ni≤0.030%，Cu≤0.030%，以及余量Fe。

在淬火步骤中，淬火温度的最佳温度是880℃，水基淬火液优选为德国生产的德润宝FEROQUENCH 2000淬火液。

在两次高温回火步骤中，所述的第一次回火温度的最佳温度是690℃，所述的第二次回火温度的最佳温度是590℃。

在磨光步骤中，砂轮对应于粗磨、半精磨、精磨三工序的砂粒度分别为120号、240号和360号。

本发明具有显著的特点：（1）对坯料采用车床加工，可以把桁架销长度控制在图纸设计要求范围之内，圆钢的端面就不需要再次金加工，节省了一道车加工工序。（2）精制坯料采用车床完成，并将坯料硬度控制在布氏硬度≤229HB。采用这样的坯料后，强度高、淬透性高、主要用于渗碳钢、渗碳后可降温直接淬火、弯曲强度较高、耐磨性能好，淬火后经高温回火或调质后切削性能中等。（3）该材质通过渗碳880℃淬火和热处理200℃回火以后，HRC硬度可以达到36-42，安装在钢桥上完全满足所需要的载荷。（4）本发明采用表面渗碳，一方面设备投资小，而且该设备加工速度快，有利于提高生产效率，另一方面能保证后圆柱销芯部的韧行和表面的硬度。（5）本发明由于采用水基淬火液作为冷却介质并配合合理的淬火温度，使得淬火后圆柱销的的淬火质量相比于现有的热处理工艺更为优良，并且大大提高了生产安全性，减少了污染，而且不会出现现有的使用油作为冷却介质的淬火工艺，其容易发生的在淬火时油液起火、产生大量烟雾并严重污染环境，可能伤害操作人员身体健康的事件发生。（6）本发明中淬火温度优选为880℃。在本发明中，所述的两次高温回火步骤在通常的回火炉中进行，第一次回火温度优选为690℃，采用水基淬火液作为冷却介质；第二次回火温度优选为590℃，采用空气冷却。采用这样的方法后，使得回火后的圆柱销具有很高的韧性和足够的强度，具备综合的优良机械性能，从而大大提高了其使用寿命，保证了桥梁的安全性。（7）精车采用车床完成，由于粗车、精车的两步骤采用同一设备加工，因而减少了设备投资，节省了生产成本。

本发明不仅能提高圆柱销的生产效率、降低原材料的损耗量及生产成本，而且圆柱销具有耐磨损、耐腐蚀、抗冲击等特性、使用寿命长，以手工改为了机械自动化加工，这样在外观光洁度质量方面提高了一级，精确度也得到了更好保证，超越了图纸设计时所需的要求。

附图说明

图1为本发明制造方法的流程图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步描述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

如图1所示，本发明的一种适用于桁架片的圆柱销的制造方法包括以下步骤：

（1）精制坯料：将坯料30CrMnTi采用车床加工，下料长度偏差不能相差0.5mm，端面垂直度不能超过0.3mm，硬度控制在布氏硬度≤229HB，所述坯料30CrMnTi的组份按重量百分含量计为C 0.24～0.32%，Si 0.17～0.37%，Mn0.80～1.10，Cr 1.0～1.30%，Ti:0.04～0.10%，允许殘余含量：S≤0.035 %，P≤0.035%，Ni≤0.030%，Cu≤0.030%，以及余量Fe。对坯料采用车床加工，可以把桁架销长度控制在图纸设计要求范围之内，圆钢的端面就不需要再次金加工，节省了一道车加工工序。精制坯料采用车床完成，并将坯料硬度控制在布氏硬度≤229HB。采用这样的坯料后，强度高、淬透性高、主要用于渗碳钢、渗碳后可降温直接淬火、弯曲强度较高、耐磨性能好，淬火后经高温回火或调质后切削性能中等；

（3）渗碳：对加工后的坯料30CrMnTi在专门的渗碳炉中进行表面渗碳，坯料30CrMnTi的厚度控制在1.0～2.0之间。采用表面渗碳，一方面设备投资小，而且该设备加工速度快，有利于提高生产效率，另一方面能保证后圆柱销芯部的韧行和表面的硬度；

（4）淬火：对上述述坯料30CrMnTi采用感应加热源设备和水基淬火液作为冷却介质进行淬火，淬火温度控制在820～1060℃之间，淬火温度的最佳温度是880℃，水基淬火液优选为德国生产的德润宝FEROQUENCH 2000淬火液。该材质通过渗碳880℃淬火和热处理200℃回火以后，HRC硬度可以达到36-42，安装在钢桥上完全满足所需要的载荷。由于采用水基淬火液作为冷却介质并配合合理的淬火温度，使得淬火后圆柱销的的淬火质量相比于现有的热处理工艺更为优良，并且大大提高了生产安全性，减少了污染，而且不会出现现有的使用油作为冷却介质的淬火工艺，其容易发生的在淬火时油液起火、产生大量烟雾并严重污染环境，可能伤害操作人员身体健康的事件发生；

（5）两次高温回火：对上述述坯料30CrMnTi进行高温回火，在通常的回火炉中进行，第一次回火温度为670～700℃，采用水基淬火液作为冷却介质；第二次回火温度为580～620℃，采用空气冷却。第一次回火温度优选为690℃，第二次回火温度优选为590℃。采用这样的方法后，使得回火后的圆柱销具有很高的韧性和足够的强度，具备综合的优良机械性能，从而大大提高了其使用寿命，保证了桥梁的安全性；

（7）磨光：通过磨床对精车后的坯料30CrMnTi进行粗磨，半精磨，精磨三工序并采用砂轮进行磨光，磨光使加工出来的圆柱销表面粗糙度Rs小于 0.4 u m，目测不见螺旋印痕和振痕，磨光使加工出来的圆柱销的外圆控制在￠55+0.00～￠55+0.05 之间，砂轮对应于粗磨、半精磨、精磨三工序的砂粒度分别为120号、240号和360号。精车采用车床完成，由于粗车、精车的两步骤采用同一设备加工，因而减少了设备投资，节省了生产成本。

以下以生产直径为55 + 0.05 mm长度为例，进行具体说明。

（1）精制坯料，桁架销在金加工方面也比较特殊：下料长度偏差不能相差0.5mm，端面垂直度不能超过0.3mm，对于此道工序，常规的带锯床难以达到，所以采用车床加，可以把桁架销长度控制在图纸设计要求范围之内，圆钢的端面就不需要再次金加工，节省了一道车加工工序。所述精制坯料采用车床完成，并将坯料硬度控制在布氏硬度≤229HB

（2）粗车，外圆控制在￠55+0.40～￠55+0.60 之间。加工后，使其圆度达到0.2m，直线度小于5mm，粗糙度Rs小于 6.3um。

（3）渗碳，对粗加工后的坯料，进行表面渗碳，是在专门的渗碳炉中进行，渗碳的厚度在1.0～2.0之间。

（4）淬火采用感应加热源设备和水基淬火液作为冷却介质，淬火温度为1030℃。所述的水基淬火液选用德国生产的德润宝FEROQUENCH 2000淬火液,使用浓度为10%，溶液温度控制在20℃内，并通过搅拌系统对溶液进行搅拌，使溶液均匀，从而保证淬火的均匀度和液温的均匀度。

（5）两次高温回火，对淬火后的坯料进行两次高温回火，采用的设备为卧式回火，炉温从室温至700℃可控，温度精度为正负1℃，炉温均匀性为正负3℃，坯料的实际加热温度控制在580～640℃之间；第一次回火温度为690℃，采用水基淬火液作为冷却介；第二次回火温度为590℃，采用空冷。

（6）精车，外圆控制在￠55+0.10～￠55+0.20 之间。加工后，使其不柱度小0.10，不直度小于0.05，表面粗糙度Rs小于 6.3 u m。

（7）磨光，采用磨床完成；通过磨床对精车后的坯料进行粗磨、半精磨、精磨三工序并采用砂轮进行磨光，所述砂轮对应于粗磨、半精磨、精磨三工序的砂粒度分别为120号、240号以及360号；采用这样的方法后，能使加工出来的圆柱销的外圆控制在￠55+0.00～￠55+0.05 之间，表面粗糙度Rs 小于0.4u m，目测不见螺旋印痕和振痕。

Claims

1.一种适用于桁架片的圆柱销的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）精制坯料：将圆柱形的坯料30CrMnTi采用车床加工，下料长度偏差不能相差0.5mm，端面垂直度不能超过0.3mm，硬度控制在布氏硬度≤229HB；

（4）淬火：对上述坯料30CrMnTi采用感应加热源设备和水基淬火液作为冷却介质进行淬火，淬火温度控制在820～1060℃之间；

（7）磨光：通过磨床对精车后的坯料30CrMnTi进行粗磨，半精磨，精磨三工序并采用砂轮进行磨光，磨光使加工出来的圆柱销表面粗糙度Rs小于 0.4 u m，磨光使加工出来的圆柱销的外圆控制在￠55+0.00～￠55+0.05 之间。

2.根据权利要求1所述的一种适用于桁架片的圆柱销的制造方法, 其特征在于：

在步骤（1）中，所述坯料30CrMnTi的组份按重量百分含量计为C 0.24～0.32%、Si 0.17～0.37%、Mn0.80～1.10、Cr 1.0～1.30%、Ti:0.04～0.10%，允许残余含量：S≤0.035 %、P≤0.035%、Ni≤0.030%、Cu≤0.030%，以及余量Fe。

3.根据权利要求1所述的一种适用于桁架片的圆柱销的制造方法, 其特征在于：

在步骤（4）中，淬火温度的最佳温度是880℃，水基淬火液优选为德国生产的德润宝FEROQUENCH 2000淬火液。

4.根据权利要求1所述的一种适用于桁架片的圆柱销的制造方法, 其特征在于：在步骤（5）中，所述的第一次回火温度的最佳温度是690℃，所述的第二次回火温度的最佳温度是590℃。

5.根据权利要求1所述的一种适用于桁架片的圆柱销的制造方法, 其特征在于：在步骤（7）中，砂轮对应于粗磨、半精磨、精磨三工序的砂粒度分别为120号、240号和360号。