CN104480477B - 一种耐腐蚀高强度六角螺栓生产工艺 - Google Patents

一种耐腐蚀高强度六角螺栓生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀高强度六角螺栓生产工艺，通过以下步骤实现：选用中碳合金钢为原料，按照螺栓的规格大小车出坯料；对原材料进行球化退火，将坯料在钟罩炉内进行等温球化退火，钟罩炉内放入富碳物质；将退火后未冷却的坯料热镦挤压成型，制成螺栓毛坯；将螺栓毛坯放入钟罩炉保温冷却；挤压成型；淬火；在盐浴炉内对成型件进行淬火；回火，在硝盐炉内对螺栓进行回火；渗碳处理；坯料表面处理及润滑，对螺杆进行磷化处理和涂MoS2的表面处理；对螺栓毛坯进行清洗和包装。本发明能够使螺栓强度高，同时具有很高的韧性，螺栓耐腐蚀，能够适应复杂恶劣的环境，工艺过程连续性好，设计合理，能够减少能源消耗，工艺过程较简单，制造成本较低。

Description

一种耐腐蚀高强度六角螺栓生产工艺
【技术领域】
本发明涉及螺栓生产工艺的技术领域，特别是一种耐腐蚀高强度六角螺栓生产工艺的技术领域。
【背景技术】
螺栓是建筑和机械设计中最常用的零件之一。它们将各种东西连在一起，从电动牙刷和门铰链中的螺丝，到用来固定建筑物中的混凝土支柱的大量螺栓，螺纹的历史可以追溯到公元前400年，但现代螺栓和螺丝工艺中最重要的发展却是在过去150年间取得，而专家们对微不足道的螺母和螺栓的起源持有不同看法。一篇文章《螺母与螺栓》中提出，螺纹栓和配套螺母用作紧固件的历史只能追溯到15世纪。他依据15世纪早期的一本书中第一次出现以印刷形式记录的螺丝，得出该结论。但是，很多人承认尽管螺纹栓可以追溯到15世纪，然而没有螺纹的螺栓却可以追溯到罗马时代，当时这些螺栓被用来闩门，作为开关门的转轴和楔形螺栓：闩条或螺杆上带有槽口，可将楔子插入当中，让螺栓无法移动。他还表示罗马人用青铜甚至是银制造出第一个螺丝。螺纹为手工挫制，或是先将金属丝绕在螺杆上，焊接后形成螺纹。根据螺栓专家的研究，螺纹的历史还要更早些。阿基米德(公元前287年–公元前212年)发现了螺线原理，并用于建造提水的设备。但是，有迹象显示螺旋抽水机或许诞生于埃及，时间早于阿基米德时期。该设备用木头建造，被用来灌溉土地以及排出船舱底的污水。
在1905年出版的《美国螺母和螺栓行业的历史》中承认，第一台用来制造螺栓和螺丝的机器由法国于1568年在制造，法国后来引入了螺纹切削牙规或板牙，用于车床中。1641年，英国公司对该设备进行了改进，使之得到广泛运用。
在大西洋彼岸的美国，19世纪初用于车辆上的螺母，要比后来的扁平而方正，后来的螺母都有倒角，螺栓被加工为平头形状。在这个时期，生产螺栓是一个繁琐而又艰苦的过程。
紧固件的螺纹起初以手工制成，但是没过多久，由于需求大增，有必要加快生产流程。1760年在英国引入工厂制造流程，大规模生产螺纹。但是，这个重大发展带来了另一个挑战：每家公司都生产自己的螺纹、螺母和螺栓，因此市场上充斥着大量不同尺寸的螺纹，给机械制造商带来不少麻烦。
直到1841年，约瑟夫·惠特沃斯成功找到解决方案。经过多年研究及收集许多英国工厂的样本螺丝，他建议为英国的螺纹尺寸制定一个标准，以便英格兰厂家生产的螺栓和格拉斯哥厂家生产的螺母可以配在一起使用。他的提议是，螺纹面的角度以55度为标准，每英寸的螺纹扣数应该根据不同的直径来界定。
螺栓的工艺不断的改进，螺栓的性能也在跟进需求不断的发生改变，现代工业对螺栓的要求越来越高，尤其是对螺栓的强度要求，目前传统的螺栓的强度不能很好的满足需求，螺栓在震动的设备上容易松动和产生裂纹。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种耐腐蚀高强度六角螺栓生产工艺，能够使螺栓强度高，同时具有很高的韧性，螺栓耐腐蚀，能够适应复杂的恶劣的环境，工艺过程连续性好，设计合理，能够减少能源消耗，工艺过程较简单，制造成本较低。
为实现上述目的，本发明提出了一种耐腐蚀高强度六角螺栓生产工艺，通过以下步骤实现：
a)选用中碳合金钢为原料，按照螺栓的规格大小车出坯料；
b)对原材料进行球化退火，将坯料在钟罩炉内进行等温球化退火，钟罩炉内放入富碳物质；
c)将退火后未冷却的坯料热镦挤压成型，制成螺栓毛坯；
d)将螺栓毛坯放入钟罩炉保温冷却；
e)挤压成型；
f)淬火；在盐浴炉内对成型件进行淬火；
g)回火，在硝盐炉内对螺栓进行回火；
h)渗碳处理，在500～590℃的盐浴炉中保温3.8～4.8小时进行淬火，盐液采用浓度为70～75g/L的氯化钾、浓度为190～195g/L的硫酸钠，浓度为80～95g/L硝酸钾和浓度为170～175g/L的氯化钠的混合溶液；
i)坯料表面处理及润滑，对螺杆进行磷化处理和涂MoS2的表面处理；
j)对螺栓毛坯进行清洗和包装。
作为优选，所述a)步骤中原材料为35CrMo、42CrMo或B7。
作为优选，所述b)步骤中球化退火温度为650～670℃，保温时间为5～6小时。
作为优选，所述d)步骤中保温过程中，前3个小时保持炉温在300℃以上，剩余时间保持炉温在300℃以下。
作为优选，所述e)步骤中通过第一次对螺杆段进行挤压，选用210～300吨气位冲床，第二次对螺杆上螺纹进行挤压选用100～150吨气位冲床，第三次进行螺纹成型，选用Z-28滚丝机。
作为优选，所述f)步骤中淬火温度控制在820～835℃，升温时间为4～5分钟，保温时间为50～60分钟，淬火完成后，用油冷却，冷却温度小于50℃。
作为优选，所述g)步骤中回火温度控制在500～510℃，升温时间为36～44分钟，保温时间为80～90分钟，回火完成后，用水冷却。
本发明的有益效果：本发明通过对现有工艺过程做改进和调整，减少了螺栓的加热次数，减少了能源消耗，节约了成本，同时螺栓强度更高，韧性更好，耐腐蚀性更强，能够适应恶劣复杂的天气环境，应用在在震动较大的设备上不容易产生裂纹，寿命更长。
本发明的特征及优点将通过实施例进行详细说明。
【具体实施方式】
本发明一种耐腐蚀高强度六角螺栓生产工艺，通过以下步骤实现：a)选用中碳合金钢为原料，按照螺栓的规格大小车出坯料；b)对原材料进行球化退火，将坯料在钟罩炉内进行等温球化退火，钟罩炉内放入富碳物质；c)将退火后未冷却的坯料热镦挤压成型，制成螺栓毛坯；d)将螺栓毛坯放入钟罩炉保温冷却；e)挤压成型；f)淬火；在盐浴炉内对成型件进行淬火；g)回火，在硝盐炉内对螺栓进行回火；h)渗碳处理，在500～590℃的盐浴炉中保温3.8～4.8小时进行淬火，盐液采用浓度为70～75g/L的氯化钾、浓度为190～195g/L的硫酸钠，浓度为80～95g/L硝酸钾和浓度为170～175g/L的氯化钠的混合溶液；i)坯料表面处理及润滑，对螺杆进行磷化处理和涂MoS2的表面处理；j)对螺栓毛坯进行清洗和包装。所述a)步骤中原材料为35CrMo、42CrMo或B7。所述b)步骤中球化退火温度为650～670℃，保温时间为5～6小时。所述d)步骤中保温过程中，前3个小时保持炉温在300℃以上，剩余时间保持炉温在300℃以下。所述e)步骤中通过第一次对螺杆段进行挤压，选用210～300吨气位冲床，第二次对螺杆上螺纹进行挤压选用100～150吨气位冲床，第三次进行螺纹成型，选用Z-28滚丝机。所述f)步骤中淬火温度控制在820～835℃，升温时间为4～5分钟，保温时间为50～60分钟，淬火完成后，用油冷却，冷却温度小于50℃。所述g)步骤中回火温度控制在500～510℃，升温时间为36～44分钟，保温时间为80～90分钟，回火完成后，用水冷却。
本发明一种耐腐蚀高强度六角螺栓生产工艺，本发明通过对现有工艺过程做改进和调整，减少了螺栓的加热次数，减少了能源消耗，节约了成本，同时螺栓强度更高，韧性更好，耐腐蚀性更强，能够适应恶劣复杂的天气环境，应用在在震动较大的设备上不容易产生裂纹，寿命更长。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种耐腐蚀高强度六角螺栓生产工艺，其特征在于：通过以下步骤实现：
a)选用中碳合金钢为原材料，按照螺栓的规格大小车出坯料；
b)对原材料进行球化退火，将坯料在钟罩炉内进行等温球化退火，球化退火温度为650～670℃，保温时间为5～6小时,钟罩炉内放入富碳物质；
c)将退火后未冷却的坯料热镦挤压成型，制成螺栓毛坯；
d)将螺栓毛坯放入钟罩炉保温冷却,保温过程中，前3个小时保持炉温在300℃以上，剩余时间保持炉温在300℃以下；
e)挤压成型；
f)淬火；在盐浴炉内对成型件进行淬火；
g)回火，在硝盐炉内对螺栓进行回火；
h)渗碳处理，在500～590℃的盐浴炉中保温3.8～4.8小时进行淬火，盐液采用浓度为70～75g/L的氯化钾、浓度为190～195g/L的硫酸钠，浓度为80～95g/L硝酸钾和浓度为170～175g/L的氯化钠的混合溶液；
i)坯料表面处理及润滑，对螺杆进行磷化处理和涂MoS2的表面处理；
j)对螺栓毛坯进行清洗和包装。
2.如权利要求1所述的一种耐腐蚀高强度六角螺栓生产工艺，其特征在于：所述a)步骤中原材料为35CrMo、42CrMo或B7。
3.如权利要求1所述的一种耐腐蚀高强度六角螺栓生产工艺，其特征在于：所述e)步骤中通过第一次对螺杆段进行挤压，选用210～300吨气位冲床，第二次对螺杆上螺纹进行挤压选用100～150吨气位冲床，第三次进行螺纹成型，选用Z-28滚丝机。
4.如权利要求1所述的一种耐腐蚀高强度六角螺栓生产工艺，其特征在于：所述f)步骤中淬火温度控制在820～835℃，升温时间为4～5分钟，保温时间为50～60分钟，淬火完成后，用油冷却，冷却温度小于50℃。
5.如权利要求1所述的一种耐腐蚀高强度六角螺栓生产工艺，其特征在于：所述g)步骤中回火温度控制在500～510℃，升温时间为36～44分钟，保温时间为80～90分钟，回火完成后，用水冷却。
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