CN104789852A - 高防腐海上风电用锚固螺栓及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高防腐海上风电用锚固螺栓及其制备方法，所述高防腐海上风电用锚固螺栓，其材料以重量百分比计，由如下的组分组成：C：3.10～3.80%，Si：1.75～2.50%，Mn：0.150～0.75%，Ce：0.0020～0.005%，La：0.0035～0.0051%，pr：0.0015～0.007%，Cu：0.021～0.070%，Cr：0.035～0.10%，Mo：0.0020～0.00698%，Ni：0.023～0.0260%，Ti：0.0115～0.0430%，余量为Fe。本发明的高防腐海上风电用锚固螺栓，为一种含有稀土的铁基合金，具有优异的机械力学性能，不仅能够耐高温，耐磨擦，而且具有良好的耐腐蚀性能，尤其能够适用于海上的恶劣环境，具有高防腐的优良性能，能够大大提高风电用锚固螺栓的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制备锚固螺栓的材料。
背景技术
众所周知，锚固螺栓是一种应用十分广泛的机械配件，其性能直接影响了机械装置的效率、使用寿命和安全性能。
目前，常规的锚固螺栓，均为一般的铸铁，不仅机械性能较差，而且防腐性能不好，尤其对于在恶劣环境下，更难以适应。
中国专利申请号03113218.9报道了一种1300MPa级以上高强度螺栓的制造工艺。它依序包括有下料工序、加工毛坯工序、退火工序、冷镦成型工序、车削杆部工序、调质处理工序、磨削工序、探伤工序、滚丝工序、滚压圆角工序与喷丸工序形成复合强化工序、表面处理工序和探伤工序，在所述的冷镦成型工序前的退火工序采用一次球化退火工艺，其球化退火温度为740℃～760℃，保温5～8小时，炉冷至500℃出炉空冷，退火后硬度小于HV170；在所述的调质处理工序中，淬火温度为920℃～940℃，保温20～30分钟，油冷，回火温度590℃～615℃，保温90～120分钟，水冷。在调质处理工序前车削杆部工序后设有一正火预处理工序，其正火的温度为920℃～940℃，保温20～40分钟后，空冷。该专利的工艺比较复杂，而且产品不耐腐蚀，难以满足海上风电的需要。
中国专利201110166580.8公开了一种风力发电主机用预涂覆自润滑高强度螺栓的方法，是通过以下步骤实现的：螺栓经备料、成型、热处理、磨胚径、滚丝、表面处理以及涂覆扭矩系数稳定剂步骤；其中的涂覆扭矩系数稳定剂是：将可力特摩公司生产的干式固体薄膜润滑剂作为扭矩系数稳定剂按重量比例1∶3配制并搅拌均匀，随后将螺栓放入溶液浸渍，并做离心处理190-210rad/min，时间在18-22s，再经烘烤固化处理，温度在48-52℃，时间在48-52min；垫圈经备料、冲压成形、热处理、车加工、表面处理、涂覆扭矩系数稳定剂；其中的涂覆扭矩系数稳定剂是：将可力特摩公司生产的干式固体薄膜润滑剂作为扭矩系数稳定剂按重量比例1∶5配制溶液，将垫圈放入溶液浸渍、经烘烤固化处理，温度在58-60℃，时间在38-40min。该专利报道的技术，同样没有能够解决防腐蚀的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高防腐海上风电用锚固螺栓及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明所述的高防腐海上风电用锚固螺栓，其材料以重量百分比计，由如下的组分组成：
C：3.10～3.80%，Si：1.75～2.50%，Mn：0.150～0.75%，Ce：0.0020～0.005%，La：0.0035～0.0051%，pr：0.0015～0.007%，Cu：0.021～0.070%，Cr：0.035～0.10%，Mo：0.0020～0.00698%，Ni：0.023～0.0260%，Ti：0.0115～0.0430%，余量为Fe。
优选的，以重量百分比计，由如下的组分组成：
C：3.10～3.80%，Si：1.75～2.50%，Mn：0.160～0.540%，S：0.014～0.070%，P：0.03～0.07%，Mg：0.0005～0.0390%，Ce：0.0030～0.0045%，La：0.0041～0.00450%，pr：0.004～0.005%，Cu：0.030～0.062%，Cr：0.040～0.090%，Sn：0.00658～0.0299%，Mo：0.0020～0.00698%，Ni：0.025～0.0250%，B：0.00121～0.00289%，Ti：0.020～0.0250%，Al：0.00519～0.0167%，Pb＜0.004%，Zn：0.00252～0.00687%，Sb：0.00257～0.00357%，余量为Fe。
优选的，本发明所述高防腐海上风电用锚固螺栓，还包括重量百分比为0.0100～0.0110%的稀土锆（Zr）；
本发明所述的高防腐海上风电用锚固螺栓的材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）采用电弧炉熔炼，然后采用真空实型铸造，开浇时，模温为325～335℃，开浇温度为2000～2100℃，浇完后冷却至80～100℃脱模；
（2）将步骤（1）获得的产物，在惰性气氛中，加热至1000～1200℃，保温3～5小时，随炉冷却至800～810℃，保温7～10小时，出炉，淬油，在油中冷却到350～360℃，取出，自然冷却到室温；
（3）将步骤（2）的产物，置于退火炉中，加热到650～670℃，保温2～4小时，随炉冷却到450～470℃，取出，空空气中，冷却到室温，即可获得产品。
本发明的高防腐海上风电用锚固螺栓，为一种含有稀土的铁基合金，具有优异的机械力学性能，不仅能够耐高温，耐磨擦，而且具有良好的耐腐蚀性能，尤其能够适用于海上的恶劣环境，具有高防腐的优良性能，能够大大提高风电用锚固螺栓的使用寿命。
具体实施方式
实施例1
配方：重量百分比：
C：3.10%，Si：1.75%，Mn：0.540%，S：0.070%，P：0.07%，Mg：0.0390%，Ce：0.0030%，La：0.0041%，pr：0.005%，Cu：0.030%，Cr：0.090%，Sn：0.0299%，Mo：0.0020%，Ni：0.0250%，B：0.00289%，Ti：0.020%，Al：0.0167%，Pb＜0.004%，Zn：0.00687%，Sb：0.00257%，Zr：0.0110%；余量为Fe。
制备方法：
（1）采用电弧炉熔炼，然后采用真空实型铸造，开浇时，模温为325℃，开浇温度为2000℃，浇完后冷却至80℃脱模；
（2）将步骤（1）获得的产物，在惰性气氛中，加热至1000℃，保温5小时，随炉冷却至800℃，保温7小时，出炉，淬油，在油中冷却到350℃，取出，自然冷却到室温；
（3）将步骤（2）的产物，置于退火炉中，加热到650℃，保温2小时，随炉冷却到450℃，取出，空空气中，冷却到室温，即可获得产品。
采用GB/T1348-2009标准进行检测：拉深强度、延伸率、耐高温性、耐磨擦性能和耐腐蚀性能均比现有技术提高11%。
实施例2
配方，重量百分比：
C：3.80%，Si：2.50%，Mn：0.160%，S：0.014%，P：0.03%，Mg：0.0005～0.0390%，Ce：0.0045%，La：0.00450%，pr：0.004%，Cu：0.062%，Cr：0.040%，Sn：0.00658%，Mo：0.00698%，Ni：0.0250%，B：0.00121%，Ti：0.0250%，Al：0.00519%，Pb＜0.004%，Zn：0.00252%，Sb：0.00357%，Zr：0.0100；余量为Fe。
制备方法：
（1）采用电弧炉熔炼，然后采用真空实型铸造，开浇时，模温为335℃，开浇温度为2100℃，浇完后冷却至100℃脱模；
（2）将步骤（1）获得的产物，在惰性气氛中，加热至1200℃，保温3小时，随炉冷却至810℃，保温10小时，出炉，淬油，在油中冷却到360℃，取出，自然冷却到室温；
（3）将步骤（2）的产物，置于退火炉中，加热到650～670℃，保温4小时，随炉冷却到470℃，取出，空空气中，冷却到室温，即可获得产品。
采用GB/T1348-2009标准进行检测：拉深强度、延伸率、耐高温性、耐磨擦性能和耐腐蚀性能均比现有技术提高13%。
Claims (5)
1.高防腐海上风电用锚固螺栓，其特征在于，其材料以重量百分比计，由如下的组分组成：
C：3.10～3.80%，Si：1.75～2.50%，Mn：0.150～0.75%，Ce：0.0020～0.005%，La：0.0035～0.0051%，pr：0.0015～0.007%，Cu：0.021～0.070%，Cr：0.035～0.10%，Mo：0.0020～0.00698%，Ni：0.023～0.0260%，Ti：0.0115～0.0430%，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的高防腐海上风电用锚固螺栓，其特征在于，其材料以重量百分比计，由如下的组分组成：
C：3.10～3.80%，Si：1.75～2.50%，Mn：0.160～0.540%，S：0.014～0.070%，P：0.03～0.07%，Mg：0.0005～0.0390%，Ce：0.0030～0.0045%，La：0.0041～0.00450%，pr：0.004～0.005%，Cu：0.030～0.062%，Cr：0.040～0.090%，Sn：0.00658～0.0299%，Mo：0.0020～0.00698%，Ni：0.025～0.0250%，B：0.00121～0.00289%，Ti：0.020～0.0250%，Al：0.00519～0.0167%，Pb＜0.004%，Zn：0.00252～0.00687%，Sb：0.00257～0.00357%，余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的高防腐海上风电用锚固螺栓，其特征在于，还包括重量百分比为0.0100～0.0110%的稀土锆（Zr）。
4.根据权利要求2所述的高防腐海上风电用锚固螺栓，其特征在于，还包括重量百分比为0.0100～0.0110%的稀土锆（Zr）。
5.根据权利要求1～4任一项所述的高防腐海上风电用锚固螺栓材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）采用电弧炉熔炼，然后采用真空实型铸造，开浇时，模温为325～335℃，开浇温度为2000～2100℃，浇完后冷却至80～100℃脱模；
（2）将步骤（1）获得的产物，在惰性气氛中，加热至1000～1200℃，保温3～5小时，随炉冷却至800～810℃，保温7～10小时，出炉，淬油，在油中冷却到350～360℃，取出，自然冷却到室温；
（3）将步骤（2）的产物，置于退火炉中，加热到650～670℃，保温2～4小时，随炉冷却到450～470℃，取出，空空气中，冷却到室温，即可获得产品。
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