CN106399869A - 高碳钢抗冲击螺母连接件及其制备方法 - Google Patents

高碳钢抗冲击螺母连接件及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高碳钢抗冲击螺母连接件，其特征在于，包括以下重量份组分：碳0.26‑0.34、锰0.17‑0.25、铌0.05‑0.14、硅0.15‑0.25、镉0.03‑0.05、磷0.011‑0.022、镍0.073‑0.14、钨0.032‑0.045、碲0.07‑0.08、精炼调渣剂20‑25、余量Fe和不可避免的杂质，所述精炼调渣剂由以下重量份原料组成：铝矾土20‑45、大理石15‑25、石英砂19‑44、钡5‑10、活性石灰10‑11、氟石膏9‑10、硅微粉4‑8、电熔镁粉6‑7、钠长石5‑10、铝丸2‑5。本发明提高了螺母表面的光洁度，更加具有质感，且提高了螺母的抗冲击性能。

Description

高碳钢抗冲击螺母连接件及其制备方法
技术领域
本发明涉及机械零件加工领域，尤其涉及高碳钢抗冲击螺母连接件及其制备方法。
背景技术
螺母就是螺帽,与螺栓或螺杆拧在一起用来起紧固作用的零件，所有生产制造机械必须用的一种元件根据材质的不同，分为碳钢、不锈钢、有色金属（如铜）等几大类型。例如：自锁螺母、防松螺母、锁紧螺母、四爪螺母、螺母、螺母、旋入螺母保险螺母、细杆螺钉连接螺母自锁六角盖形螺母、专用地脚螺钉用螺母、六角冕形薄螺母、吊环螺母。嵌入式滚花铜螺母主要的作业方式是注塑，加热后嵌入到塑料件里面或是直接模具注塑，如果采用模具注塑，PA/NYLOY/PET的熔点都在200°C以上，嵌入螺母被热熔进塑件后温度迅速变高，注塑成型后，塑料体迅速冷却结晶变硬，如果嵌入螺母温度还处在高温，那就有可能倒至铜螺母与塑料件接触的地方开始松脱或出现裂缝。所以在嵌入螺母的注塑中都使用铜材质的螺母而不是碳钢螺母。
螺母的强度与使用寿命与螺栓的铸造材料，以及铸造材料中的各种微量合金元素的数量有的密不可分的关系，传统的螺栓所采用的钢材料存在合金元素的组成成分杂乱，不能起到应有的效果，且传统的炼钢方法也存在缺陷，导致钢水中的杂质难以去除，影响螺母的多方面机械性能，尤其是钢水精炼调渣剂的使用方法不当，中国专利钢水精炼调渣剂：申请号：00107235.8的专利文件中指出了一种钢水精炼调渣剂,它含有(重量%):CaO20～45%,Al2O320～45%,金属Al、Si、Ca、Ba、Re中的一种或几种5～15%,CaF24～6%,SiO2≤10%,MgO≤10%。该精炼调渣剂可具有预熔固溶体的结构。用该精炼调渣剂处理过的钢水含有很低的硫、氧和夹杂物，但是文件中的精炼调渣剂存在成分种类少，且制备方法简单，难以达到理想的效果，且方法单一，并没有指出与其他加工方法互相结合的方案，同时也没有指出其后续的机械铸造和加工工艺的完整配套技术方案，本文结合现有技术，给出提高螺母整体机械性能的完整加工工艺。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种采用铝质还原剂、钙质冶金辅料，再用惰性物封炉口有效提高钢水冶炼质量，且采用多道优化加工工艺步骤，提高螺母抗冲击性能的高碳钢抗冲击螺母连接件及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高碳钢抗冲击螺母连接件，其特征在于，包括以下重量份组分：碳0.26-0.34、锰0.17-0.25、铌0.05-0.14、硅0.15-0.25、镉0.03-0.05、磷0.011-0.022、镍0.073-0.14、钨0.032-0.045、碲0.07-0.08、精炼调渣剂20-25、余量Fe和不可避免的杂质，所述精炼调渣剂由以下重量份原料组成：铝矾土20-45、大理石15-25、石英砂19-44、钡5-10、活性石灰10-11、氟石膏9-10、硅微粉4-8、电熔镁粉6-7、钠长石5-10、铝丸2-5；所述精炼调渣剂的制备方法为：将铝矾土、大理石、硅微粉、电熔镁粉、石英砂、钡、活性石灰、氟石膏、钠长石、铝丸加适量的水混合，再制成球状，然后放入竖炉中用焦炭作燃料预熔，预熔温度为1400-1500℃，再搅拌均匀，液态渣再经过液氮快速冷却，再放入球磨机中研磨成粉末状即得。
所述高碳钢抗冲击螺母连接件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将按重量计的原料碳、锰、铌、硅、镉、磷、镍、钨、碲和铁放入预热炉，将熔炼原料预热至250℃-350℃后放入感应炉中进行熔炼，控制温度在1500-1600℃，在依次铝质还原剂、钙质冶金辅料，再用惰性物封炉口；
（2）待炉料融化约90%左右时平稳搅拌，禁止将表面浮渣卷入熔体金属中，每炉次在熔化过程中进行2-5次炉底搅拌，熔体经搅拌均匀后立即取样，进行炉前分析，取样温度不得低于1400℃，根据取样分析的结果，进行脱硫、脱氧，再加入部分精炼调渣剂进行一次精炼、后间隔30-35分钟后再进行添加剩余精炼调渣剂进行二次精炼，获得钢水；
（3）将铁模放入芯子窑中加热，然后逐一进行造型，控制温度在200-230℃，利用低压0.4-0.5MPa压缩空气将流态覆膜砂吹入型腔，覆盖均匀，将钢水倒入铁模中浇铸形成螺母连接件胚件；
（4）将螺母连接件胚件加热到400-450℃，保持3-4小时，再在30-40分钟内升温至750-800℃，用淬火油进行淬火冷,却，再将淬火后的螺母连接件在380-400℃下进行回火35-45分钟，再从回火炉中取出放入280-300℃的回火油中冷却，将热处理后的螺母连接件进行车削加工，获得成品；
（5）将成品放入抛光母液中进行化学抛光处理，即得，所述抛光液采用以下重量份组分混合而成：氢氟酸为10-11、硝酸60-61、硫酸为20-23、盐酸10-15、乳化剂20-24。
本发明在高碳钢的基础上添加碳、锰、铌、硅、镉、磷、镍、钨、碲等微量合金元素，这样铬、锰的添加增加了螺母的整体机械性能，且添加了钨、碲等元素的添加保持了螺母本体具有很强的抗冲击性能，本发明使用精炼调渣剂用于钢水的熔炼，能使钢水中的杂质进一步减低，提高钢水的纯度，取出氧化夹杂物，通过多次精炼和取样分析技术，严格控制钢水的质量，且本发明采用铁模覆沙工艺，铁型的刚性能转变球铁在凝固过程中石墨化膨胀方向，由向外膨胀变为向内膨胀，实现了石墨化膨胀自补缩无冒口铸造；由于覆砂层薄，型腔不易变形，导致铸件的精度大为提高；覆砂层的存在提高了铸件的使用寿命，降低了生产成本；本发明通过化学抛光技术，有效提高了螺母表面的光洁度，更加具有质感。
具体实施方式
一种高碳钢抗冲击螺母连接件，其特征在于，包括以下重量份组分：碳0.26-0.34、锰0.17-0.25、铌0.05-0.14、硅0.15-0.25、镉0.03-0.05、磷0.011-0.022、镍0.073-0.14、钨0.032-0.045、碲0.07-0.08、精炼调渣剂20-25、余量Fe和不可避免的杂质，所述精炼调渣剂由以下重量份原料组成：铝矾土20-45、大理石15-25、石英砂19-44、钡5-10、活性石灰10-11、氟石膏9-10、硅微粉4-8、电熔镁粉6-7、钠长石5-10、铝丸2-5；所述精炼调渣剂的制备方法为：将铝矾土、大理石、硅微粉、电熔镁粉、石英砂、钡、活性石灰、氟石膏、钠长石、铝丸加适量的水混合，再制成球状，然后放入竖炉中用焦炭作燃料预熔，预熔温度为1400-1500℃，再搅拌均匀，液态渣再经过液氮快速冷却，再放入球磨机中研磨成粉末状即得。
所述高碳钢抗冲击螺母连接件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将按重量计的原料碳、锰、铌、硅、镉、磷、镍、钨、碲和铁放入预热炉，将熔炼原料预热至250℃-350℃后放入感应炉中进行熔炼，控制温度在1500-1600℃，在依次铝质还原剂、钙质冶金辅料，再用惰性物封炉口；
（2）待炉料融化约90%左右时平稳搅拌，禁止将表面浮渣卷入熔体金属中，每炉次在熔化过程中进行2-5次炉底搅拌，熔体经搅拌均匀后立即取样，进行炉前分析，取样温度不得低于1400℃，根据取样分析的结果，进行脱硫、脱氧，再加入部分精炼调渣剂进行一次精炼、后间隔30-35分钟后再进行添加剩余精炼调渣剂进行二次精炼，获得钢水；
（3）将铁模放入芯子窑中加热，然后逐一进行造型，控制温度在200-230℃，利用低压0.4-0.5MPa压缩空气将流态覆膜砂吹入型腔，覆盖均匀，将钢水倒入铁模中浇铸形成螺母连接件胚件；
（4）将螺母连接件胚件加热到400-450℃，保持3-4小时，再在30-40分钟内升温至750-800℃，用淬火油进行淬火冷,却，再将淬火后的螺母连接件在380-400℃下进行回火35-45分钟，再从回火炉中取出放入280-300℃的回火油中冷却，将热处理后的螺母连接件进行车削加工，获得成品；
（5）将成品放入抛光母液中进行化学抛光处理，即得，所述抛光液采用以下重量份组分混合而成：氢氟酸为10-11、硝酸60-61、硫酸为20-23、盐酸10-15、乳化剂20-24。

Claims (2)

1.一种高碳钢抗冲击螺母连接件，其特征在于，包括以下重量份组分：碳0.26-0.34、碲0.07-0.08、铌0.05-0.14、硅0.15-0.25、镉0.03-0.05、磷0.011-0.022、镍0.073-0.14、钨0.032-0.045、锰0.17-0.25、精炼调渣剂20-25、余量Fe和不可避免的杂质，所述精炼调渣剂由以下重量份原料组成：铝矾土20-45、大理石15-25、石英砂19-44、钡5-10、活性石灰10-11、氟石膏9-10、硅微粉4-8、电熔镁粉6-7、钠长石5-10、铝丸2-5；所述精炼调渣剂的制备方法为：将铝矾土、大理石、硅微粉、电熔镁粉、石英砂、钡、活性石灰、氟石膏、钠长石、铝丸加适量的水混合，再制成球状，然后放入竖炉中用焦炭作燃料预熔，预熔温度为1400-1500℃，再搅拌均匀，液态渣再经过液氮快速冷却，再放入球磨机中研磨成粉末状即得。
2.如权利要求1所述高碳钢抗冲击螺母连接件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将按重量计的原料碳、锰、铌、硅、镉、磷、镍、钨、碲和铁放入预热炉，将熔炼原料预热至250℃-350℃后放入感应炉中进行熔炼，控制温度在1500-1600℃，在依次铝质还原剂、钙质冶金辅料，再用惰性物封炉口；
（2）待炉料融化约90%左右时平稳搅拌，禁止将表面浮渣卷入熔体金属中，每炉次在熔化过程中进行2-5次炉底搅拌，熔体经搅拌均匀后立即取样，进行炉前分析，取样温度不得低于1400℃，根据取样分析的结果，进行脱硫、脱氧，再加入部分精炼调渣剂进行一次精炼、后间隔30-35分钟后再进行添加剩余精炼调渣剂进行二次精炼，获得钢水；
（3）将铁模放入芯子窑中加热，然后逐一进行造型，控制温度在200-230℃，利用低压0.4-0.5MPa压缩空气将流态覆膜砂吹入型腔，覆盖均匀，将钢水倒入铁模中浇铸形成螺母连接件胚件；
（4）将螺母连接件胚件加热到400-450℃，保持3-4小时，再在30-40分钟内升温至750-800℃，用淬火油进行淬火冷,却，再将淬火后的螺母连接件在380-400℃下进行回火35-45分钟，再从回火炉中取出放入280-300℃的回火油中冷却，将热处理后的螺母连接件进行车削加工，获得成品；
（5）将成品放入抛光母液中进行化学抛光处理，即得，所述抛光液采用以下重量份组分混合而成：氢氟酸为10-11、硝酸60-61、硫酸为20-23、盐酸10-15、乳化剂20-24。
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