CN108103297B - 一种电动工具用高强度螺栓的热处理方法 - Google Patents

一种电动工具用高强度螺栓的热处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种电动工具用高强度螺栓的热处理方法，包括如下步骤：锻造螺栓；对螺栓毛坯进行机加工并留有热处理变形量；螺栓精加工；将螺栓半成品送至在气氛保护及计算机控制下的全自动盐淬设备中；加热至820℃～920℃后保温35分钟～80分钟进行奥氏体化处理；投入到全自动盐淬设备盐浴炉的盐槽中并迅速降温至300℃～400℃后保温1小时～2小时进行等温淬火热处理；常温条件下水洗；干燥后得到等温淬火螺栓；螺栓表面发黑处理。该方法可使传统12.9级螺栓经该盐浴等温淬火热处理后，强度增加至14.9级，抗拉强度达到1500MPa～1600MPa，满足了大功率电动工具的使用工况；同时，经热处理后的高强度螺栓变形量小、耐磨性增强，使用寿命延长。

Description

一种电动工具用高强度螺栓的热处理方法
技术领域
本发明涉及一种热处理方法，具体涉及一种电动工具用高强度螺栓的热处理方法，属于金属材料加工领域。
背景技术
高强度螺栓是机械行业使用最为广泛的紧固件，国内目前通常采用40Cr和42CrMo生产高强度螺栓，其最高强度级别为1200MPa（12.9级）。传统M10x35/12.9级螺栓应用于电钻、电动砂轮机、电动扳手和电动螺丝刀等大功率电动工具时，由于高强度螺栓具有很高的缺口敏感性，当抗拉强度超过1200MPa时，延迟断裂现象突出，易在缺口集中部位如杆与头部的过度处或螺纹根部产生延迟断裂和疲劳断裂而导致早期失效。
轻量化、大功率是电动工具的发展方向，通过提高螺栓强度，不仅可以减轻电动工具自身重量，还可以将与螺栓相连接的部件尺寸经优化设计而减小，使得电动工具在满足使用工况的同时保证了外形尺寸的紧凑性。传统12.9级螺栓采用42CrMo钢，其常用的热处理工艺为：首先加热到870℃进行奥氏体化、后在室温下进行油淬火、再回火的调质工艺，最终获得回火马氏体的金相组织，其抗拉强度为1250MPa～1350MPa，不能满足大功率、轻量化电动工具的使用要求。
综上所述，如何克服上述缺陷从而提高螺栓机械强度，以解决其应用于大功率电动工具出现的早期失效问题，就成为本领域工作人员亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于现有技术存在上述缺陷，为此，本发明提供一种电动工具用高强度螺栓的热处理方法，可将传统M10x35/12.9级螺栓升级为14.9级，抗拉强度达到1500MPa～1600MPa，可以满足大功率电动工具的使用工况。
本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：
本发明揭示了一种电动工具用高强度螺栓的热处理方法，包括如下步骤：
(1)锻造符合要求的高强度螺栓；
(2)锻造后，对螺栓毛坯进行机加工，机加工时留有热处理变形量；
(3)将机加工后的螺栓毛坯进行精加工，得到螺栓半成品；
（4）将精加工后的螺栓半成品送至在气氛保护及计算机控制下的全自动盐淬设备中；
（5）在全自动盐淬设备的加热炉中，将螺栓加热至820℃～920℃后保温35分钟～80分钟进行奥氏体化处理；
（6）将经过步骤 （5） 奥氏体化处理后的螺栓投入到全自动盐淬设备盐浴炉的盐槽中，在盐槽中迅速降温至300℃～400℃后保温1小时～2小时进行等温淬火热处理，获得贝氏体金相组织；
（7）将螺栓从盐浴炉中取出，室温条件下用水清洗；
（8）经过清洗及干燥后得到等温淬火高强度螺栓；
（9）对等温淬火高强度螺栓进行表面发黑处理，得到高强度螺栓成品。
优选地，根据本发明的电动工具用高强度螺栓的热处理方法，所述步骤(1)中高强度螺栓的材质为42CrMo。
优选地，根据本发明的电动工具用高强度螺栓的热处理方法，所述步骤（4）中全自动盐淬设备采用的保护气氛包括但不限于氢气、氮气和一氧化碳。
优选地，根据本发明的电动工具用高强度螺栓的热处理方法，所述全自动盐淬设备采用的保护气氛为一氧化碳。
优选地，根据本发明的电动工具用高强度螺栓的热处理方法，所述步骤（6）中盐浴炉使用的熔融盐液包括氯化钠、氯化钾、氯化钡、硝酸钠、硝酸钾和亚硝酸钠中的至少一种。
优选地，根据本发明的电动工具用高强度螺栓的热处理方法，所述熔融盐液为质量比为50%的硝酸钾和质量比为50%的亚硝酸钠的混合液。
优选地，根据本发明的电动工具用高强度螺栓的热处理方法，所述步骤（7）中采用超声波清洗机对高强度螺栓进行清洗处理。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下的优点：
本发明揭示了一种电动工具用高强度螺栓的热处理方法，可使传统12.9级螺栓经该盐浴等温淬火热处理后，强度增加至14.9级，抗拉强度达到1500MPa～1600MPa，满足了大功率电动工具的使用工况；同时，经热处理后的高强度螺栓变形量小、耐磨性增强，使用寿命延长。
附图说明
通过阅读下文具体实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出具体实施方式的目的，而并不认为是对发明的限制。在附图中：
图1是本发明电动工具用高强度螺栓热处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细的说明。所述实施例的示例在附图中示出，在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的具体实施方式的示例性说明，旨在用于解释本发明，而不构成为对本发明的限制。
图1中示出，电动工具用高强度螺栓的热处理方法，包括如下步骤：
步骤101：锻造符合设计或使用要求的高强度螺栓工件。
所述高强度螺栓工件采用传统M10x35/12.9级螺栓，材质为42CrMo。
步骤102：高强度螺栓工件粗加工。
锻造后，对高强度螺栓工件进行机加工，机加工时留有热处理变形量。
步骤103：高强度螺栓工件精加工。
将机加工后的螺栓毛坯进行研磨等精加工处理，得到螺栓半成品。
步骤104：将精加工后的高强度螺栓送至全自动盐淬装置。
将精加工后的螺栓半成品送至在气氛保护及计算机控制下的全自动盐淬设备中，保护气氛以避免工件表面氧化脱碳，计算机控制以避免人为因素影响，使以下步骤的等温淬火热处理的质量更加稳定。
在该步骤中，全自动盐淬设备采用的保护气氛可以是氢气、氮气、一氧化碳等。
步骤105：将高强度螺栓加热至820℃～920℃后保温35分钟～80分钟进行奥氏体化处理，此步骤主要目的在于促使高强度螺栓的基体均质化，使基体完全变态成为奥氏体。
步骤106：在全自动盐淬设备盐浴炉的盐槽中迅速降温至300℃～400℃后保温1小时～2小时进行等温淬火热处理。此步骤需要快速冷却，否则在冷却过程中产生的中间体组织会对螺栓材料的显微组织与机械性质产生影响。
在该步骤中，盐浴炉使用的熔融盐液可以是氯化钠、氯化钾、氯化钡、硝酸钠、硝酸钾和亚硝酸钠中的一种或多种，即可以是上述各熔融盐液成分的混合液。
步骤107：在常温条件的水浴中，用水清洗高强度螺栓。
该步骤中，可以采用超声波清洗机对高强度螺栓进行清洗处理。超声波清洗机不仅可以将高强度螺栓表面的残余物清洗干净，还可以将高强度螺栓端部盲孔或螺纹间隙中的杂质清洁出来，超声波清洗机操作简单、清洁效果佳且清洁效率高。
步骤108：经过清洗及干燥后得到等温淬火螺栓。
经过清洗后的高强度螺栓，经过烘干干燥后得到等温淬火高强度螺栓。
步骤109：对上述等温淬火高强度螺栓进行表面发黑处理，可在螺栓表面形成一层氧化膜以隔绝空气，达到防锈目的，从而得到高强度螺栓成品。
实施例1
一种冲击电钻用高强度螺栓的热处理方法，采用材质为42CrMo的标准件M10x35/12.9级螺栓，因此，螺栓等温淬火热处理前的工序省略，主要包括如下步骤：
(1) 将螺栓工件送至在气氛保护及计算机控制下的全自动盐淬设备中，保护气氛为一氧化碳；
(2) 在全自动盐淬设备的加热炉中，将螺栓加热至900℃后保温80分钟，进行奥氏体化处理；
(3) 将经过步骤 (2) 奥氏体化处理后的螺栓投入到全自动盐淬设备盐浴炉的盐槽中，在盐槽中迅速降温至370℃后保温1.5小时进行等温淬火热处理；其中，所述熔融盐液为质量比为50%的硝酸钾和质量比为50%的亚硝酸钠的混合液；
(4) 常温条件下，在超声波清洗机中进行螺栓清洗；
(5) 经过清洗后的螺栓，经烘干后得到等温淬火螺栓；
(6) 对等温淬火螺栓进行表面发黑处理，得到螺栓成品。
经检测，实施例1中螺栓成品获得贝氏体金相组织，抗拉强度达到1560MPa，且耐磨性增强，使用寿命增加。
实施例2
一种电锤用高强度螺栓的热处理方法，采用M10x35/12.9级的标准件螺栓，锻造等通用工序省略，主要包括如下步骤：
(1)将螺栓送至在气氛保护及计算机控制下的全自动盐淬设备中，保护气氛为一氧化碳；
(2)在全自动盐淬设备的加热炉中，将螺栓加热至820℃后保温40分钟进行奥氏体化处理；
(3)将经过步骤 (2) 奥氏体处理后的螺栓投入到全自动盐淬设备盐浴炉的盐槽中，在盐槽中迅速降温至330℃后保温1小时进行等温淬火热处理；其中，所述熔融盐液为质量比为50%的硝酸钾和质量比为50%的硝酸钠的混合液；
(4) 常温条件下，在超声波清洗机中进行螺栓清洗；
(5) 经过清洗后的螺栓，经烘干后得到等温淬火螺栓；
(6) 对等温淬火螺栓进行表面发黑处理，得到螺栓成品。
经检测，实施例2中螺栓成品获得贝氏体金相组织，抗拉强度达到1520MPa，且耐磨性增加，使用寿命延长。
本发明提供的电动工具用高强度螺栓的热处理方法，可使传统12.9级螺栓经该盐浴等温淬火热处理后，获得贝氏体金相组织，强度增加至14.9级，抗拉强度达到1500MPa～1600MPa，满足了大功率电动工具的使用工况；同时，经热处理后的高强度螺栓变形量小、耐磨性增强，使用寿命延长。
应该注意的是，上述实施例是对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的数据或步骤。

Claims (5)

1.一种电动工具用高强度螺栓的热处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)锻造符合要求的高强度螺栓，所述高强度螺栓材质为42CrMo；
(2)锻造后，对螺栓毛坯进行机加工，机加工时留有热处理变形量；
(3)将机加工后的螺栓毛坯进行精加工，得到螺栓半成品；
（4）将精加工后的螺栓半成品送至在气氛保护及计算机控制下的全自动盐淬设备中；
（5）在全自动盐淬设备的加热炉中，将螺栓加热至820℃～920℃后保温35分钟～80分钟进行奥氏体化处理；
（6）将经过步骤 （5） 奥氏体化处理后的螺栓投入到全自动盐淬设备盐浴炉的盐槽中，在盐槽中迅速降温至300℃～400℃后保温1小时～2小时进行等温淬火热处理，获得贝氏体金相组织；
（7）将螺栓从盐浴炉中取出，室温条件下置于超声波清洗机中用水清洗；
（8）经过清洗及干燥后得到等温淬火高强度螺栓；
（9）对等温淬火高强度螺栓进行表面发黑处理，得到高强度螺栓成品。
2.根据权利要求1所述的一种电动工具用高强度螺栓的热处理方法，其特征在于：所述步骤（4）中全自动盐淬设备采用的保护气氛包括但不限于氢气、氮气和一氧化碳。
3.根据权利要求2所述的一种电动工具用高强度螺栓的热处理方法，其特征在于：所述全自动盐淬设备采用的保护气氛为一氧化碳。
4.根据权利要求1所述的一种电动工具用高强度螺栓的热处理方法，其特征在于：所述步骤（6）中盐浴炉使用的熔融盐液包括氯化钠、氯化钾、氯化钡、硝酸钠、硝酸钾和亚硝酸钠中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种电动工具用高强度螺栓的热处理方法，其特征在于：所述熔融盐液为质量比为50%的硝酸钾和质量比为50%的亚硝酸钠的混合液。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110172555B (zh) * 2019-06-27 2020-12-25 上海交通大学 一种改善钢的表层抗氢脆性能的脱碳工艺
DE102020107194A1 (de) * 2020-03-16 2021-09-16 Ejot Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung einer Schraube und Schraube
CN115181841B (zh) * 2022-06-01 2024-07-02 舟山市7412工厂 一种十六点八级超高强度螺栓的热处理方法
CN116144910B (zh) * 2022-12-27 2024-01-05 艾普零件制造（苏州）股份有限公司 一种齿轮表面淬火装置及工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102995029A (zh) * 2012-11-27 2013-03-27 宁波腾玲工贸有限公司 一种螺栓加工的热处理工艺
CN103233215A (zh) * 2013-05-10 2013-08-07 江苏永昊高强度螺栓有限公司 螺栓表面发黑工艺
CN103834854A (zh) * 2014-03-20 2014-06-04 上海宝华威热处理设备有限公司 一种用于热处理生产线推拉车的等温淬火球墨铸铁辊轮及其生产方法
CN105154785A (zh) * 2015-07-16 2015-12-16 江苏永昊高强度螺栓有限公司 高强度螺栓及其制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102995029A (zh) * 2012-11-27 2013-03-27 宁波腾玲工贸有限公司 一种螺栓加工的热处理工艺
CN103233215A (zh) * 2013-05-10 2013-08-07 江苏永昊高强度螺栓有限公司 螺栓表面发黑工艺
CN103834854A (zh) * 2014-03-20 2014-06-04 上海宝华威热处理设备有限公司 一种用于热处理生产线推拉车的等温淬火球墨铸铁辊轮及其生产方法
CN105154785A (zh) * 2015-07-16 2015-12-16 江苏永昊高强度螺栓有限公司 高强度螺栓及其制造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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"进口高强度螺栓的组织与性能研究";兑卫真等;《福建工程学院学报》;20030831;第1卷(第2期);第19-23页

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