CN109531063A - 一种高强度螺栓加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度螺栓加工方法，包括S1：C 0.28～0.32、Mn 0.32～0.45、V 0.05～0.15、Si 0.15～0.25、W 0.01～0.03、P≤0.015、S≤0.015、Ni 0.50～1.20、Sn 0.15～0.25、Cu 0.15～0.25、Mo 0.15～0.35，余量为铁。本发明的高强度螺栓加工方法生产出的螺栓达到了高强度螺栓所需的硬度值、强度值，解决了高强度下螺栓的延迟断裂和疲劳断裂，在使用中连接可靠，不易折断，提高了螺栓寿命，满足了社会上各行业对高强度螺栓的使用需求。

Description

一种高强度螺栓加工方法
技术领域
本发明涉及螺栓加工技术领域，特别是一种高强度螺栓加工方法。
背景技术
螺栓是机械行业中常用的紧固件，目前的加工方式一般为车削的成型，强度往往难以保证，有时在使用中产生掉头、杆部断裂等不安全现象，对工业生产危害很大。因此对高强度螺栓生产方法加以研究和改进，确保高强度螺栓的质量稳定性，对技术和经济的发展具有重要作用。此外，螺栓处于相对潮湿的环境中时，容易生锈腐蚀，最终导致断裂或裂纹，形成潜在的事故源。
发明内容
针对以上技术的不足，本发明的目的就是提供一种高强度螺栓加工方法。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种高强度螺栓加工方法，加工步骤包括：
S1：通过铸造工艺制得杆料毛坯，控制杆料毛坯的各化学成分的重量比应满足下述要求：C 0.28～0.32、Mn 0.32～0.45、V 0.05～0.15、Si 0.15～0.25、W 0.01～0.03、P≤0.015、S≤0.015、Ni 0.50～1.20、Sn 0.15～0.25、Cu 0.15～0.25、Mo 0.15～0.35，余量为铁；
S2：对杆料毛坯分段进行镀铜润滑；
S3：将杆料毛坯放入模具型腔内，以镦锻力使杆料形成螺栓所需的头部和杆部尺寸；
S4：对冷镦后的杆料通过往复式辗牙机将料杆的螺纹辗制成型；
S5：热处理，第一次将螺栓的螺纹端在500℃下加热60分钟，再将炉温升温至900℃，保持加热30分钟，再将炉温升温至1100℃，保温3小时，然后出炉淬火，淬火后再放入炉内，将炉温升温至550℃，保温6-8小时，再出炉用水性淬火液冷却，冷却后再放入炉内，将炉温升温至550℃，保温5-6小时，再出炉水冷；第二次是将螺栓的光杆端在700℃下，用水性淬火液进行淬火，再将淬火后的螺栓放入炉内，将炉温升至600℃，加热60分钟，最后进行渗碳处理，将渗碳剂送入回火炉内，在1100℃温度范围内渗碳处理50～120分钟；
S6：采用无心磨对杆部进行抛光；
S7：钝化处理，将热处理后的螺栓放入温度为130～140℃的钝化液中进行钝化处理10分钟；
S8：表面处理，将钝化后的螺栓半成品先清洗除油、抛丸，再在黑色达克罗涂液中浸涂或喷涂，接着经100℃烘烤20分钟，然后在400℃下固化30分钟，得螺栓成品。
进一步地，所述步骤S5中，所述热处理在真空热处理炉内进行。
进一步地，所述步骤S5中的渗碳剂是将三氧化二铝细粉35～50Wt％、石墨粒15～30Wt％及碳酸盐或/和碳酸氢盐35～50Wt％搅拌混合均匀后得到。
进一步地，所述步骤S7中的钝化液是由下述重量配比的物质制备而成：4～6份水溶性钼酸盐、8～12份水溶性锰盐、70～100份碱性硅溶胶、80～100份水溶性丙烯酸树脂，80～100份水。
进一步地，所述步骤S8中的黑色达克罗涂液由下述重量配比的物质制备而成：50份环氧树脂；20-40份石墨；50-60份锌粉；0.1-0.5份十六醇聚氧乙烯醚；0.5-3份正丁醇；2-10份铬酸溶液；40-100份甲苯。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：本发明在普通的高强度螺栓钢的基础上降低了硫、磷，硅，锰的含量，并增加了Cu和Mo的含量，不仅在强度和硬度上能够达到高强度螺栓钢的要求，而且由于化学成分的改变，其显微组织也发生改变，降低磷、硫含量不仅可以改善钢的塑韧性和耐延迟断裂性能，还可以改善钢的冷加工性能，达到了高强度螺栓所需的硬度值、强度值，解决了高强度下螺栓的延迟断裂和疲劳断裂，在使用中连接可靠，不易折断，提高了螺栓寿命，满足了社会上各行业对高强度螺栓的使用需求。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明公开了一种高强度螺栓加工方法，加工步骤包括：
S1：通过铸造工艺制得杆料毛坯，控制杆料毛坯的各化学成分的重量比应满足下述要求：C 0.28～0.32、Mn 0.32～0.45、V 0.05～0.15、Si 0.15～0.25、W 0.01～0.03、P≤0.015、S≤0.015、Ni 0.50～1.20、Sn 0.15～0.25、Cu 0.15～0.25、Mo 0.15～0.35，余量为铁；
S2：对杆料毛坯分段进行镀铜润滑；
S3：将杆料毛坯放入模具型腔内，以镦锻力使杆料形成螺栓所需的头部和杆部尺寸；
S4：对冷镦后的杆料通过往复式辗牙机将料杆的螺纹辗制成型；
S5：热处理，第一次将螺栓的螺纹端在500℃下加热60分钟，再将炉温升温至900℃，保持加热30分钟，再将炉温升温至1100℃，保温3小时，然后出炉淬火，淬火后再放入炉内，将炉温升温至550℃，保温6-8小时，再出炉用水性淬火液冷却，冷却后再放入炉内，将炉温升温至550℃，保温5-6小时，再出炉水冷；第二次是将螺栓的光杆端在700℃下，用水性淬火液进行淬火，再将淬火后的螺栓放入炉内，将炉温升至600℃，加热60分钟，最后进行渗碳处理，将渗碳剂送入回火炉内，在1100℃温度范围内渗碳处理50～120分钟；
S6：采用无心磨对杆部进行抛光；
S7：钝化处理，将热处理后的螺栓放入温度为130～140℃的钝化液中进行钝化处理10分钟；
S8：表面处理，将钝化后的螺栓半成品先清洗除油、抛丸，再在黑色达克罗涂液中浸涂或喷涂，接着经100℃烘烤20分钟，然后在400℃下固化30分钟，得螺栓成品。
所述步骤S5中，所述热处理在真空热处理炉内进行。
所述步骤S5中的渗碳剂是将三氧化二铝细粉35～50Wt％、石墨粒15～30Wt％及碳酸盐或/和碳酸氢盐35～50Wt％搅拌混合均匀后得到。
所述步骤S7中的钝化液是由下述重量配比的物质制备而成：4～6份水溶性钼酸盐、8～12份水溶性锰盐、70～100份碱性硅溶胶、80～100份水溶性丙烯酸树脂，80～100份水。
所述步骤S8中的黑色达克罗涂液由下述重量配比的物质制备而成：50份环氧树脂；20-40份石墨；50-60份锌粉；0.1-0.5份十六醇聚氧乙烯醚；0.5-3份正丁醇；2-10份铬酸溶液；40-100份甲苯。
根据本发明的螺栓加工生产的螺栓，经过检测试验其机械性能数值如下，螺栓心部硬度达52-55HRC，抗拉强度达到1220Mpa，屈服强度达到1200Mpa，延伸率大于10％，断面收缩率大于35％，冲击韧性大于60J/cm2，综合机械性能比现有工艺制造出的螺栓高15％。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种高强度螺栓加工方法，其特征在于：加工步骤包括：
S1：通过铸造工艺制得杆料毛坯，控制杆料毛坯的各化学成分的重量比应满足下述要求：C 0.28～0.32、Mn 0.32～0.45、V 0.05～0.15、Si 0.15～0.25、W 0.01～0.03、P≤0.015、S≤0.015、Ni 0.50～1.20、Sn 0.15～0.25、Cu 0.15～0.25、Mo 0.15～0.35，余量为铁；
S2：对杆料毛坯分段进行镀铜润滑；
S3：将杆料毛坯放入模具型腔内，以镦锻力使杆料形成螺栓所需的头部和杆部尺寸；
S4：对冷镦后的杆料通过往复式辗牙机将料杆的螺纹辗制成型；
S5：热处理，第一次将螺栓的螺纹端在500℃下加热60分钟，再将炉温升温至900℃，保持加热30分钟，再将炉温升温至1100℃，保温3小时，然后出炉淬火，淬火后再放入炉内，将炉温升温至550℃，保温6-8小时，再出炉用水性淬火液冷却，冷却后再放入炉内，将炉温升温至550℃，保温5-6小时，再出炉水冷；第二次是将螺栓的光杆端在700℃下，用水性淬火液进行淬火，再将淬火后的螺栓放入炉内，将炉温升至600℃，加热60分钟，最后进行渗碳处理，将渗碳剂送入回火炉内，在1100℃温度范围内渗碳处理50～120分钟；
S6：采用无心磨对杆部进行抛光；
S7：钝化处理，将热处理后的螺栓放入温度为130～140℃的钝化液中进行钝化处理10分钟；
S8：表面处理，将钝化后的螺栓半成品先清洗除油、抛丸，再在黑色达克罗涂液中浸涂或喷涂，接着经100℃烘烤20分钟，然后在400℃下固化30分钟，得螺栓成品。
2.根据权利要求1所述的高强度螺栓加工方法，其特征在于：所述步骤S5中，所述热处理在真空热处理炉内进行。
3.根据权利要求1所述的高强度螺栓加工方法，其特征在于：所述步骤S5中的渗碳剂是将三氧化二铝细粉35～50Wt％、石墨粒15～30Wt％及碳酸盐或/和碳酸氢盐35～50Wt％搅拌混合均匀后得到。
4.根据权利要求1所述的高强度螺栓加工方法，其特征在于：所述步骤S7中的钝化液是由下述重量配比的物质制备而成：4～6份水溶性钼酸盐、8～12份水溶性锰盐、70～100份碱性硅溶胶、80～100份水溶性丙烯酸树脂，80～100份水。
5.根据权利要求1所述的高强度螺栓加工方法，其特征在于：所述步骤S8中的黑色达克罗涂液由下述重量配比的物质制备而成：50份环氧树脂；20-40份石墨；50-60份锌粉；0.1-0.5份十六醇聚氧乙烯醚；0.5-3份正丁醇；2-10份铬酸溶液；40-100份甲苯。
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