CN109609738B - 手机用大扁头精密螺丝线材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了手机用大扁头精密螺丝线材及其制备方法。该手机用大扁头精密螺丝线材的制备方法包括如下步骤：一次酸洗磷化、一次拉拔、球化退火、二次酸洗磷化及二次拉拔；所述球化退火步骤为：将一次拉拔后的所述线坯置于退火炉中分别进行第一阶段退火与第二阶段退火，所述第一阶段退火的温度为700℃‑710℃，保温时间为4h‑6h，所述第二阶段退火的温度为650℃‑660℃，保温3h‑4h；手机用大扁头精密螺丝线材由上述的方法制成。本发明所述手机用大扁头精密螺丝线材的制备方法，制备的线材具有良好的塑性和均匀性、开裂率低。

Description

手机用大扁头精密螺丝线材及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属加工技术领域，具体涉及手机用大扁头精密螺丝线材及其制备方法。
背景技术
手机上使用的螺丝，精密度较高，对螺丝的塑性变形能力要求也很高，不能发生开裂的现象。
经过多年的发展，我国的材料水平已经发生了很大的进步，但是依然存在材料性能不稳定的情况，在加工过程中容易出现开裂的现象，随着我国的手机产业逐渐占领国际市场，质量更是其中需要保证的重点。
目前，我国用于生产手机精密螺丝的材料，各生产工艺参差不齐，材料的均匀度不好，有忽软忽硬的现象，甚至出现了开裂的不良现象。
发明内容
基于此，本发明有必要提供一种具有良好的塑性和均匀性、开裂率低的手机用大扁头精密螺丝线材的制备方法。
本发明还提供一种手机用大扁头精密螺丝线材。
为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：
一种手机用大扁头精密螺丝线材的制备方法，其包括如下步骤：一次酸洗磷化、一次拉拔、球化退火、二次酸洗磷化及二次拉拔；所述球化退火步骤为：将一次拉拔后的所述线坯置于退火炉中分别进行第一阶段退火与第二阶段退火，所述第一阶段退火的温度为700℃-710℃，保温时间为4h-6h，所述第二阶段退火的温度为650℃-660℃，保温3h-4h。
上述的手机用大扁头精密螺丝线材的制备方法，针对材料采用特定的退火温度、退火时间，严格控制退火参数，可以确保热处理后得到良好的球化组织，使得线材具有良好的塑性和均匀性，易于产品冷镦成型，提高手机用精密螺丝变形量和成材率即冷镦开裂率，减少开裂现象。
其中一些实施例中，所述第一阶段至所述第二阶段的降温速度为8℃/h-12℃/h。
其中一些实施例中，所述球化退火步骤全程在甲醇气氛中进行。
其中一些实施例中，所述线坯选择SWRCH22A碳素钢线，所述线坯的碳含量为0.18％-0.20％，硫含量不大于0.02％，磷含量不大于0.02％，铝含量为0.02％-0.04％。
其中一些实施例中，所述一次磷化步骤为：将所述线坯在全酸度为32-36度、温度为55℃-65℃的磷化液中浸泡5min-8min。
其中一些实施例中，所述二次磷化步骤为：将退火处理后的所述线坯在全酸度为32-36度、温度为55℃-65℃的磷化液中浸泡5min-8min。
其中一些实施例中，所述一次拉拔步骤和二次拉拔步骤每道拉拔工序的压缩率均为5％-10％。本发明还提供一种手机用大扁头精密螺丝线材，其由所述的手机用大扁头精密螺丝线材的制备方法制成。
其中一些实施例中，线坯的材质为SWRCH22A碳素钢，碳含量为0.18％-0.20％，硫含量不大于0.02％，磷含量不大于0.02％，铝含量为0.02％-0.04％。
其中一些实施例中，所述手机用大扁头精密螺丝线材的维氏硬度≤160，开裂率≤0.1％，抗拉强度为450MPa-550MPa。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明提供一种手机用大扁头精密螺丝线材的制备方法，其包括一次酸洗磷化、一次拉拔、球化退火、二次酸洗磷化及二次拉拔的步骤。经上述处理后，再经冷镦成型即可得到手机精密螺丝。
上述线材的线坯选择SWRCH22A碳素钢线，线坯的碳(C)含量为0.18％-0.20％，硫(S)含量不大于0.02％，磷(P)含量不大于0.02％，铝(Al)含量为0.02％-0.04％。C含量影响产品硬度的大小，确保C含量在上述范围内，保证产品硬度满足精密螺丝的需求要求。S、P元素为杂质元素，其存在过多会导致产品成型开裂，S、P含量在上述范围内，可以降低产品的开裂率。钢中加入上述含量的Al，可细化晶粒，提高球化退火后线材的塑性，有利于产品冷镦加工成型，提高手机用精密螺丝变形量和成材率，又不会影响线材本身的性能。线坯的直径为6.5mm-10.0mm，精度公差为±0.20mm，这样能够保证线坯处理后能满足手机精密螺丝的尺寸要求。
一次酸洗磷化步骤为：线坯在全酸度为32-36度、温度为55℃-65℃的磷化液中浸泡5min-8min。经该酸洗磷化步骤，线坯的表面镀上一层磷化膜，起到工序间间防锈和拉拔润滑的作用，其具有微孔结构的磷化膜富有延展性,润滑剂易嵌入微孔而被带入拉丝膜及冷镦成型模具中,因此具有良好的润滑效果，在拉拔及后续成型工艺中其润滑作用。采用该磷化工艺可以使得SWRCH22A碳素钢线线坯在较短的时间内即可镀上一层磷化膜，且磷化膜的延展性好，便于后续对SWRCH22A碳素钢线进行拉拔。针对SWRCH22A碳素钢线来说，全酸度低、温度低、磷化时间短会造成其形成的磷化膜薄，无法起工序间防锈及润滑作用，全酸度高、温度高、磷化时间长短会造成其形成的磷化膜晶粒粗大，磷化膜厚，与线材表层结合力差，在拉拔及成型过程中易脱落，无法起到润滑作用，造成拉拔模具及冷镦成型模具使用寿命短，产品表面拉伤。因此，在55℃-65℃的低温温度下，采用合适的温度进行磷化，可以在较短的时间内镀上一层磷化膜，并且该磷化膜的晶粒以及厚度，与线材的结合力好，便于后期进行拉拔。
一次拉拔步骤为：采用拉拔设备将一次酸洗磷化后的线坯进行几道拉拔，每次拉拔后线坯的直径缩小一次，合理地设计拉拔次数，将线坯拉到合适的直径。一次拉拔后的线坯再进行退火。每道拉拔均保证压缩率在5％-10％。
球化退火步骤为：将磷化处理后的所述线坯置于退火炉中分别进行第一阶段退火与第二阶段退火，所述第一阶段退火的温度为700℃-710℃，保温时间为4h-6h，所述第二阶段退火的温度为650℃-660℃，保温3h-4h。球化退火步骤为本发明的关键步骤，采用该退火工艺使得SWRCH22A碳素钢线线坯组织晶粒均匀，球化率高，珠光体分布均匀，无异常组，后续线材塑性变形能力强，适合塑性加工成形，能得到尺寸精密的产品，从而保证符合最终产品使用标准要求。加热温度是SWRCH22A碳素钢线球化退火的关键因素，渗碳体球化过程是在Fe-C平衡图的铁素体加渗碳体区域范围内进行的,加热温度应略低于A1点(727℃)。如果加热温度过高,进入Fe-C平衡图奥氏体加铁素体区域内,奥氏体的碳含量沿GS线变化,冷却时,奥氏体转变为片层珠光体；加热温度过低,碳原子扩散能力低,储存能释放不完全,渗碳体的球化过程就需要很长的时间。针对SWRCH22A碳素钢线采用上述特定的退火温度、退火时间，严格控制退火参数，可以确保热处理后得到良好的球化组织，使得线材具有良好的塑性和均匀性，易于产品冷镦成型，提高手机用精密螺丝变形量和成材率即冷镦开裂率，减少开裂现象。球化退火后的球化级别≥5级。
上述的球化退火步骤全程在甲醇气氛中进行。甲醇气体流量可以设置为1L/min-4L/min，保证线坯在退火过程中不发生脱碳现象。
其中第一阶段的温度到第二阶段的温度的降温速度为8℃/h-12℃/h，在该范围内缓慢降温，能够保证线坯退火自然过渡，防止降温速度过快造成的线材过脆容易开裂的现象。
其中的二次酸洗磷化步骤为:将线坯在全酸度为32-36度、温度为55℃-65℃的磷化液中浸泡5min-8min。针对SWRCH22A碳素钢线来说，全酸度低、温度低、磷化时间短会造成其形成的磷化膜薄，无法起工序间防锈及润滑作用，全酸度高、温度高、磷化时间长短会造成其形成的磷化膜晶粒粗大，磷化膜厚，与线材表层结合力差，在拉拔及成型过程中易脱落，无法起到润滑作用，造成拉拔模具及冷镦成型模具使用寿命短，产品表面拉伤。因此，在55℃-65℃的低温温度下，采用合适的温度进行磷化，可以在较短的时间内镀上一层磷化膜，并且该磷化膜的晶粒以及厚度，与线材的结合力好，便于后期进行拉拔。目前市场上使用的磷化工艺多为高温磷化，磷化温度基本在78℃-85℃之间，能耗较大。上述的磷化工艺不仅能保证磷化质量，还能降低能耗，改善工作环境。
二次拉拔步骤为：采用拉拔设备将一次拉拔后的线坯进行最后一道拉拔，将线坯拉到合适的直径，得到手机螺丝用精密线材。
本发明还保护上述的手机用大扁头精密螺丝线材的制备方法制备得到的机用大扁头精密螺丝线材。经测试，该线材的维氏硬度≤160，，开裂率≤0.1％，抗拉强度为450-550MPa。说明本发明所述的方法制得的线材塑性好、强度高、开裂率低。
以下将通过几个实施例来进一步说明本发明的实施方式。
实施例一
本实施例提供一种手机用大扁头精密螺丝线材的制备方法，包括如下步骤：一次酸洗磷化、一次拉拔、球化退火、二次酸洗磷化及二次拉拔。其中的一次酸洗磷化步骤为：线坯在全酸度为34度、温度为60℃的磷化液中浸泡6min，即可在线坯的表面形成磷化膜；一次拉拔步骤为：采用拉拔设备将一次酸洗磷化后的线坯进行几道拉拔；球化退火步骤为：将磷化处理后的线坯置于甲醇气氛保护的退火炉中分别进行第一阶段退火与第二阶段退火，第一阶段退火的温度为700℃，保温时间为5h，第二阶段退火的温度为660℃，保温3.5h；第一阶段至第二阶段的降温速度为10℃/h；二次酸洗磷化步骤为：线坯在全酸度为35度、温度为62℃的磷化液中浸泡7min；二次拉拔步骤为：采用拉拔设备将球化退火后的线坯进行最后一道拉拔，最终得到所需要的螺丝线材的直径。该实施例得到的手机用大扁头精密螺丝线材的硬度为155，开裂率为0.02％，抗拉强度为545MPa。
实施例二
本实施例提供一种手机用大扁头精密螺丝线材的制备方法，包括如下步骤：一次酸洗磷化、一次拉拔、球化退火、二次酸洗磷化及二次拉拔。其中的一次酸洗磷化步骤为：线坯在全酸度为36度、温度为55℃的磷化液中浸泡8min，即可在线坯的表面形成磷化膜；一次拉拔步骤为：采用拉拔设备将一次酸洗磷化后的线坯进行几道拉拔；球化退火步骤为：将磷化处理后的线坯置于退火炉中分别进行第一阶段退火与第二阶段退火，第一阶段退火的温度为710℃，保温时间为6h，第二阶段退火的温度为650℃，保温4h；第一阶段至第二阶段的降温速度为12℃/h；二次酸洗磷化步骤为：线坯在全酸度为36度、温度为60℃的磷化液中浸泡8min；二次拉拔步骤为：采用拉拔设备将球化退火后的线坯进行最后一道拉拔，最终得到所需要的螺丝线材的直径。该实施例得到的手机用大扁头精密螺丝线材的硬度为154，开裂率为0.03％，抗拉强度为540MPa。
实施例三
本实施例提供一种手机用大扁头精密螺丝线材的制备方法，包括如下步骤：一次酸洗磷化、一次拉拔、球化退火、二次酸洗磷化及二次拉拔。其中的一次酸洗磷化步骤为：线坯在全酸度为32度、温度为65℃的磷化液中浸泡5min，即可在线坯的表面形成磷化膜；一次拉拔步骤为：采用拉拔设备将一次酸洗磷化后的线坯进行几道拉拔；球化退火步骤为：将磷化处理后的线坯置于退火炉中分别进行第一阶段退火与第二阶段退火，第一阶段退火的温度为705℃，保温时间为4h，第二阶段退火的温度为660℃，保温3h；第一阶段至第二阶段的降温速度为8℃/h；二次酸洗磷化步骤为：线坯在全酸度为32度、温度为64℃的磷化液中浸泡5min；二次拉拔步骤为：采用拉拔设备将球化退火后的线坯进行最后一道拉拔，最终得到所需要的螺丝线材的直径。该实施例得到的手机用大扁头精密螺丝线材的硬度为158，开裂率为0.04％，抗拉强度为542MPa。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种手机用大扁头精密螺丝线材的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：一次酸洗磷化、一次拉拔、球化退火、二次酸洗磷化及二次拉拔；线坯选择SWRCH22A碳素钢线，所述线坯的碳含量为0.18%-0.20%，硫含量不大于0.02%，磷含量不大于0.02%，铝含量为0.02%-0.04%；
所述球化退火步骤为：将一次拉拔后的所述线坯置于退火炉中分别进行第一阶段退火与第二阶段退火，所述第一阶段退火的温度为700℃-710℃，保温时间为4h-6h，所述第二阶段退火的温度为650℃-660℃，保温3h-4h，所述第一阶段至所述第二阶段的降温速度为8℃/h-12℃/h；所述一次酸洗磷化步骤为：将所述线坯在全酸度为32-36度、温度为55℃-65℃的磷化液中浸泡5min-8min；所述二次酸洗磷化步骤为：将退火处理后的所述线坯在全酸度为32-36度、温度为55℃-65℃的磷化液中浸泡5min-8min。
2.根据权利要求1所述的手机用大扁头精密螺丝线材的制备方法，其特征在于，所述球化退火步骤全程在甲醇气氛中进行。
3.根据权利要求1所述的手机用大扁头精密螺丝线材的制备方法，其特征在于，所述一次拉拔步骤和二次拉拔步骤每道拉拔工序的压缩率均为5%-10%。
4.一种手机用大扁头精密螺丝线材，其特征在于，由权利要求1-3任一项所述的手机用大扁头精密螺丝线材的制备方法制成。
5.根据权利要求4所述的手机用大扁头精密螺丝线材，其特征在于，所述手机用大扁头精密螺丝线材的维氏硬度≤160，开裂率≤0.1%，抗拉强度为450 MPa -550MPa。
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