CN110315285A - 一种汽车用高强耐磨紧固件的制备方法 - Google Patents

一种汽车用高强耐磨紧固件的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车用高强耐磨紧固件的制备方法，包括如下步骤：（1）原料选择及处理；（2）加热；（3）坯件制备；（4）耐磨处理；（5）一次热处理；（6）螺纹加工；（7）二次热处理。本发明一种汽车用高强耐磨紧固件的制备方法，在高强度原料选择的基础上，通过加热、一次热处理和两次热处理工艺设计，有效提高了成型后的紧固件的力学性能，使其内部材料组织结构稳定，成型后的紧固件无开裂等缺陷，通过耐磨材料的设计，使得所得的紧固件成品兼具高强度和高耐磨性能，综合性能优异，市场前景广阔。

Description

一种汽车用高强耐磨紧固件的制备方法
技术领域
本发明涉及紧固件制备技术领域，特别是涉及一种汽车用高强耐磨紧固件的制备方法。
背景技术
紧固件是紧固两个或两个以上零件（或构件）紧固连接成为一件整体时所采用的一类机械零件的总称，广泛应用于各种机械、设备、车辆、船舶、铁路、桥梁、建筑、结构、工具、仪器、化工、仪表和用品等上面，它的特点是品种规格繁多，性能用途各异，而且标准化、系列化、通用化的程度也极高。
原料的选择和热处理工艺是影响紧固件性能的关键因素。现有成型工艺制备的汽车紧固件在使用过程中存在强度和耐磨性不足等缺陷，需要定期维护以保证性能，维护更换麻烦，影响使用性能。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种汽车用高强耐磨紧固件的制备方法，能够解决现有汽车紧固件存在的上述缺陷。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种汽车用高强耐磨紧固件的制备方法，包括如下步骤：
（1）原料选择及处理：选用1000 MPa级以上的高强度钢作为原料，并对其进行剥壳除磷处理；
（2）加热：将处理后的原料加热至500～800℃；
（3）坯件制备：将步骤（2）中加热后的原料锻造成型，得到紧固件坯件
（4）耐磨处理：将步骤（3）中制得的坯件表面先进行喷砂打磨，然后采用真空电镀离子溅射技术在其表面喷射耐磨材料；
（5）一次热处理：对步骤（3）中得到的坯件进行一次淬火和一次回火处理；
（6）螺纹加工：采用滚丝工艺对一次热处理后的坯件进行滚丝处理；
（7）二次热处理：对步骤（6）中得到的坯件进行二次淬火和二次回火处理，冷却后，得到所述高强耐磨紧固件。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（4）中，所述喷砂打磨的工艺条件为：喷砂处理后的表面粗糙度为0.5～2.5Ra。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（4）中，所述耐磨材料为耐磨石墨钢。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（5）中，所述一次淬火的方法为：将坯件置于淬火炉中，在淬火介质和气体的保护作用下进行程序淬火；所述程序淬火的方法为：先以15～30℃/min的速率升温至700～750℃，然后以5～10℃/min的速率升温至900～950℃，恒温保持60～90min后，冷却。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（5）中，所述一次回火的方法为：经淬火后的工件经加热回火，所述回火的温度为800～850℃，保温1～1.5h，然后降温至500～550℃进行后续制备。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（7）中，所述二次淬火的方法为：将坯件置于淬火炉中，在淬火介质和气体的保护作用下进行程序淬火；所述程序淬火的方法为：以15～30℃/min的速率升温至900～950℃，恒温保持2～3min后，冷却。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（7）中，所述二次回火的方法为：经淬火后的工件经加热回火，所述回火的温度为800～850℃，保温2～3h，然后冷却至室温。
在本发明一个较佳实施例中，所述淬火介质为：盐水或油。
在本发明一个较佳实施例中，所述淬火保护气体为惰性气体。
在本发明一个较佳实施例中，所述原料为42Cr Mo VNb APF1。
本发明的有益效果是：本发明一种汽车用高强耐磨紧固件的制备方法，在高强度原料选择的基础上，通过加热、一次热处理和两次热处理工艺设计，有效提高了成型后的紧固件的力学性能，使其内部材料组织结构稳定，成型后的紧固件无开裂等缺陷，通过耐磨材料的设计，使得所得的紧固件成品兼具高强度和高耐磨性能，综合性能优异，市场前景广阔。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例包括：
实施例1
本发明揭示了一种汽车用高强耐磨紧固件的制备方法，包括如下步骤：
（1）原料选择及处理：选用1000 MPa级以上的高强度钢作为原料，并对其进行剥壳除磷处理；其中，原料优选为1300MPa级的高强度钢42Cr Mo VNb APF1；所述剥壳除磷的方法为：用常温、摩尔浓度为15～30%的盐酸液浸泡处理40～60min，用清水冲洗后，然后在草酸液、磷酸盐液中形成皮膜后二次用清水清洗；
（2）加热：将处理后的原料加热至500～600℃，以便于后续坯件制备；
（3）坯件制备：将步骤（2）中加热后的原料锻造成型，得到紧固件坯件；
（4）耐磨处理：将步骤（3）中制得的坯件表面先进行喷砂打磨，然后采用真空电镀离子溅射技术在其表面喷射耐磨材料，所述耐磨材料为耐磨石墨钢；所述喷砂打磨的工艺条件为：喷砂处理后的表面粗糙度为0.5～2.5Ra；喷砂打磨后，坯件与溅射到其表面的耐磨石墨钢紧密结合，从而在坯件表面形成一层耐磨保护层，提高成型后紧固件的耐磨性能；
（5）一次热处理：对步骤（3）中得到的坯件进行一次淬火和一次回火处理；
所述一次淬火的方法为：将坯件置于淬火炉中，在盐水或油和惰性气体的保护作用下进行程序淬火；所述程序淬火的方法为：先以15～20℃/min的速率升温至700～750℃，然后以5℃/min的速率升温至900～950℃，恒温保持60～90min后，冷却；
所述一次回火的方法为：经淬火后的工件经加热回火，所述回火的温度为800～850℃，保温1h，然后降温至500～550℃进行后续制备；
（6）螺纹加工：采用滚丝工艺对一次热处理后的坯件进行滚丝处理；
（7）二次热处理：对步骤（6）中得到的坯件进行二次淬火和二次回火处理，冷却后，得到所述高强耐磨紧固件；
所述二次淬火的方法为：将坯件置于淬火炉中，在淬火介质盐水或油和惰性气体的保护作用下进行程序淬火；所述程序淬火的方法为：以20～30℃/min的速率升温至900～950℃，恒温保持2h后，冷却；
所述二次回火的方法为：经淬火后的工件经加热回火，所述回火的温度为800～850℃，保温2h，然后冷却至室温。
实施例2
本发明揭示了一种汽车用高强耐磨紧固件的制备方法，包括如下步骤：
（1）原料选择及处理：选用1000 MPa级以上的高强度钢作为原料，并对其进行剥壳除磷处理；其中，原料优选为1300MPa级的高强度钢42Cr Mo VNb APF1；所述剥壳除磷的方法为：用常温、摩尔浓度为15～30%的盐酸液浸泡处理40～60min，用清水冲洗后，然后在草酸液、磷酸盐液中形成皮膜后二次用清水清洗；
（2）加热：将处理后的原料加热至600～800℃，以便于后续坯件制备；
（3）坯件制备：将步骤（2）中加热后的原料锻造成型，得到紧固件坯件；
（4）耐磨处理：将步骤（3）中制得的坯件表面先进行喷砂打磨，然后采用离子溅射技术在其表面喷射耐磨材料，所述耐磨材料为耐磨石墨钢；所述喷砂打磨的工艺条件为：喷砂处理后的表面粗糙度为0.5～2.5Ra；喷砂打磨后，坯件与溅射到其表面的耐磨石墨钢紧密结合，从而在坯件表面形成一层耐磨保护层，提高成型后紧固件的耐磨性能；
（5）一次热处理：对步骤（3）中得到的坯件进行一次淬火和一次回火处理；
所述一次淬火的方法为：将坯件置于淬火炉中，在盐水或油和惰性气体的保护作用下进行程序淬火；所述程序淬火的方法为：先以20～30℃/min的速率升温至700～750℃，然后以10℃/min的速率升温至900～950℃，恒温保持90min后，冷却；
所述一次回火的方法为：经淬火后的工件经加热回火，所述回火的温度为800～850℃，保温1.5h，然后降温至500～550℃进行后续制备；
（6）螺纹加工：采用滚丝工艺对一次热处理后的坯件进行滚丝处理；
（7）二次热处理：对步骤（6）中得到的坯件进行二次淬火和二次回火处理，冷却后，得到所述高强耐磨紧固件；
所述二次淬火的方法为：将坯件置于淬火炉中，在淬火介质盐水或油和惰性气体的保护作用下进行程序淬火；所述程序淬火的方法为：以15～20℃/min的速率升温至900～950℃，恒温保持3h后，冷却；
所述二次回火的方法为：经淬火后的工件经加热回火，所述回火的温度为800～850℃，保温3h，然后冷却至室温。
本发明所制备的紧固件，结构强度高，耐磨性能好，使用寿命长，其强度比同类产品提高15%以上，耐磨性能提高25%以上。
本发明一种汽车用高强耐磨紧固件的制备方法，在高强度原料选择的基础上，通过加热、一次热处理和两次热处理工艺设计，有效提高了成型后的紧固件的力学性能，使其内部材料组织结构稳定，成型后的紧固件无开裂等缺陷，通过耐磨材料的设计，使得所得的紧固件成品兼具高强度和高耐磨性能，综合性能优异，市场前景广阔。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车用高强耐磨紧固件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）原料选择及处理：选用1000 MPa级以上的高强度钢作为原料，并对其进行剥壳除磷处理；
（2）加热：将处理后的原料加热至500～800℃；
（3）坯件制备：将步骤（2）中加热后的原料锻造成型，得到紧固件坯件；
（4）耐磨处理：将步骤（3）中制得的坯件表面先进行喷砂打磨，然后在其表面电镀一层耐磨材料；
（5）一次热处理：对步骤（3）中得到的坯件进行一次淬火和一次回火处理；
（6）螺纹加工：采用滚丝工艺对一次热处理后的坯件进行滚丝处理；
（7）二次热处理：对步骤（6）中得到的坯件进行二次淬火和二次回火处理，冷却后，得到所述高强耐磨紧固件。
2.根据权利要求1所述的汽车用高强耐磨紧固件的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，所述喷砂打磨的工艺条件为：喷砂处理后的表面粗糙度为0.5～2.5Ra。
3.根据权利要求1所述的汽车用高强耐磨紧固件的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，所述耐磨材料为耐磨石墨钢。
4.根据权利要求1所述的汽车用高强耐磨紧固件的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，所述一次淬火的方法为：将坯件置于淬火炉中，在淬火介质和气体的保护作用下进行程序淬火；所述程序淬火的方法为：先以15～30℃/min的速率升温至700～750℃，然后以5～10℃/min的速率升温至900～950℃，恒温保持60～90min后，冷却。
5.根据权利要求1所述的汽车用高强耐磨紧固件的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，所述一次回火的方法为：经淬火后的工件经加热回火，所述回火的温度为800～850℃，保温1～1.5h，然后降温至500～550℃进行后续制备。
6.根据权利要求1所述的汽车用高强耐磨紧固件的制备方法，其特征在于，所述步骤（7）中，所述二次淬火的方法为：将坯件置于淬火炉中，在淬火介质和气体的保护作用下进行程序淬火；所述程序淬火的方法为：以15～30℃/min的速率升温至900～950℃，恒温保持2～3h后，冷却。
7.根据权利要求1所述的汽车用高强耐磨紧固件的制备方法，其特征在于，所述步骤（7）中，所述二次回火的方法为：经淬火后的工件经加热回火，所述回火的温度为800～850℃，保温2～3h，然后冷却至室温。
8.根据权利要求4或6所述的汽车用高强耐磨紧固件的制备方法，其特征在于，所述淬火介质为：盐水或油。
9.根据权利要求4或6所述的汽车用高强耐磨紧固件的制备方法，其特征在于，所述淬火保护气体为惰性气体。
10.根据权利要求4或6所述的汽车用高强耐磨紧固件的制备方法，其特征在于，所述原料为42Cr Mo VNb APF1。
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