CN110656286A - 一种高强度螺栓及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度螺栓，所述螺栓中各成分按质量百分比包括：C 0.30‑0.38％，Mn 0.5‑0.7％，Si 0.28‑0.32％，P 0.018‑0.024％，S 0.018‑0.024％，Ni 0.3‑0.5％，Sn 0.05‑0.10％，Cu 0.1‑0.2％，Mo 0.2‑0.3％，Cr 0.9‑1.2％，Mg 0.03‑0.05％，B 0.02‑0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质，本发明还公开了一种高强度螺栓的加工方法，采用本发明公开的成分配比及加工方法制得的螺栓，具有优异的强度值，且能有效耐腐蚀，延长了螺栓的使用寿命。

Description

一种高强度螺栓及其加工方法
技术领域
本发明涉及一种高强度螺栓及其加工方法，属于螺栓生产技术领域。
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
为解决现有技术的不足，本发明提供一种高强度螺栓及其加工方法，采用本发明公开的成分配比及加工方法制得的螺栓，具有优异的强度值，且能有效耐腐蚀，延长了螺栓的使用寿命。
本发明所采用的技术方案为：
一种高强度螺栓，所述螺栓中各成分按质量百分比包括：C 0.30-0.38％，Mn 0.5-0.7％，Si 0.28-0.32％，P 0.018-0.024％，S 0.018-0.024％，Ni 0.3-0.5％，Sn 0.05-0.10％，Cu 0.1-0.2％，Mo 0.2-0.3％，Cr 0.9-1.2％，Mg 0.03-0.05％，B 0.02-0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质。
优选的，所述螺栓中各成分按质量百分比包括：C 0.30％，Mn 0.5％，Si 0.28％，P0.018％，S 0.018％，Ni 0.3％，Sn 0.05％，Cu 0.1％，Mo 0.2％，Cr 0.9％，Mg 0.03％，B0.02％，余量为Fe和不可避免的杂质。
优选的，螺栓中各成分按质量百分比包括：C 0.35％，Mn 0.6％，Si 0.30％，P0.020％，S 0.020％，Ni 0.4％，Sn 0.07％，Cu 0.15％，Mo 0.25％，Cr 1.0％，Mg 0.04％，B0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。
优选的，螺栓中各成分按质量百分比包括：C 0.38％，Mn 0.7％，Si 0.32％，P0.024％，S 0.024％，Ni 0.5％，Sn 0.10％，Cu 0.2％，Mo 0.3％，Cr 1.2％，Mg 0.05％，B0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种高强度螺栓的加工方法，包括如下步骤：
合金铸造：将由各成分按比重配比制得的钢原料在炉内进行球化处理，然后将球化处理后的原料拉直并切割成条制得毛坯料；
冷锻成型：将切割成条的毛坯料在室温下放入模具型腔内，挤压形成螺栓所需的头部和杆部制得半成品；
轧制成型：将半成品螺栓通过复式碾牙机轧制形成螺纹；
热处理：将轧制成型后的螺栓放置炉内，依次经过升温-保温-再升温-再保温-降温步骤进行热处理；
表面处理：将经过热处理后的螺栓进行抛光后，再将螺栓进行表面镀锌处理后放入盛有钝化液的容器内进行钝化处理，最后对螺栓进行阳极氧化处理制得成品。
优选的，所述合金铸造中球化处理为将钢原料在730-750℃下保温3h，然后降温至650-680℃，保温2h后，再降温至350-380℃后出炉空冷。
优选的，所述热处理中升温温度为500-550℃，保温时间为2.5-3h，再升温温度为600-650℃，再保温时间为2-2.5h，降温采用水冷并降至室温。
优选的，所述钝化液由一下质量百分比的成分组成：氯化钠 6-9％、硝酸钠 14-18％、硝酸铬7-9％、硫酸0.2-0.4％、硝酸 1-3％、盐酸 0.5-1％、氟硅酸钠3-4％，余量为水。
本发明的有益效果在于：
1. 采用降低P、S含量，改善了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，同时增添了Mg、B，使得螺栓能够达到了高强度螺栓所需的硬度值、强度值；
2.依次采用热处理、表面处理，提高了螺栓的硬度以及耐腐蚀性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做具体的介绍。
实施例1：一种高强度螺栓，所述螺栓中各成分按质量百分比包括：C 0.30％，Mn0.5％，Si 0.28％，P 0.018％，S 0.018％，Ni 0.3％，Sn 0.05％，Cu 0.1％，Mo 0.2％，Cr0.9％，Mg 0.03％，B 0.02％，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种高强度螺栓的加工方法，包括如下步骤：
合金铸造：将由各成分按比重配比制得的钢原料在炉内进行球化处理，然后将球化处理后的原料拉直并切割成条制得毛坯料；
冷锻成型：将切割成条的毛坯料在室温下放入模具型腔内，挤压形成螺栓所需的头部和杆部制得半成品；
轧制成型：将半成品螺栓通过复式碾牙机轧制形成螺纹；
热处理：将轧制成型后的螺栓放置炉内，依次经过升温-保温-再升温-再保温-降温步骤进行热处理；
表面处理：将经过热处理后的螺栓进行抛光后，再将螺栓进行表面镀锌处理后放入盛有钝化液的容器内进行钝化处理，最后对螺栓进行阳极氧化处理制得成品。
优选的，所述合金铸造中球化处理为将钢原料在730℃下保温3h，然后降温至650℃，保温2h后，再降温至350℃后出炉空冷。
优选的，所述热处理中升温温度为500℃，保温时间为2.5h，再升温温度为600℃，再保温时间为2h，降温采用水冷并降至室温。
优选的，所述钝化液由一下质量百分比的成分组成：氯化钠 6％、硝酸钠 14％、硝酸铬7％、硫酸0.2％、硝酸 1％、盐酸 0.5％、氟硅酸钠3％，余量为水。
实施例2：一种高强度螺栓，所述螺栓中各成分按质量百分比包括：C 0.35％，Mn0.6％，Si 0.30％，P 0.020％，S 0.020％，Ni 0.4％，Sn 0.07％，Cu 0.15％，Mo 0.25％，Cr1.0％，Mg 0.04％，B 0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种高强度螺栓的加工方法，包括如下步骤：
合金铸造：将由各成分按比重配比制得的钢原料在炉内进行球化处理，然后将球化处理后的原料拉直并切割成条制得毛坯料；
冷锻成型：将切割成条的毛坯料在室温下放入模具型腔内，挤压形成螺栓所需的头部和杆部制得半成品；
轧制成型：将半成品螺栓通过复式碾牙机轧制形成螺纹；
热处理：将轧制成型后的螺栓放置炉内，依次经过升温-保温-再升温-再保温-降温步骤进行热处理；
表面处理：将经过热处理后的螺栓进行抛光后，再将螺栓进行表面镀锌处理后放入盛有钝化液的容器内进行钝化处理，最后对螺栓进行阳极氧化处理制得成品。
优选的，所述合金铸造中球化处理为将钢原料在740℃下保温3h，然后降温至670℃，保温2h后，再降温至360℃后出炉空冷。
优选的，所述热处理中升温温度为530℃，保温时间为2.8h，再升温温度为630℃，再保温时间为2.2h，降温采用水冷并降至室温。
优选的，所述钝化液由一下质量百分比的成分组成：氯化钠 8％、硝酸钠 15％、硝酸铬8％、硫酸0.3％、硝酸 2％、盐酸 0.7％、氟硅酸钠3.5％，余量为水。
实施例3：一种高强度螺栓，所述螺栓中各成分按质量百分比包括：C 0.38％，Mn0.7％，Si 0.32％，P 0.024％，S 0.024％，Ni 0.5％，Sn 0.10％，Cu 0.2％，Mo 0.3％，Cr1.2％，Mg 0.05％，B 0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种高强度螺栓的加工方法，包括如下步骤：
合金铸造：将由各成分按比重配比制得的钢原料在炉内进行球化处理，然后将球化处理后的原料拉直并切割成条制得毛坯料；
冷锻成型：将切割成条的毛坯料在室温下放入模具型腔内，挤压形成螺栓所需的头部和杆部制得半成品；
轧制成型：将半成品螺栓通过复式碾牙机轧制形成螺纹；
热处理：将轧制成型后的螺栓放置炉内，依次经过升温-保温-再升温-再保温-降温步骤进行热处理；
表面处理：将经过热处理后的螺栓进行抛光后，再将螺栓进行表面镀锌处理后放入盛有钝化液的容器内进行钝化处理，最后对螺栓进行阳极氧化处理制得成品。
优选的，所述合金铸造中球化处理为将钢原料在750℃下保温3h，然后降温至680℃，保温2h后，再降温至380℃后出炉空冷。
优选的，所述热处理中升温温度为550℃，保温时间为3h，再升温温度为650℃，再保温时间为2.5h，降温采用水冷并降至室温。
优选的，所述钝化液由一下质量百分比的成分组成：氯化钠 9％、硝酸钠 18％、硝酸铬9％、硫酸0.4％、硝酸 3％、盐酸 1％、氟硅酸钠4％，余量为水。
以上所述仅是本发明专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种高强度螺栓，其特征在于：所述螺栓中各成分按质量百分比包括：C 0.30-0.38％，Mn 0.5-0.7％，Si 0.28-0.32％，P 0.018-0.024％，S 0.018-0.024％，Ni 0.3-0.5％，Sn 0.05-0.10％，Cu 0.1-0.2％，Mo 0.2-0.3％，Cr 0.9-1.2％，Mg 0.03-0.05％，B0.02-0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种高强度螺栓，其特征在于，所述螺栓中各成分按质量百分比包括：C 0.30％，Mn 0.5％，Si 0.28％，P 0.018％，S 0.018％，Ni 0.3％，Sn 0.05％，Cu0.1％，Mo 0.2％，Cr 0.9％，Mg 0.03％，B 0.02％，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种高强度螺栓，其特征在于，所述螺栓中各成分按质量百分比包括：C 0.35％，Mn 0.6％，Si 0.30％，P 0.020％，S 0.020％，Ni 0.4％，Sn 0.07％，Cu0.15％，Mo 0.25％，Cr 1.0％，Mg 0.04％，B 0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的一种高强度螺栓，其特征在于，所述螺栓中各成分按质量百分比包括：C 0.38％，Mn 0.7％，Si 0.32％，P 0.024％，S 0.024％，Ni 0.5％，Sn 0.10％，Cu0.2％，Mo 0.3％，Cr 1.2％，Mg 0.05％，B 0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种高强度螺栓的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
合金铸造：将由各成分按比重配比制得的钢原料在炉内进行球化处理，然后将球化处理后的原料拉直并切割成条制得毛坯料；
冷锻成型：将切割成条的毛坯料在室温下放入模具型腔内，挤压形成螺栓所需的头部和杆部制得半成品；
轧制成型：将半成品螺栓通过复式碾牙机轧制形成螺纹；
热处理：将轧制成型后的螺栓放置炉内，依次经过升温-保温-再升温-再保温-降温步骤进行热处理；
表面处理：将经过热处理后的螺栓进行抛光后，再将螺栓进行表面镀锌处理后放入盛有钝化液的容器内进行钝化处理，最后对螺栓进行阳极氧化处理制得成品。
6.根据权利要求5所述的一种高强度螺栓的加工方法，其特征在于，所述合金铸造中球化处理为将钢原料在730-750℃下保温3h，然后降温至650-680℃，保温2h后，再降温至350-380℃后出炉空冷。
7.根据权利要求5所述的一种高强度螺栓的加工方法，其特征在于，所述热处理中升温温度为500-550℃，保温时间为2.5-3h，再升温温度为600-650℃，再保温时间为2-2.5h，降温采用水冷并降至室温。
8.根据权利要求5所述的一种高强度螺栓的加工方法，其特征在于，所述钝化液由一下质量百分比的成分组成：氯化钠 6-9％、硝酸钠 14-18％、硝酸铬7-9％、硫酸0.2-0.4％、硝酸 1-3％、盐酸 0.5-1％、氟硅酸钠3-4％，余量为水。
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