CN111647722B - 螺栓的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明及一种螺栓的生产工艺，应用在螺栓加工的技术领域，其包括如下步骤：A1、选择中碳钢原材；A2、退火热处理；A3、原材表面处理；A4、成型；A5、成型热处理，将成型后的螺栓放入组合式热处理炉中淬火后进行高温回火；A6、防锈处理。本发明具有增加螺栓强度的效果。

Description

螺栓的生产工艺
技术领域
本发明及螺栓加工的技术领域，尤其是涉及一种螺栓的生产工艺。
背景技术
螺栓是基础工业体系中不可或缺的连接件之一，由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件。
公告号为CN108817869B的中国专利公开了一种扭剪型螺栓的生产工艺，包括如下步骤，S1，选料；S2,钢材表面处理；S3，钢材成型；S4，成型后的螺栓热处理；S5，防锈处理；热处理装置包括框架、进料机构、输送机构、安装机构、冷却机构、加热机构，安装机构包括安装座、安装管，安装管内壁中空且安装管内部与螺栓的螺纹段直径相同。
但是在实际应用桥梁、钢轨等连接时，通常需要螺栓具有较高的强度，因此上述生产工艺还有待改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种螺栓的生产工艺，具有增加螺栓强度的效果。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种螺栓的生产工艺，包括如下步骤：A1、选择中碳钢原材；A2、退火热处理；A3、原材表面处理；A4、成型；A5、成型热处理，将成型后的螺栓放入组合式热处理炉中淬火后进行高温回火；A6、防锈处理。
通过采用上述技术方案，采取含碳较高的中碳钢，淬火后高温回火，得到稳定的回火索氏体，使得螺栓在高塑性情况下保持足够的强度；退火处理利于消除原材内应力，增加其可段造型。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在步骤A2中，将原材放入退火炉内，先缓慢升温至680-715℃并保温5.5-7.5h，再缓慢降温至550℃，最后随炉冷却至常。
通过采用上述技术方案，升温、保温、降温三个流程，调整原材结晶组织，降低硬度，改良线材常温加工性。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在步骤A3中，将原材浸入常温且浓度为20%-25%的盐酸溶液中。
通过采用上述技术方案，利用盐酸将原材退火处理时形成的氧化膜去除，以减小原材在冷镦成型加工中对模具造成损伤。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在步骤A5中的组合式热处理炉包括立架、沿立架高度方向从下至上依次排列的第一炉体和若干第二炉体，所述第一炉体固定在立架内且第一炉体底端设有密封底座，各个所述第二炉体均沿垂直于立架高度方向滑动连接在立架上，各个所述第二炉体与移动方向相平行的两侧均设有耳座，所述立架在每个第二炉体的移动方向上均设有两个第一液压缸，两个所述第一液压缸的活塞杆分别与两个耳座连接；
所述立架顶端设有卷扬机，所述卷扬机的辊筒通过牵引绳连接有炉门，所述牵引绳与炉门间分别设有挂钩和卡环，所述炉门底面连接有用于放置螺栓的吊笼。
通过采用上述技术方案，操作者根据待热处理的螺栓数量来选择组合式热处理炉，当螺栓数量较少时，直接将吊笼吊放在第一炉体中盖上炉盖进行热处理，当螺栓数量较多时，第一液压缸驱动相应的第二炉体移动并与第一炉体进行逐个堆叠，再将吊笼吊放入第一炉体和第二炉体内，增加了组合式热处理炉的适用范围，利于提高资源利用率。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：两个所述耳座上均转动连接有导轮组，所述立架内设有供导轮组移动的第一导轨。
通过采用上述技术方案，第二炉体移动时，导轮与第一导轨间的滚动摩擦代替了原先的滑动摩擦，利于减小第二炉体移动时受到的阻力。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述立架在各个第二炉体处均设有两个第二液压缸，两个所述第二液压缸分别与两个耳座对应，两个所述第二液压缸的活塞杆上均设有水平的第二导轨，两个所述耳座上均设有支杆，所述支杆远离耳座的一端设有与第二导轨相配合的导向块，当所述导轮组位于第一导轨内时，相邻两个所述第二炉体间存在间距，第一炉体顶部与位于其上方的第二炉体底部存在间距；
所述第一液压缸活塞杆与耳座连接的一端分别设有滑块和滑槽，所述滑槽与第二炉体移动方向相垂直。
通过采用上述技术方案，第一液压缸驱动第二炉体前进，当导轮组与第一导轨分离时，导向块移动至第二导轨内，第二液压缸驱动耳座下降，使得第二炉体堆放在第一炉体上，利用第二炉体自身重力提高其与第一炉体间的密封性。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第二导轨内设有定位板，当所述导轮组与定位板抵触时，所述第二炉体与第一炉体正对。
通过采用上述技术方案，定位板对导向块的位置进行限定，减小了第二炉体移动过行程的可能。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述定位板上设有接近开关，所述第二导轨上设有定位座，所述定位座内滑动连接有铁板，所述铁板底面设有定位柱，所述第二导轨和导向块上均开设有定位孔，所述定位座上设有电磁铁。
通过采用上述技术方案，当导向块移动至定位孔与定位柱正对时，电磁铁失电消磁，定位柱在重力作用下插入定位孔内，限制住导向块的移动，提高了第二炉体移动时的稳定性。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述吊笼包括若干依次拼接的立柱和若干穿设在立柱上的托盘，相邻两个所述立柱在相对的一端分别设有螺柱和螺孔，所述螺柱螺接在螺孔内；相邻两个所述托盘间设有分隔环，所述分隔环套在立柱上，所述立柱底端设有承托架，所述立柱顶端螺纹连接有吊板，所述吊板上设有吊环，所述炉门底面设有与吊环相扣合的吊钩。
通过采用上述技术方案，操作者根据螺栓数量来选择相应数量的立柱和托盘进行组拼，方便灵活。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述托盘上开设有若干通孔。
通过采用上述技术方案，通孔减小了螺栓被挡住的面积，使得螺栓在热处理时与空气充分接触，提供热处理效果。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过淬火加高温回火的方式增加了螺栓的强度；利用酸洗方式清除原材表面的氧化层，利于提高螺栓成型质量；
2.组合式热处理炉的内部容量和吊笼的层数均可根据螺栓的数量进行适应性调整，方便灵活；第二炉体与第一炉体以及第二炉体间依靠自重进行密封，减少了热量流失。
附图说明
图1是本实施例的结构示意图。
图2是本实施例用于体现第二炉体和耳座的结构示意图。
图3是图2中A处放大图。
图4是本实施例用于体现第二导轨和导向块的结构示意图。
图5是本实施例用于体现吊笼的结构示意图。
图6是本实施例用于体现第一炉体和第二炉体位置的结构示意图。
图中，1、立架；11、第一炉体；111、密封底座；12、第二炉体；13、耳座；14、第一液压缸；15、卷扬机；16、牵引绳；161、挂钩；17、炉门；171、卡环；172、吊钩；2、导轮组；21、第一导轨；22、第二液压缸；23、第二导轨；24、支杆；241、导向块；25、滑块；26、滑槽；27、定位板；271、接近开关；28、定位座；281、电磁铁；29、铁板；291、定位柱；292、定位孔；3、吊笼；31、立柱；32、托盘；321、通孔；33、螺柱；34、螺孔；35、分隔环；36、承托架；37、吊板；38、吊环。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明公开的一种螺栓的生产工艺，包括如下步骤：A1、选择中碳钢原材。
A2、将原材放入退火炉中进行退火，先缓慢升温至680-715℃并保温5.5-7.5h，再将炉内温度在3-4h内缓慢下降至550℃以下，最后随炉冷却至常温，起到了调整原材结晶组织，降低硬度，改良原材常温加工性能。
A3、原材表面处理，准备三份常温、浓度为20-25%的盐酸溶液，将退火处理后的原材依次浸入三份盐酸溶液内数分钟，去除原材表面的氧化膜，然后将原材浸入清水中，清除原材表面的盐酸腐蚀产物；取出原材并放入草酸溶液内，增加金属活性；将原材进入磷酸盐处理液，原材表面溶解生成不溶性化合物并附着在原材表面形成皮膜，利于减小原材在冷镦或成型等加工过程中对模具造成损伤；最后用清水将皮膜表面残余物冲洗掉。
A4、成型，通过多工位冷墩机对原材进行加工，切料、镦头、成形、倒角、搓丝、割槽。
A5、成型热处理，将成型后的螺栓放入组合式热处理炉中，先将原材加热到850℃进行淬火，淬火结束后再在100-500℃范围内进行高温回火，得到稳定的回火索氏体，使得螺栓在高塑性情况下保持足够的强度。
A6、防锈处理，采用电镀的方式，将螺栓浸于含有沉积金属化合物的水溶液中，以电流通过镀液，使电镀金属析出并沉积在螺栓表面，起到防锈美观的作用。
如图1所述，组合式热处理炉包括立架1、第一炉体11和若干第二炉体12，第一炉体11和第二炉体12均为结构相同的加热炉且均位于立架1内，第一炉体11与立架1固定，且第一炉体11底端设有密封底座111并支撑在地面上，若干第二炉体12位于第一炉体11上方并沿立架1高度方向依次排列。
如图2所示，各个第二炉体12相背的两侧均垂直设有耳座13，两个耳座13底面均转动连接有沿耳座13长度方向排列的导轮组2，立架1内设有供导轮组2移动的第一导轨21，使得第二炉体12沿垂直于立架1高度方向移动，两个耳座13关于第二炉体12移动方向对称分布。
如图3所示，立架1在每个第二炉体12的移动方向上均设有两个第一液压缸14，两个第一液压缸14分别与两个耳座13相对应，且两个第一液压缸14的活塞杆上均设有滑块25，两个耳座13上均开设有与第二炉体12移动方向垂直的滑槽26，滑块25滑动在滑槽26内，当第一液压缸14活塞杆伸缩运动时，带动第二炉体12往复移动。
如图2和图3所示，两个耳座13上均竖直连接有若干支杆24，每个耳座13上的各个支杆24在远离对应耳座13的一端通过导向块241连接，导向块241与耳座13相平行，立架1在各个炉体处均设有两个关于炉体对称分布的第二液压缸22，相对的两个第二液压缸22分别与两个耳座13对应，第二液压缸22竖直朝下且其活塞杆上连接有第二导轨23，第二导轨23位于耳座13上方，当导轮组2支撑在第一导轨21上时，第二导轨23与导向块241正对，位于最下端的第二炉体12底部与第一炉体11顶部存在间距，相邻两个第二炉体12间亦存在间距。
如图4所示，第二导轨23内设有定位板27，定位板27侧壁设有接近开关271，第二导轨23上设有定位座28，定位座28内滑动连接有沿竖直方向移动的铁板29，铁板29底面设有定位柱291，第二导轨23和导向块241上均开设有定位孔292，定位座28上设有电磁铁281，当电磁铁281处于初始位置时，电磁铁281通电得磁吸住铁板29，使得定位柱291位于第二导轨23上方。第一液压缸14驱动第二炉体12前进，当导向块241移动至第二导轨23内并与定位板27抵触时，接近开关271检测到导向块241位置，此时第二炉体12与第一炉体11正对，两个定位孔292与定位柱291正对。
如图2所示，立架1顶部设有卷扬机15，卷扬机15的辊筒通过牵引绳16连接有炉门17，牵引绳16与炉门17上分别设有挂钩161和卡环171，挂钩161与卡环171相扣合，将炉门17吊起，炉门17底面连接有用于放置螺栓的吊笼3。
如图5所示，吊笼3包括若干依次拼接的立柱31和若干穿设在立柱31上的托盘32，相邻两个立柱31在拼接的一端分别设有螺柱33和螺孔34，螺柱33螺接在螺孔34内，使得两个立柱31固定，位于长度两端的两个立柱31端部分别螺纹连接有承托架36和吊板37，吊板37上设有吊环38，承托架36支撑在地面上，将立柱31撑起，此时吊环38位于承托架36上方，相邻两个托盘32间设有分隔环35，分隔环35套在立柱31上，各个托盘32上均开设有若干通孔321，螺栓堆在各个托盘32上；炉门17与第一炉体11正对且炉门17底面设有与吊环38相扣合的吊钩172。
本实施例的实施原理为：立架1（如图6）安置于基坑内，吊笼3高于基坑坑口，操作者先根据螺栓的数量选择所需的第二炉体12，第一液压缸14驱动第二炉体12前进，当导向块241移动至第二导轨23内并与定位板27抵触时，第一液压缸14暂停，电磁铁281断电消磁，铁板29在自重下下落，使得定位柱291插入导向块241上的定位孔292内，限制了导向块241的移动，第二液压缸22启动，驱动第二炉体12下降并支撑在第一炉体11上，剩余的第二炉体12按照相同步骤依次叠放。
选择所需的托盘32数量并组装数个吊笼3，然后将螺栓铺在各个托盘32上，使吊环38与挂钩161扣合，卷扬机15启动，收卷牵引绳16，将吊笼3提升至第二炉体12上方，卷扬机15反转，释放牵引绳16，将吊笼3吊放入第一炉体11内，拉动牵引绳16使挂钩161与吊环38分离，挂钩161上升；第二个吊笼3采用相同方法吊放并使其支撑在第一吊笼3上，最后一个吊笼3在吊放时，先将挂钩161与卡环171扣合，再将该吊笼3的吊环38与吊钩172扣合，当吊笼3放入第二炉体12内时炉门17刚好盖在最顶端的第二炉体12上。
若螺栓数量较少，一炉即可完成热处理作业，则直接组装一个吊笼3，挂钩161钩住炉门17，将吊笼3吊在炉门17下方，再吊放至第一炉体11内，炉门17封住第一炉体11。
在实际加工过程中，由于热护理炉内部容量一般是固定的，无法根据待热处理螺栓的数量进行改变，若螺栓数量过多，则需要多个或大型热处理炉，若螺栓数量较少，又会造成资源浪费，通过组合式热处理炉，根据待热处理螺栓的数量合理选择所需第二炉体和吊笼的数量，使得螺栓与热处理容量相匹配，既可节约资源，又能提高热处理效率。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种螺栓的生产工艺，其特征在于包括如下步骤：A1、选择中碳钢原材；A2、退火热处理；A3、原材表面处理；A4、成型；A5、成型热处理，将成型后的螺栓放入组合式热处理炉中淬火后进行高温回火；A6、防锈处理；
在步骤A5中的组合式热处理炉包括立架(1)、沿立架(1)高度方向从下至上依次排列的第一炉体(11)和若干第二炉体(12)，所述第一炉体(11)固定在立架(1)内且第一炉体(11)底端设有密封底座(111)，各个所述第二炉体(12)均沿垂直于立架(1)高度方向滑动连接在立架(1)上，各个所述第二炉体(12)与移动方向相平行的两侧均设有耳座(13)，所述立架(1)在每个第二炉体(12)的移动方向上均设有两个第一液压缸(14)，两个所述第一液压缸(14)的活塞杆分别与两个耳座(13)连接；
所述立架(1)顶端设有卷扬机(15)，所述卷扬机(15)的辊筒通过牵引绳(16)连接有炉门(17)，所述牵引绳(16)与炉门(17)间分别设有挂钩(161)和卡环(171)，所述炉门(17)底面连接有用于放置螺栓的吊笼(3)；
两个所述耳座(13)上均转动连接有导轮组(2)，所述立架(1)内设有供导轮组(2)移动的第一导轨(21)；
所述立架(1)在各个第二炉体(12)处均设有两个第二液压缸(22)，两个所述第二液压缸(22)分别与两个耳座(13)对应，两个所述第二液压缸(22)的活塞杆上均设有水平的第二导轨(23)，两个所述耳座(13)上均设有支杆(24)，所述支杆(24)远离耳座(13)的一端设有与第二导轨(23)相配合的导向块(241)，当所述导轮组(2)位于第一导轨(21)内时，相邻两个所述第二炉体(12)间存在间距，第一炉体(11)顶部与位于其上方的第二炉体(12)底部存在间距；
所述第一液压缸(14)活塞杆与耳座(13)连接的一端分别设有滑块(25)和滑槽(26)，所述滑槽(26)与第二炉体(12)移动方向相垂直；
所述第二导轨(23)内设有定位板(27)，当所述导轮组(2)与定位板(27)抵触时，所述第二炉体(12)与第一炉体(11)正对；
所述定位板(27)上设有接近开关(271)，所述第二导轨(23)上设有定位座(28)，所述定位座(28)内滑动连接有铁板(29)，所述铁板(29)底面设有定位柱(291)，所述第二导轨(23)和导向块(241)上均开设有定位孔(292)，所述定位座(28)上设有电磁铁(281)；
步骤A5中，立架( 1) 安置于基坑内，吊笼( 3) 高于基坑坑口，操作者先根据螺栓的数量选择所需的第二炉体( 12) ，第一液压缸( 14) 驱动第二炉体( 12) 前进，当导向块(241) 移动至第二导轨( 23) 内并与定位板( 27) 抵触时，第一液压缸( 14) 暂停，电磁铁( 281) 断电消磁，铁板( 29) 在自重下下落，使得定位柱( 291) 插入导向块( 241) 上的定位孔( 292) 内，限制了导向块( 241) 的移动，第二液压缸( 22) 启动，驱动第二炉体(12) 下降并支撑在第一炉体( 11) 上，剩余的第二炉体( 12) 按照相同步骤依次叠放。
2.根据权利要求1所述的螺栓的生产工艺，其特征在于：在步骤A2中，将原材放入退火炉内，先缓慢升温至680-715℃并保温5.5-7.5h，再缓慢降温至550℃，最后随炉冷却至常温。
3.根据权利要求1所述的螺栓的生产工艺，其特征在于：在步骤A3中，将原材浸入常温且浓度为20%-25%的盐酸溶液中。
4.根据权利要求1所述的螺栓的生产工艺，其特征在于：所述吊笼(3)包括若干依次拼接的立柱(31)和若干穿设在立柱(31)上的托盘(32)，相邻两个所述立柱(31)在相对的一端分别设有螺柱(33)和螺孔(34)，所述螺柱(33)螺接在螺孔(34)内；相邻两个所述托盘(32)间设有分隔环(35)，所述分隔环(35)套在立柱(31)上，所述立柱(31)底端设有承托架(36)，所述立柱(31)顶端螺纹连接有吊板(37)，所述吊板(37)上设有吊环(38)，所述炉门(17)底面设有与吊环(38)相扣合的吊钩(172)。
5.根据权利要求4所述的螺栓的生产工艺，其特征在于：所述托盘(32)上开设有若干通孔(321)。
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