CN112008339A - 微合金化加工强化u型螺栓的加工工艺 - Google Patents

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冯以盛
张云山
郝光希
许金兵
孙爱国
周天龙
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Qingdao Auto Parts Co ltd
Shandong Automobile Spring Factory Zibo Co ltd
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Qingdao Auto Parts Co ltd
Shandong Automobile Spring Factory Zibo Co ltd
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass

Abstract

本发明属于U型螺栓加工技术领域，具体涉及一种微合金化加工强化U型螺栓的加工工艺。加工工艺流程如下：进料→抛丸→冷拉强化→矫直→去料头下料→倒角→滚丝→折弯成形→精确校整→涂覆→入库。对比传统U型螺栓的生产工艺，本发明提供的微合金化加工强化U型螺栓的加工工艺，通过选取新型微合金化钢，保证强度的同时，降低了自重；在加工工艺中使用冷拉强化，提高钢材的强度。本发明不需要热处理工序，并采用滚丝，使产品的外形尺寸更加精确，螺纹强度更高，使用寿命更长。

Description

微合金化加工强化U型螺栓的加工工艺
技术领域
本发明属于U型螺栓加工技术领域，具体涉及一种微合金化加工强化U型螺栓的加工工艺。
背景技术
U型螺栓作为机械基础零部件—紧固件之一，是装备制造业重要的组成部分。其主要应用于汽车板簧安装以及船舶铁路等的配件固定连接。
目前，应用于汽车产业的国产传统的高端U型螺栓的生产工艺一般为进料、矫直、去料头、下料、两头缩径、倒角、滚丝/切丝、折弯成型、粗校整、热处理(淬火+回火)、精确校整、抛丸、涂覆、入库。在工艺路线中，传统的高端U型螺栓仍然采用热处理相变强化机理，通过淬火和回火改变金属的金相组织，来改善金属材料的性能。但是热处理时在高温状态下螺纹处容易出现部分氧化，脱碳，以至于尺寸会发生一定变化，在实际使用中螺纹连接处会不紧固，易松动；且热处理会有微变型，导致U型螺栓尺寸变化，并且产生残余应力，降低产品的使用寿命；另外热处理耗能大，污染大，不符合节能环保的理念。所以需要一种新型U型螺栓来改善已知问题，降低耗能与污染。
目前，国产传统的U型螺栓材料多为45#钢或40Cr钢，经调质处理后具有较良好的综合力学性能，基本可以满足使用需求。但是钢材自重仍然很大。目前在汽车行业，材料轻量化也是一种趋势。在不影响材料的强度情况下，通过使用新型微合金化钢作为材料，可以降低产品重量来降低车身的自重，从而提高车辆的燃油经济性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种微合金化加工强化U型螺栓的加工工艺，该U型螺栓使用新型微合金化钢材，在其加工工艺中无热处理这一加工工序，避免了热处理导致的一系列问题，且降低材料自重，满足轻量化要求。
本发明所述的微合金化加工强化U型螺栓的加工工艺，加工工艺流程如下：
进料→抛丸→冷拉强化→矫直→去料头下料→倒角→滚丝→折弯成形→精确校整→涂覆→入库。
所述的进料钢材选用以35CrMo或42CrMo为基础的微合金化钢材。
进一步地，所述的微合金化加工强化U型螺栓的加工工艺，具体加工工艺流程如下：
(1)进料，采用新型微合金化钢材作为原材料；
(2)抛丸，将钢材送进抛丸机中进行抛丸处理，经过抛丸处理去除表面氧化层，并使表面硬度提高；
(3)冷拉强化，对抛丸后的钢材进行冷拔使其发生塑性变形至要求截面尺寸，且造成钢材内部位错，使钢材的的强度提高，达到机械性能要求；
(4)矫直，将冷拔好的冷拉钢进行矫直；
(5)去料头下料，将钢材的不规则头尾处切去，并按照要求尺寸切断，得到U型螺栓的要求尺寸；
(6)倒角，对钢材两端进行倒角，方便下一步的滚丝；
(7)滚丝，在滚丝机上对钢材两端进行滚丝，螺纹的强度比车丝的更大，加强螺纹强度；
(8)折弯成形，按照尺寸要求对钢材进行折弯，得到U型螺栓雏形；
(9)精确校整，对折弯后的U型螺栓进行精确校整；
(10)涂覆，对成型的U型螺栓外层进行涂覆涂层；
(11)入库。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
对比传统U型螺栓的生产工艺，本发明提供的微合金化加工强化U型螺栓的加工工艺，通过选取新型微合金化钢，保证强度的同时，降低了自重；在加工工艺中使用冷拉强化，提高钢材的强度。本发明不需要热处理工序，并采用滚丝，使产品的外形尺寸更加精确，螺纹强度更高，使用寿命更长。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
所述的微合金化加工强化U型螺栓的加工工艺，包括以下步骤：
(1)进料，钢材选用以35CrMo为基础的微合金化钢；
(2)抛丸，将钢材送进抛丸机中，去除钢材表面氧化层，并使表面硬度提高；
(3)冷拉强化，对抛丸后的钢材进行冷拔使其发生塑性变形至要求截面尺寸，并提高钢材的强度；
(4)矫直，拉拔后尺寸会有明显变化，该步骤是对拉拔后的钢材进行矫直；
(5)去料头，下料，将钢材的不规则头尾处切去，并按照要求尺寸切断，便于进一步加工；
(6)倒角，对钢材两端进行倒角，方便下一步的滚丝；
(7)滚丝，在滚丝机上对钢材两端进行滚丝，螺纹的强度比车丝的更大，加强螺纹强度；
(8)折弯成形，按照尺寸要求对钢材进行折弯，得到U型螺栓雏形；
(9)精确校整，对折弯后的U型螺栓进行精确校整，调整平行度等；
(10)涂覆，对U型螺栓外层进行涂覆涂层，起到防腐蚀的功效；
(11)入库。
对比例1
以重卡车骑马螺栓(M24，10.9级)为对比例。
性能检测
将实施例1和对比例1中的螺栓进行性能对比，对比数据见表1。
表1实施例1和对比例1螺栓性能对比
Figure BDA0002646853940000031
从表1数据可见，本发明相比于对比例减重31.21％，疲劳寿命提高1.96倍，同时抗拉强度(σb)、屈服强度(σs)、延伸率以及断面收缩率均有所提高。
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims (5)

1.一种微合金化加工强化U型螺栓的加工工艺，其特征在于：加工工艺流程如下：
进料→抛丸→冷拉强化→矫直→去料头下料→倒角→滚丝→折弯成形→精确校整→涂覆→入库。
2.根据权利要求1所述的微合金化加工强化U型螺栓的加工工艺，其特征在于：所述的进料钢材选用以35CrMo或42CrMo为基础的微合金化钢。
3.根据权利要求1所述的微合金化加工强化U型螺栓的加工工艺，其特征在于：所述的冷拉强化是对抛丸后的钢材进行冷拔使其发生塑性变形至要求截面尺寸。
4.根据权利要求1所述的微合金化加工强化U型螺栓的加工工艺，其特征在于：所述的滚丝为在滚丝机上对钢材两端进行滚丝。
5.根据权利要求1所述的微合金化加工强化U型螺栓的加工工艺，其特征在于：加工工艺流程如下：
(1)进料，采用新型微合金化钢材作为原材料；
(2)抛丸，将钢材送进抛丸机中进行抛丸处理；
(3)冷拉强化，对抛丸后的钢材进行冷拔使其发生塑性变形至要求截面尺寸，并达到机械性能要求；
(4)矫直，将冷拔好的冷拉钢进行矫直；
(5)去料头下料，将钢材的不规则头尾处切去，并按照要求尺寸切断，得到U型螺栓的要求尺寸；
(6)倒角，对钢材两端进行倒角；
(7)滚丝，在滚丝机上对钢材两端进行滚丝；
(8)折弯成形，按照尺寸要求对钢材进行折弯，得到U型螺栓雏形；
(9)精确校整，对折弯后的U型螺栓进行精确校整；
(10)涂覆，对成型的U型螺栓外层进行涂覆涂层；
(11)入库。
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