CN113198859B - 一种高效环保螺栓拉拔方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效环保螺栓拉拔方法，包括如下步骤：将盘条扭曲旋转进行剥皮处理得到预处理盘条；对预处理盘条进行酸洗得到酸洗盘条；将酸洗盘条加热至300‑500℃，保温1‑2h，保温过程中采用钢刷360°旋转清除表面残留杂质，继续升温至500‑560℃，保温10‑30min，除磷后进行拉拔得到预拉拔盘条；将预拉拔盘条进行中和涂硼处理得到涂硼盘条；将涂硼盘条升温，保温，继续升温，采用直进式连续拉丝机进行再次拉拔得到拉拔盘条；将拉拔盘条采用冷镦塑形工艺形成螺栓头部，通过搓丝板使螺纹成形，预热，保温，送盐浴处理，降温，保温，油冷，保温，空冷至室温，得到高效环保螺栓。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种高效环保螺栓拉拔方法。
背景技术
螺栓也被称为工业之米，在日常生活和工业生产制造当中必不可少，可见螺栓的运用之广泛。螺栓目前广泛应用在电子产品、机械产品、数码产品、电力设备、机电机械产品、船舶、车辆、水利工程等。螺栓在工业上负有重要任务。
随着经济社会的发展，人们对日常生活中经常用到的材料之一螺栓提出了更高的要求，除了应当具备其他金属材料所具备的好的机械力学性能外，还增加了强度更高、韧性更大等要求。在一些对螺栓要求严苛的应用领域，只有同时具备高强度、高硬度且优异韧性的螺栓，才能满足其要求。
拉拔是螺栓生产中的重要步骤，拉拔过程中钢条的形状、尺寸、机械性能等多项重要指标均会发生变化，目前普通螺栓的拉拔工艺，其断面收缩率较大，与螺母的配合率低，废品率会超过10％。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高效环保螺栓拉拔方法。
一种高效环保螺栓拉拔方法，包括如下步骤：
S1、将盘条经360-720°扭曲旋转进行剥皮处理得到预处理盘条；
S2、对预处理盘条采用盐酸进行酸洗，酸洗温度为65-75℃，酸洗时间为2-6s，得到酸洗盘条；
S3、将酸洗盘条加热至300-500℃，保温1-2h，保温过程中采用钢刷360°旋转清除表面残留杂质，继续升温至500-560℃，保温10-30min，除磷后进行拉拔，缓慢降至室温得到预拉拔盘条；
S4、将预拉拔盘条进行中和涂硼处理，硼化温度为70-80℃，硼化时间为2-4s，得到涂硼盘条；
S5、将涂硼盘条升温至500-600℃，保温1-2h，继续升温至680-720℃，再次拉拔得到拉拔盘条；
S6、将拉拔盘条采用冷镦塑形工艺形成螺栓头部，通过搓丝板使螺纹成形，送入至预热至300-350℃的预热炉中，保温20-40min，送入至盐浴炉中，升温至500-600℃，保温10-20min，降温至300-350℃，保温1-2h，油冷至150-200℃，保温1-2h，空冷至室温，得到高效环保螺栓。
优选地，S2中，盐酸浓度为120-145g/L。
优选地，S3中，采用弯曲法机械除磷。
优选地，S3中，拉拔后的减面率为8-12％。
优选地，S3缓慢降至室温的过程中，降温速度为1-4℃/min。
优选地，S4中，硼砂浓度为120-140g/L。
优选地，S5的具体操作如下：将涂硼盘条以2-6℃/min的速度升温至500-600℃，保温1-2h，继续以1-3℃/min的速度升温至680-720℃，采用直进式连续拉丝机进行再次拉拔得到拉拔盘条。
优选地，S5中，拉拔后的减面率为5-10％。
优选地，S6中，盐浴炉中盐液由浓度为88-92g/L的氯化钾溶液、浓度为205-215g/L的硫酸钠溶液按质量比为1：1-2混合而成。
优选地，S6快速降温至300-350℃的过程中，降温速度为5-15℃/min。
本发明的技术效果如下所示：
本发明过程简单，操作简单，各步骤配合，所得螺栓不仅强度高、断面收缩率小，而且废品率可降低至1％以下。本发明采用分次拉拔过程中，通过控制预拉拔盘条的热处理温度与减面率，有效控制钢条在拉拔后的表面质量，得到更为优质的成品，减少钢条的表面质量缺陷；经涂硼处理后再次进行拉拔处理，控制拉拔后的减面率为5-10％，拉拔盘条表面裂纹、竹节出现的几率降低至0.01％以内，所得螺栓坯体再经过热处理，可有效保证螺栓成品的物理性能，使所得螺栓的抗拉强度、韧性极高，力学性能优异，成品率极高。在保证高成品率的同时，其生产效率提高了12％以上，同时环保不污染环境，制备过程中使得的洗液可重复使用，环保性能优异。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种高效环保螺栓拉拔方法，包括如下步骤：
S1、将盘条经过放线架，经过360°扭曲旋转进行剥皮处理，松软钢筋，除去表面浮锈，得到预处理盘条；
S2、对预处理盘条采用浓度为145g/L的盐酸进行酸洗，酸洗温度为65℃，酸洗时间为6s，得到酸洗盘条；
S3、将酸洗盘条加热至300℃，保温2h，保温过程中采用钢刷360°旋转清除表面残留杂质，继续升温至500℃，保温30min，采用弯曲法机械除磷后进行拉拔，拉拔后的减面率为8％，缓慢降至室温，降温速度为4℃/min，得到预拉拔盘条；
S4、将预拉拔盘条进行中和涂硼处理，其中硼砂浓度为120g/L，硼化温度为80℃，硼化时间为2s，得到涂硼盘条；
S5、将涂硼盘条以6℃/min的速度升温至500℃，保温2h，继续以1℃/min的速度升温至720℃，采用直进式连续拉丝机进行再次拉拔，拉拔后的减面率为5％，得到拉拔盘条；
S6、将拉拔盘条采用冷镦塑形工艺形成螺栓头部，通过搓丝板使螺纹成形，送入至预热至350℃的预热炉中，保温20min，送入至盐浴炉中，升温至600℃，保温10min，快速降温至350℃，降温速度为5℃/min，保温2h，油冷至150℃，保温2h，空冷至室温，得到高效环保螺栓；
盐浴炉中盐液由浓度为88g/L的氯化钾溶液、浓度为215g/L的硫酸钠溶液按质量比为1：1混合而成。
实施例2
一种高效环保螺栓拉拔方法，包括如下步骤：
S1、将盘条经过放线架，经过720°扭曲旋转进行剥皮处理，松软钢筋，除去表面浮锈，得到预处理盘条；
S2、对预处理盘条采用浓度为120g/L的盐酸进行酸洗，酸洗温度为75℃，酸洗时间为2s，得到酸洗盘条；
S3、将酸洗盘条加热至500℃，保温1h，保温过程中采用钢刷360°旋转清除表面残留杂质，继续升温至560℃，保温10min，采用弯曲法机械除磷后进行拉拔，拉拔后的减面率为12％，缓慢降至室温，降温速度为1℃/min，得到预拉拔盘条；
S4、将预拉拔盘条进行中和涂硼处理，其中硼砂浓度为140g/L，硼化温度为70℃，硼化时间为4s，得到涂硼盘条；
S5、将涂硼盘条以2℃/min的速度升温至600℃，保温1h，继续以3℃/min的速度升温至680℃，采用直进式连续拉丝机进行再次拉拔，拉拔后的减面率为10％，得到拉拔盘条；
S6、将拉拔盘条采用冷镦塑形工艺形成螺栓头部，通过搓丝板使螺纹成形，送入至预热至300℃的预热炉中，保温40min，送入至盐浴炉中，升温至500℃，保温20min，快速降温至300℃，降温速度为15℃/min，保温1h，油冷至200℃，保温1h，空冷至室温，得到高效环保螺栓；
盐浴炉中盐液由浓度为92g/L的氯化钾溶液、浓度为205g/L的硫酸钠溶液按质量比为1：2混合而成。
实施例3
一种高效环保螺栓拉拔方法，包括如下步骤：
S1、将盘条经过放线架，经过540°扭曲旋转进行剥皮处理，松软钢筋，除去表面浮锈，得到预处理盘条；
S2、对预处理盘条采用浓度为130g/L的盐酸进行酸洗，酸洗温度为72℃，酸洗时间为3s，得到酸洗盘条；
S3、将酸洗盘条加热至450℃，保温1.3h，保温过程中采用钢刷360°旋转清除表面残留杂质，继续升温至540℃，保温15min，采用弯曲法机械除磷后进行拉拔，拉拔后的减面率为11％，缓慢降至室温，降温速度为2℃/min，得到预拉拔盘条；
S4、将预拉拔盘条进行中和涂硼处理，其中硼砂浓度为135g/L，硼化温度为73℃，硼化时间为3.5s，得到涂硼盘条；
S5、将涂硼盘条以3℃/min的速度升温至570℃，保温1.3h，继续以2.5℃/min的速度升温至690℃，采用直进式连续拉丝机进行再次拉拔，拉拔后的减面率为8％，得到拉拔盘条；
S6、将拉拔盘条采用冷镦塑形工艺形成螺栓头部，通过搓丝板使螺纹成形，送入至预热至320℃的预热炉中，保温35min，送入至盐浴炉中，升温至530℃，保温18min，快速降温至320℃，降温速度为12℃/min，保温1.3h，油冷至180℃，保温1.3h，空冷至室温，得到高效环保螺栓；
盐浴炉中盐液由浓度为91g/L的氯化钾溶液、浓度为208g/L的硫酸钠溶液按质量比为1：1.7混合而成。
实施例4
一种高效环保螺栓拉拔方法，包括如下步骤：
S1、将盘条经过放线架，经过540°扭曲旋转进行剥皮处理，松软钢筋，除去表面浮锈，得到预处理盘条；
S2、对预处理盘条采用浓度为140g/L的盐酸进行酸洗，酸洗温度为68℃，酸洗时间为5s，得到酸洗盘条；
S3、将酸洗盘条加热至350℃，保温1.7h，保温过程中采用钢刷360°旋转清除表面残留杂质，继续升温至520℃，保温25min，采用弯曲法机械除磷后进行拉拔，拉拔后的减面率为9％，缓慢降至室温，降温速度为3℃/min，得到预拉拔盘条；
S4、将预拉拔盘条进行中和涂硼处理，其中硼砂浓度为125g/L，硼化温度为77℃，硼化时间为2.5s，得到涂硼盘条；
S5、将涂硼盘条以5℃/min的速度升温至530℃，保温1.7h，继续以1.5℃/min的速度升温至710℃，采用直进式连续拉丝机进行再次拉拔，拉拔后的减面率为6％，得到拉拔盘条；
S6、将拉拔盘条采用冷镦塑形工艺形成螺栓头部，通过搓丝板使螺纹成形，送入至预热至340℃的预热炉中，保温25min，送入至盐浴炉中，升温至570℃，保温12min，快速降温至340℃，降温速度为8℃/min，保温1.7h，油冷至160℃，保温1.7h，空冷至室温，得到高效环保螺栓；
盐浴炉中盐液由浓度为89g/L的氯化钾溶液、浓度为212g/L的硫酸钠溶液按质量比为1：1.3混合而成。
实施例5
一种高效环保螺栓拉拔方法，包括如下步骤：
S1、将盘条经过放线架，经过540°扭曲旋转进行剥皮处理，松软钢筋，除去表面浮锈，得到预处理盘条；
S2、对预处理盘条采用浓度为135g/L的盐酸进行酸洗，酸洗温度为70℃，酸洗时间为4s，得到酸洗盘条；
S3、将酸洗盘条加热至400℃，保温1.5h，保温过程中采用钢刷360°旋转清除表面残留杂质，继续升温至530℃，保温20min，采用弯曲法机械除磷后进行拉拔，拉拔后的减面率为10％，缓慢降至室温，降温速度为2.5℃/min，得到预拉拔盘条；
S4、将预拉拔盘条进行中和涂硼处理，其中硼砂浓度为130g/L，硼化温度为75℃，硼化时间为3s，得到涂硼盘条；
S5、将涂硼盘条以4℃/min的速度升温至550℃，保温1.5h，继续以2℃/min的速度升温至700℃，采用直进式连续拉丝机进行再次拉拔，拉拔后的减面率为7％，得到拉拔盘条；
S6、将拉拔盘条采用冷镦塑形工艺形成螺栓头部，通过搓丝板使螺纹成形，送入至预热至330℃的预热炉中，保温30min，送入至盐浴炉中，升温至550℃，保温15min，快速降温至330℃，降温速度为10℃/min，保温1.5h，油冷至170℃，保温1.5h，空冷至室温，得到高效环保螺栓；
盐浴炉中盐液由浓度为90g/L的氯化钾溶液、浓度为210g/L的硫酸钠溶液按质量比为1：1.5混合而成。
将实施例3-5所得螺栓进行机械性能测试，其结果如下：
| 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| 螺栓心部硬度，HRC | 41 | 40 | 42 |
| 抗拉强度，Mpa | 1157 | 1095 | 1998 |
| 屈服强度，Mpa | 1088 | 1136 | 1248 |
| 延伸率，％ | 9.3 | 9.9 | 9.5 |
| 断面收缩率，％ | 36.5 | 37.3 | 37.0 |
| 冲击韧性，J/cm2 | 54 | 57 | 55 |
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高效环保螺栓拉拔方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将盘条经360-720°扭曲旋转进行剥皮处理得到预处理盘条；
S2、对预处理盘条采用盐酸进行酸洗，酸洗温度为65-75℃，酸洗时间为2-6s，得到酸洗盘条；
S3、将酸洗盘条加热至300-500℃，保温1-2h，保温过程中采用钢刷360°旋转清除表面残留杂质，继续升温至500-560℃，保温10-30min，除磷后进行拉拔，缓慢降至室温得到预拉拔盘条；拉拔后的减面率为8-12%；
S4、将预拉拔盘条进行中和涂硼处理，硼化温度为70-80℃，硼化时间为2-4s，得到涂硼盘条；
S5、将涂硼盘条升温至500-600℃，保温1-2h，继续升温至680-720℃，再次拉拔得到拉拔盘条；
其操作如下：将涂硼盘条以2-6℃/min的速度升温至500-600℃，保温1-2h，继续以1-3℃/min的速度升温至680-720℃，采用直进式连续拉丝机进行再次拉拔得到拉拔盘条，拉拔后的减面率为5-10%；
S6、将拉拔盘条采用冷镦塑形工艺形成螺栓头部，通过搓丝板使螺纹成形，送入至预热至300-350℃的预热炉中，保温20-40min，送入至盐浴炉中，升温至500-600℃，保温10-20min，降温至300-350℃，保温1-2h，油冷至150-200℃，保温1-2h，空冷至室温，得到高效环保螺栓。
2.根据权利要求1所述高效环保螺栓拉拔方法，其特征在于，S2中，盐酸浓度为120-145g/L。
3.根据权利要求1所述高效环保螺栓拉拔方法，其特征在于，S3中，采用弯曲法机械除磷。
4.根据权利要求1所述高效环保螺栓拉拔方法，其特征在于，S3缓慢降至室温的过程中，降温速度为1-4℃/min。
5.根据权利要求1所述高效环保螺栓拉拔方法，其特征在于，S4中，硼砂浓度为120-140g/L。
6.根据权利要求1所述高效环保螺栓拉拔方法，其特征在于，S6中，盐浴炉中盐液由浓度为88-92g/L的氯化钾溶液、浓度为205-215g/L的硫酸钠溶液按质量比为1：1-2混合而成。
7.根据权利要求1所述高效环保螺栓拉拔方法，其特征在于，S6快速降温至300-350℃的过程中，降温速度为5-15℃/min。
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