CN114193087A - 一种特种耐疲劳螺栓的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种特种耐疲劳螺栓的加工方法，包括如下步骤：S1选材；S2材料改制：除锈、酸洗、冷拔；S3下料；S4平头倒角车丝坯；S5锻造六角头坯子；S6球化退火；S7勒光头部尺寸；S8去应力正火；S9淬火并高温回火；S10抛丸处理；S11精加工相关尺寸；S12滚压加工；S13加工螺纹；S14表面处理；S15除氢处理。经过上述新的工艺步骤，使螺栓的疲劳寿命达到300万次以上，使螺栓在受高预紧力载荷以及交变载荷作用下，不会发生疲劳断裂的事故，从而保证了轨道交通车辆的运行安全。
Description
技术领域
本发明属于紧固件制造技术领域，尤其涉及一种特种耐疲劳螺栓的加工方法。
背景技术
螺栓作为一种机械零件，是一种与螺母相配合使用的圆柱形带螺纹的紧固件，由头部和带有外螺纹的螺杆组成，在日常生活当中和工业生产制造中应用广泛，螺栓也被称为工业之米。螺栓的运用范围有电子产品、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。随着经济的发展和城市的扩大，地铁成为越来越重要的交通工具，螺栓也大量应用于地铁等轨道交通领域，地铁车辆在运行中，螺栓由于受高预紧力载荷以及交变载荷作用下，螺栓发生疲劳断裂的事故时有发生，影响了车辆运行安全。在现有技术中，普通强度螺栓的疲劳寿命一般为一百万次左右，已经不能满足高速地铁的使用要求。
发明内容
针对上述现有技术所存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：提供能高疲劳寿命的一种特种耐疲劳螺栓的加工方法。
为了解决上述技术问题，本发明是通过如下技术措施实现的：一种特种耐疲劳螺栓的加工方法，包括如下步骤：
S1选材：选用优质合金调质钢35CrMoA的线材；
S2材料改制：除锈、酸洗、冷拔；
S3下料：在锯床上锯出毛坯棒，毛坯棒长度大于成品螺栓长度；
S4平头倒角车丝坯：对坯料的两端进行车削，车削出螺栓的螺杆及坯径；
S5锻造六角头坯子；锻坯尺寸单边加大0.6mm；
S6球化退火：将螺栓毛坯加热到710℃以上20～30℃，保温120分钟，然后随炉缓慢冷却，冷到500℃左右出炉空冷；
S7勒光头部尺寸：用钨钢合金六角勒光模加工；
S8去应力正火：将工件缓慢加热至较低温400～550℃，保持2个小时，再缓慢冷却；
S9淬火并高温回火：淬火温度为860℃，保温时间150分钟碳势0.4；保温结束接着淬火；然后进行高温回火，回火温度为630-660℃保温2.5小时后出炉空冷；然后用冷水清洗10-20分钟；
S10抛丸处理：用抛丸清理机对半成品螺栓进行表面处理；
S11精加工相关尺寸：精密车削光杆和垫圈面；
S12滚压加工：粗糙度0.1-0.5μm；
S13加工螺纹：按6e螺纹精度等级加工，调质热处理后滚压螺纹；
S14表面处理：挂镀锌或环保达克罗处理，涂层或镀层厚度检测验证，盐雾试验测试；
S15除氢处理：电镀前处理有酸洗时，在镀锌后不得迟于三小时进行除氢处理。
与现有技术相比，本发明的优点在于：经过上述新的工艺步骤，使螺栓的疲劳寿命达到300万次以上，使螺栓在受高预紧力载荷以及交变载荷作用下，不会发生疲劳断裂的事故，从而保证了轨道交通车辆的运行安全。
作为本发明的一种改进，所述毛坯棒长度大于成品螺栓长度5％。选用该设计的目的：为了给后面机加工时留一定的加工余量。
作为本发明的一种改进，所述坯径在常规工艺上加大0.15mm。选用该设计的目的：为了给后面机加工时留一定的加工余量。
作为本发明的一种改进，所述滚压加工后，螺纹的粗糙度0.3μm。选用该设计的目的：粗糙度0.3μm，通过一般的滚压螺纹工艺就能达到，性价比高。
作为本发明的一种改进，电镀前处理有酸洗时，在镀锌后半小时内进行除氢处理。选用该设计的目的：电镀后都会有数量不等的氢原子存在，所以要在短时间内去氢，时间一长，氢原子会扩散至金属内部，难以去氢，半小时内除氢处理是为了避免氢脆现象的发生。
附图说明
构成本发明一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明所述的一种特种耐疲劳螺栓的组合使用状态下的检测报告第1页。
图2为本发明所述的一种特种耐疲劳螺栓的组合使用状态下的检测报告第2页。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
以本公司规格M12*80mm的8.8级的特种耐疲劳螺栓为例。
1选材：选用优质合金调质钢35CrMoA的线材。
2材料改制：除锈、酸洗、冷拔。目的是为了去除表层氧化物等杂质。
3下料：在锯床上锯出长度为83mm的毛坯棒。
4平头倒角车丝坯：对坯料的两端进行车削，车削出螺栓的螺杆部分，坯径在常规工艺上加大0.15mm，作为余量。
5锻造六角头坯子；锻坯尺寸单边加大0.6mm。
6球化退火：将螺栓毛坯加热到710℃以上20～30℃，保温2个小时，然后随炉缓慢冷却，冷到500℃左右出炉空冷。
7勒光头部尺寸：用钨钢合金六角勒光模加工。
8去应力正火：将工件缓慢加热至较低温500℃，保持2个小时，再缓慢冷却。目的是：细化晶粒，改进力学性能，去除冷、热加工所产生的内应力。
9淬火并高温回火：淬火温度为860℃，保温时间150分钟碳势0.4；保温结束接着淬火；然后进行高温回火，回火温度为630-660℃保温2.5小时后出炉空冷；然后用冷水清洗10-20分钟。
10抛丸处理：使用抛丸清理机对半成品螺栓进行表面处理，可增加表面压应力，延长产品寿命。
11精加工相关尺寸：精密车削光杆和垫圈面。
12滚压加工：滚压加工后，螺纹的粗糙度达到0.3μm。目的是降低粗糙度，提高疲劳强度。
13加工螺纹：按6e螺纹精度等级加工，调质热处理后滚压螺纹。
14表面处理：挂镀锌或环保达克罗处理，涂层或镀层厚度检测验证，盐雾试验测试。
15除氢处理：电镀前处理有酸洗，在镀锌后半小时内进行除氢处理，防止氢脆现象的发生。
本发明所述的一种特种耐疲劳螺栓，由上述特定的工艺做成的成品，在轨道交通领域，是与预埋槽道是一起配合使用的，本组合部件经过国家铁路产品质量监督检验中心的检测，疲劳寿命达到300万次以上(详见图1与图2)。在图1中，最底部一栏“备注”中，第3行：疲劳试验所配套T型螺栓生产厂家为奉化市领奇工贸有限公司。其中奉化市领奇工贸有限公司即是本发明专利的申请人，图2中序号3疲劳试验的技术要求为300万次无破损，符合要求。图2下部照片中，与预埋槽道相固定的螺栓即为本发明申请人所提供的螺栓。
本发明取得的有益效果：本发明所述的一种特种耐疲劳螺栓，采取了新的工艺步骤，使螺栓的疲劳寿命达到300万次以上，在受高预紧力载荷以及交变载荷作用下，螺栓也不会发生疲劳断裂的事故，从而保证了轨道交通车辆的运行安全。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。
Claims (5)
1.一种特种耐疲劳螺栓的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1选材：选用优质合金调质钢35CrMoA的线材；
S2材料改制：除锈、酸洗、冷拔；
S3下料：在锯床上锯出毛坯棒，毛坯棒长度大于成品螺栓长度；
S4平头倒角车丝坯：对坯料的两端进行车削，车削出螺栓的螺杆及坯径；
S5锻造六角头坯子；锻坯尺寸单边加大0.6mm；
S6球化退火：将螺栓毛坯加热到710℃以上20～30℃，保温120分钟，然后随炉缓慢冷却，冷到500℃左右出炉空冷；
S7勒光头部尺寸：用钨钢合金六角勒光模加工；
S8去应力正火：将工件缓慢加热至较低温400～550℃，保持2个小时，再缓慢冷却；
S9淬火并高温回火：淬火温度为860℃，保温时间150分钟碳势0.4；保温结束接着淬火；然后进行高温回火，回火温度为630-660℃保温2.5小时后出炉空冷；然后用冷水清洗10-20分钟；
S10抛丸处理：用抛丸清理机对半成品螺栓进行表面处理；
S11精加工相关尺寸：精密车削光杆和垫圈面；
S12滚压加工：粗糙度0.1-0.5μm；
S13加工螺纹：按6e螺纹精度等级加工，调质热处理后滚压螺纹；
S14表面处理：挂镀锌或环保达克罗处理，涂层或镀层厚度检测验证，盐雾试验测试；
S15除氢处理：电镀前处理有酸洗时，在镀锌后不得迟于三小时进行除氢处理。
2.根据权利要求1所述的一种特种耐疲劳螺栓的加工方法，其特征是：所述毛坯棒长度大于成品螺栓长度5％。
3.根据权利要求1所述的一种特种耐疲劳螺栓的加工方法，其特征是：所述坯径在常规工艺上加大0.15mm。
4.根据权利要求1所述的一种特种耐疲劳螺栓的加工方法，其特征是：所述滚压加工后，螺纹的粗糙度为0.3μm。
5.根据权利要求1所述的一种特种耐疲劳螺栓的加工方法，其特征是：电镀前处理有酸洗时，在镀锌后半小时内进行除氢处理。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115405604A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-11-29 | 惠州市益珉金属科技有限公司 | 一种新型螺栓及其加工方法 |
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