CN1597176A - 抗拉特性14.99级的锻造部品的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种抗拉特性14.99级的锻造部品的制造方法，该制造方法是将一合金钢线材经过球化退火→浸线→粗抽→软化退火→浸线→精抽后，加以锻造并搓牙成部品，再将该部品施以前洗净→进炉加热保温→淬火→后洗净→一次以上的回火→急冷等步骤，本发明能制出在140kgf/mm2的强度下，伸长率为9％～14％的具有14.99级高强韧机械性质的锻造部品的制造方法。
Description
【技术领域】
本发明是一种锻造部品制造方法，特别是涉及一种使锻造部品达到抗拉特性14.99级的机械性质的制造加工方法。
【背景技术】
随着科技的进步，各类产品在设计上乃针对轻、薄、短、小、精巧美观，以及强韧耐用等特性加以研发，就锻造部品而言，为供应各类产品不同用途的搭配使用，市面上出现有长、短、粗、细以及各种不同材料及机械性质的锻造胚品，而各国政府及民间团体为使生产者或使用者都能遵循特定的规范，乃建立共通的工业规格标准，确保材料的适用性及安全性，以避免纠纷，建立共识，提升品质，促进工业升级。在通行的工业规格中，由中央标准局订定的中国国家标准(Chinese National Standard以下简称CNS)，及国际标准组织(International Organization forStandardization以下简称ISO)898/1，分别规定有螺栓、螺钉、螺椿(以下统称为螺钉)的机械性质。
就CNS3934标准而言，其规定材料必须使用一定化学成份的碳钢及合金钢，并在抗拉强度测试、断裂伸长率测试及心部硬度测试等机械性质测试后，制订具有不同强度级数的螺钉，分别在横轴为最小抗拉强度、纵轴为延性伸长率的图表中的分布位置。而所述的强度级数的表示法是：整数的十倍就为抗拉强度，小数则为最小降伏强度与抗拉强度的比值。其中，抗拉强度(tensilestrength)为材料抵抗拉力的强度，常指拉伸试验(tensile test)中材料断裂前的最大应力，单位：公斤力/毫米2(kgf/mm2)。降伏强度(yieldstrength)是使材料呈现永久变形所需的最小应力，单位：公斤力/毫米2(kgf/mm2)。伸长率(％)＝[(材料在破坏点时的塑性变形后长度-原长)/原长]×100％。
虽然在CNS3934规格中具有14.9级的强力螺钉，但囿于旧有的材料及制造方法而难以制出，纵算勉强制造，也会因其材料强度增高，硬度、脆性也增加，而使其相当难以制造及使用。这是因为该螺钉部品在一锻造部品成型机中被冲锻时，随着冷加工量的增大，该螺钉的加工硬化程度也相对上升，所以在冲锻的过程中相当损耗模具，再者该部品的头部因压造变形量大，相对地加工硬化更为激增，甚至会使冲具更易断裂故障，而停留在模具内，因此，冲具、模具的使用寿命很短，且在制造时常须停机更换模具，而使制程难以顺畅，相当难以制造。再者该螺钉在使用上，也会因规格中订定在抗拉强度140kg/mm2时延伸率为7％以上的标准过低，使该部品因太脆经不起侧击而不符合需要，因为在实际使用的要求上，当拉力高达140kg/mm2时，延伸率至少须配合提高到9％以上，所以该14.9级的螺钉规格不符实际使用的需要。而使该14.9级螺钉在制造及使用上相对地不及12.9级，因此该14.9级规格渐不被采用而陆续取消。
本案发明人就是针对此旧有规范中的14.9级强力螺钉的制法加以研发，改良此锻造部品的材料及制法，使其在具备高强度的前提下，更配合具有高韧度的机械性质，以达到实际使用上整体机械性质的要求，赋予14.9级强力螺钉一新的生命，建立一新的14.99级的规范及制法。
【发明内容】
本发明的主要目的，是在于提供一种能制出伸长率为9％～14％的特性为14.99级的高强韧螺钉的抗拉特性14.99级的锻造部品的制造方法。
本发明提供一种抗拉特性14.99级的锻造部品的制造方法，其特征在于：其包括下述步骤：
(1)将一合金钢线材经过球化退火，再浸线，再进行粗抽，再进行软化退火，再进行浸线，再进行精抽的程序；
(2)将该经过(1)步骤的线材送入一锻造部品成型机中冲锻成部品，再经一搓牙机搓制形成牙纹；及
(3)将该部品加以热处理，该热处理流程为：搓牙后冷锻成型的锻造部品进行前洗净；再进炉加热保温760～900℃，保温时间50～90分钟；再淬火，温度865～880℃，油温60～130℃；再进行后洗净；再进行一次以上的回火，其中第一次回火时间50～90分钟，温度380～500℃；再进行急冷。
【附图说明】
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
图1是本发明抗拉特性14.99级的锻造部品的制造方法的一较佳实施例的制造流程图。
【具体实施方式】
如图1所示，本发明的制造方法的一较佳实施例，该实施例的加工制造方法，是依照下述步骤进行：
(1)选用一合金钢的线材材料，例如SCM445H(SAE4145H)的铬钼钢硬化线材，其化学成份含C0.43～0.48％、Si0.15～0.35％、Mn0.60～0.85％、P≤0.030％、S≤0.030％、Cr0.90～1.20％、Mo0.15～030％、Ni≤0.25％、Cu≤0.30％，以符合CNS3935的材料检验规定，并能达到所需的硬化能要求。当然，在材料设计上，也可选用SCM440、SCM440H、SCM445、SCM445H。
(2)将该SCM445H线材经过二次的球化退火及伸线的程序，使碳化物颗粒变圆变小增加柔软性和延展性，以利于冲锻挤压。步骤为：球化退火(低于变态温度，约680℃)→浸线(酸洗及磷酸盐皮膜)→粗抽(加工量20～30％)→球化退火(760℃)→浸线(酸洗及磷酸盐皮膜)→精抽(加工量5％以内)。当然，在退火及伸线处理上，更可因线材的材料组成、粗细及履历等不同的状态，而视情况来增减程序或温度。
上述的球化退火处理：使钢内层状或网状碳化物球化。因波来铁中的雪明碳铁与肥粒铁呈层状交互存在，亚共析钢的初析雪明碳铁则呈网状存在于晶粒界面上，此种状态机械性质差，淬火时易变形或龟裂，因此必须施以特种退火或处理，使网状雪明碳铁球化，使碳化物以球状晶出。
上述的伸线：抽拉线材使其线径缩束。于抽制时，层状波来铁与雪明碳铁平行的肥粒铁起滑移变形，且沿雪明碳铁本体的劈开面起微小的龟裂，并切断雪明碳铁使其微细化。
(3)将该经过(2)步骤的线材送入一锻造部品成型机中冲锻成锻造部品，例如螺钉，并经搓牙机于锻造部品表面搓制牙纹。
(4)对该锻造部品施予热处理，其热处理流程为：冷锻成型的锻造部品→前洗净(热水去油污)→冷水冲洗→进炉→加热保温(760～900℃，时间50～90分钟，为逐渐递增、递减或恒温保温，例如可施以860℃、880℃、880℃、880℃、880℃、870℃等六段逐渐加温)→淬火(865～880℃，油温60～130℃)→后洗净(热水脱油脂)→一次以上的回火(380～500℃，时间：50～90分钟，第一次回火时间须50～90分钟、温度380～500℃)→急冷。
上述急冷的处理方式可有：常温下水冷、常温下空冷，或油冷(水中含油浓度10％，温度30～60℃，可去除残余的沃斯田铁，降低回火脆性，并使部品表面具有油膜以防锈)等方式。
借由上述的制造加工方法，可提升该锻造部品的机械性质。
依上述方法所制成的锻造部品构造，经联信检测股份有限公司(Q-Lab Inc.)检验后，可得以下的实验数据，由此可知本发明具有高强力高韧性的机械性质，如表一所示：
表一
| 试片抗拉强度(N/mm2mim) | 1469～1504 |
| 试片降伏强度(N/mm2mim) | 1352～1382 |
| 试片伸长率(％) | 11.3～13.6 |
| 制品轴向抗拉(N/mm2mim) | 1453～1501 |
| 洛氏硬度(HRC) | 44.5～45.1 |
| 垫楔抗拉强度(N/mm2mim) | 1449～1483 |
而依本发明上述的机械性质，来修正该CNS3934标准成为一新的标准规范，可得到一14.99级的强力螺丝标准，整数”14”是表示抗拉强度的最小值为140kg/mm，小数点右方第一位的”9”是表示降伏强度的最小值为抗拉强度的90％，小数点右方第二位的”9”是表示延伸率最小值达9％。
综观上述，本发明的构造、特征的确能提供一种抗拉特性14.99级的锻造部品的制造方法，在符合CNS3934及ISO898/-1的规范的下，借由材料的选用，及热处理的程度，能使本发明所制出的14.99级强力螺丝在140kgf/mm2的作用下，伸长率达到9％～14％，因此本发明确为一能制出高强度高韧性的高强韧锻造部品的制造方法，能达成本发明的目的。
Claims (1)
1.一种抗拉特性14.99级的锻造部品的制造方法，其特征在于：
其包括下述步骤：
(1)将一合金钢线材经过球化退火，再浸线，再进行粗抽，再进行软化退火，再进行浸线，再进行精抽的程序；
(2)将该经过(1)步骤的线材送入一锻造部品成型机中冲锻成部品，再经一搓牙机搓制形成牙纹；及
(3)将该部品加以热处理，该热处理流程为：搓牙后冷锻成型的锻造部品进行前洗净；再进炉加热保温760～900℃，保温时间50～90分钟；再淬火，温度865～880℃，油温60～130℃；再进行后洗净；再进行一次以上的回火，其中第一次回火时间50～90分钟，温度380～500℃；再进行急冷。
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| CN1908202B (zh) * | 2006-08-17 | 2010-11-17 | 上海嘉仕久企业发展有限公司 | 汽车转向节锻后均热热处理工艺 |
| CN108515137A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-09-11 | 宁波世裕五金电器有限公司 | 一种冷锻高强度不锈钢膨胀螺丝的制造方法 |
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2003
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