TW553786B - Method for manufacturing forged parts having a tensile strength of grade level 14.99 - Google Patents
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553786 、發明説明(
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 【發明領域】 本發明是有關Μ 估紅 於一種鍛造部品製造方法,尤指一種 使锻造部品達到枋 饥投特性14.99級之機械性質的製造加 工方法。 【習知技藝說明】 隨著科技的進+ ^ 逼v ’各類產品在設計上乃針對輕、薄、 短、小、精巧墓兹目 筆生 、規’以及強韌耐用等特性加以研發,就 =部品而自’為供應各類產品不同用途的搭配使用, 供 出見有長、紐、粗、細以及各種不同材料及機械 貝的輪仏胚品’而各國政府及民間團體為使生產者或 者$此遵循特定的規範,乃建立共通的工業規格標 :、確保材料的適用性及安全性,以避免糾,分,建立共 =,提升品質,促進工業升級。在我國通行的工業規格 _ L中央標準局訂定之中國國家標準(CNS),及ISO國 ^準、且、’哉8 9 8 /1,分別規定有螺栓、螺釘、螺椿(以下 稱為螺釘)的機械性質,參閱附件一為〔N $ 3 3 4標準, 規定材料須使用一定化學成份之碳鋼及合金鋼,並在抗 $強度測试、斷裂伸長率測試及心部硬度測試等機械性 貝測4後,製訂具有不同強度級數之螺釘,分別在橫軸 為最小抗拉強度、縱軸為延性伸長率之圖表中的分佈位 而所述之強度級數的表示法是··整數的十倍即為抗 拉強度,小數則為最小降伏強度與抗拉強度的比值。其 I γ抗拉強度(tensile strength)為材料抵抗拉力的強度, 书指拉伸試驗(tensUe test)中材料斷裂前之最大應力,單 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 【裝. -訂 — • I 1 I- 1 II ! · 本紙張尺度適财關家標準(⑽)Μ規格(公们第3頁 553786 A7 B7 五、發明説明(2 位 A 斤力 / 宅米 2 (kgf/mirT)。降伏強度(yield strength) 疋使材料呈現永久變形所需之最小應力,單位:公斤力/ 笔米(kgf/mm2)。伸長率(%) =[(材料在破壞點時的塑性 變形後長度—原長)/原長]X 100%。 雖然在CNS3934規格中具有14·9級的強力螺釘, 仁囿於舊有的材料及製造方法而難以製出,縱算勉強製 造’亦會因其材料強度增高,硬度、脆性也增加,而使 之相當難以製造及使用。因為該螺釘部品在一鍛造部品 成型機中被衝锻時,隨著冷加工量的增A,該螺釘之加 工硬化程度亦相對上升,故在衝鍛的過程中相當損耗模 具’再者該部品的頭部因壓造變形量λ,相對地加工硬 化更為激增,甚至會使衝具更易斷裂故障,而停留在模 具内’因此’衝具、模具的使用壽命很短,且在製造時 常須停機更換模具’而使製程難以順暢,相當難以梦造。 再者該螺釘在使用上,亦會因規格中訂定在抗拉強度 MOkg/rW時延伸率為7%以上的標準過低,使該部品因 太脆經不起側擊而不符合需要’因為在實際使用的要求 上,當拉力高彡14Gkg/_2時,延伸率至少須配言 以上所mi 9級的螺釘規袼不符實際使用的 品要。而使該14.9級螺釘在製造及使用上相對 12.9級’因此該14.9級規格漸不被採用而陸續取消。 本案發明人即針對該舊有規範中之14.9級 的製法加以研發,改~ 士你、土如〇 u 糸釘 呵’5改良此鍛造部品的材料及製法,使装 在具備南強度的前提下,更配合 、 有呵轫度的機械性 本紙張尺度適财關家標準(CNS ) ^^^297公慶) 第4頁 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 553786 五、發明説明(3 ) 夤X達到貫際使用上整體機械性質的要求,俾賦予1 4 · 9 ,’及強力螺釘新的生命,建立一新的1 4 · 9 9級之規範及 製法。 【發明概要】 因此本發明之目的,即在提供一種能製出伸長率 為9%〜14%之特性為14·99級的高強韌螺釘之抗拉特性 14.99級之鍛造部品的製造方法。 於是’本發明抗拉特性14.99級之鍛造部品的製造 方法,包含: (1) 將一合金鋼線材經過球化退火及伸線的程序; (2) 將該經過(1)步驟的線材送入一鍛造部品成型機 中衝鍛成部品,再經搓牙機在部品表面完成搓製牙紋; 及 (3) 將該部品加以熱處理,該熱處理流程為:搓牙後 冷鍛成型之鍛造部品—前洗淨—進爐加熱保溫(7 60〜900 °C,時間5 0〜9 0分鐘)-»淬火(8 6 5 ~ 8 8 0 °C,油溫6 0〜1 3 0 °C ) —後洗淨—一次以上之回火(第一次回火時間5 0分鐘以 上、溫度38CTC以上)-> 急冷(水中含油濃度1〇%,溫度 30~60〇C ) ° 【圖式之簡單說明】 本發明之其他特徵及優點,在以下配合參考圖式之 較佳實施例的詳細說明中,將可清楚的明白,在圖式中: 第一圖是本發明抗拉特性1 4.9 9級之鍛造部品的製 造方法的一較佳實施例的製造流程圖’ 本紙細用中國國湖師娜 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣· -訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 553786 A7 B7 五、發明説明(4 ) 附件一 :CNS3934標準之相關頁影本。 附件二:DIN 9 1 2標準之相關頁影本。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 附件三:本發明試件經聯信檢測股份有限公司 (Q-Lab Inc·)檢測之數據的相關頁影本。 附件四:新標準之相關頁影本。 【較佳實施例之詳細說明】 參閱第一圖,本發明之製造方法的一較佳實施例, 該實施例的加工製造方法,是依照下述步驟進行: (1) 選用一合金鋼之線材材料,例如 SCM445H(SAE4145H)之鉻鉬鋼硬化線材,化學成份含 C0.43-0.48%、Si0.15〜0.35%、Μη0·60〜0.85% Ν ρ < 0.030%、0.030%、CrO.90-1.20%、M〇0,15 〜〇3〇%、 NiS 0.25%、CuS 0.30%,以符合CNS 3 935之材料檢驗規 定’並能達到所需之硬化能要求。當然,在材料設計上, 亦可選用 SCM440、SCM440H、SCM445、SCM445 Η。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (2) 將该S C Μ 4 4 5 Η線材經過二次的球化退火及伸線 的程序,使碳化物顆粒變圓變小增加柔軟性和延展性, 以利於衝鍛撥壓。步驟為:球化退火(低於變態溫度,約 6 8 0 °C )—浸線(酸洗及磷酸鹽皮膜)—粗抽(加工量 20〜30%)—球化退火(760°C )—浸線(酸洗及磷酸鹽皮膜) ―精抽(加工量5 %以内)。當然,在退火及伸線處理上, 更可因線材之材料組成、粗細及履歷等不同的狀態,而 視情況來增減程序或溫度。 上述之球化退火處理:使鋼内層狀或網狀碳化物球 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X 297公釐) 第6頁 553786 A7 B7 五、發明説明( 化。因波來鐵中的雪明碳鐵與肥粒鐵呈層狀交互存在, 亞共析鋼之初析雪明碳鐵則呈網狀存在於晶粒界面上, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此種狀態機械性質差,淬火時易變形或龜裂,因此必須 施以特種退火或處理,使網狀雪明碳鐵球化,使碳化物 以球狀晶出。 上述之伸線·抽拉線材使之線徑縮束。於抽製時, 層狀波來鐵與雪明碳鐵平行的肥粒鐵起滑移變形,且沿 雪明碳鐵本體的劈開面起微小的龜裂,並切斷雪明碳鐵 使之微細化。 (3) 將該經過(2)步驟的線材送入一鍛造部品成型機 中衝鍛成鍛造部品,例如螺釘,並經搓牙機於鍛造部品 表面搓製牙紋;及 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (4) 對該鍛造部品施予熱處理,其熱處理流程為: 冷鍛成型之鍛造部品—前洗淨(熱水去油污)—冷水沖洗 —進爐-> 加熱保溫(760〜900°C,時間50~90分鐘,為逐 漸遞增、遞減或恆溫保溫,例如可施以86(TC、880°C、 8 80°C、880°C、8 80°C、8 70°C等六段逐漸加溫)—淬火 (865〜880°(:,油溫60〜130°(:)->後洗淨(熱水脫油脂)—一 次以上的回火(380〜500\:,時間:50~90分鐘。第一次 回火時間須50~90分鐘、溫度380〜500°C )—急冷。 上述急冷的處理方式可有··常溫下水冷、常溫下空 冷,或油冷(水中含油濃度10%,溫度30~60°c,可去除 殘餘的沃斯田鐵,降低回火脆性,並使部品表面具有油 膜以防銹)等方式。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇><297公釐) 第7頁 553786 A7 B7 五、發明説明(ό ) ^^ 藉由上述之製造加工方法,可提昇該鍛造部品的機 械性質。 參閱附件二,依上述方法所製成之鍛造部品構造, 經聯^檢測股份有限公司(Q-Lab Inc )檢驗後,可得以下 之實驗數據’由此可知本發明具有高強力高韌性之機械 性質,如表一所示: 表一 試片抗拉強度(N/mn^minO , _ 1469〜1504 片降伏強度(NT^nn2mim) 1352〜1382 試片伸長率(%) _ 11·3〜13·6 製品軸向抗拉(N/mm2mim) 1453〜1501 洛氏硬度(H R C) 44.5 〜45.1 塾模抗拉強度(N/mm2mim) 1449〜1483 參閱附件四,而依本發明上述之機械性質,來修正 該CNS3 9 34標準成為一新的標準規範,可得到一 14·99 級的強力螺絲標準,整數,,14”是表示抗拉強度之最小值 為140kg/mm ’小數點右方第一位的,,9”是表示降伏強度 之隶小值為抗拉強度的9 0 %,小數點右方第二位的,,9,, 是表示延伸率最小值達9%。 綜觀上述,本發明之構造、特徵的確能提供一種抗 拉特性14.99級之鍛造部品的製造方法,在符合cns3934 及IS0898/-1的規範之下,藉由材料的選用,及熱處理 的程度’能使本發明所製出之14·99級強力螺絲在 140kgf/mm2的作用下,伸長率達到9%〜,因此本發 明確為一能製出高強度高動性之高強韌鍛造部品的製造 方法,能達成本發明之目的。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS )八4規格(210X297公釐) 第8頁 --------衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 553786 A7 B7 五、發明説明(7 ) 惟以上所述者,僅為本發明之較佳可行實施例而 已,當不能以此限定本發明實施之範圍,即大凡依本發 明申請專利範圍及發明說明書内容所作之簡單的等效變 化與修飾,皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍内。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X 297公釐) 第9頁
Claims (1)
- 553786第090120498號發明專利申請案之申請專利範圍修正本 _ η. I 1. 一種抗拉特性14·99級之鍛造部品的製造方法: (1) 將一合金鋼線材經過球化退火—浸線—粗抽— 軟化退火—浸線—精抽的程序; (2) 將該經過(1)步驟的線材送入一鍛造部品成型機 广 中衝鍛成部品,再經一搓牙機搓製形成牙紋;及 %' 將該部品加以熱處理,該熱處理流程為:搓牙後 ζ 冷锻成型之鍛造部品—前洗淨—進爐加熱保溫 f (76〇〜900〇C ’溫度50〜90分鐘)—淬火(865~880°c,油溫 | 60〜130°c)—後洗淨-一次以上之回火(第一次回火時間 I 50〜90分鐘,溫度380〜500°c )—急冷。 核 是 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Λ4規 $ (2竹29賢、釐
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008041391A1 (de) | 2008-08-20 | 2010-01-14 | Kamax-Werke Rudolf Kellermann Gmbh & Co. Kg | Hochfeste Schraube mit Bainitgefüge |
EP2628807A1 (de) | 2012-02-14 | 2013-08-21 | Swiss Steel AG | Vergütetes stiftartiges Verbindungselement und Verfahren zu dessen Herstellung |
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2001
- 2001-08-21 TW TW90120498A patent/TW553786B/zh not_active IP Right Cessation
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DE102008041391A1 (de) | 2008-08-20 | 2010-01-14 | Kamax-Werke Rudolf Kellermann Gmbh & Co. Kg | Hochfeste Schraube mit Bainitgefüge |
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