TWI254656B - Manufacture method for forging component with 14.99 grade tension - Google Patents
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Description
1254656 玖、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種鍛造部品的製造方法,特別是指 -種使鍛造部品達到抗拉特性14 99級之機械性質的製造 方法。 【先前技術】 者科技的進步,螺鮮 碟 该 u螺釘相造部&,為供應各 種不同用途的搭配使用,市 10 15 2〇 出現有以不同材料製成之 機械性質的鍛造部品,而各國政府與民間團體 產者及使用者皆能遵循特定的規範,乃建立丑通 =業規格標準,來確保材料㈣祕及安全性,以避免 、、'、刀,達成共識,提升品質,促進工業升級。 在目前通行之工業規格中,由中央 — 國家標準卿)的CNS3934規格,雖‘二=國 ;:因:需要,且囿於舊有的材料以及製造方法而難 、口而¥致U.9級規格漸不被採用而陸續取消。 本發明人即針對上述舊有規範中< 14 的材料及制、、木 、及強力螺釘 告第^以研發,而提出申請並已經釣局核准公 迭方本 °之—種抗拉特性14.99級^造部品的穿』 =方法」發明專利案,如圖i所示,其製, 含下列步驟: 万法大體上包 (1)將一合金鋼線材丨經過球化退火及伸線的程序 ⑺將經過⑴步驟的線材!送入一鍛造部品成^機中 ίο 15 20 1254656 衝鍛後,再經過搓牙機搓製牙紋以完成一部品2。 ά⑺配合圖2所示’將該部品2加以熱處理,該熱處理 她搓牙成型後之部品2〜前洗淨-加熱保溫 (760〜900 C,時間50〜90分鐘)—淳 、 刀鯉)/r火(將865〜88(TC的部品 放入溫度60〜i3〇°c之油中,時間〗s ,,+ 日守間1〜5分鐘後洗淨(先以 '、、、水去油^再以冷水沖洗,時間5〜1〇分鐘卜一次以上 之回火(第—次回火時間須5〇 ^ 刀知、溫度380〜50〇t:) —々(含油濃度10%之水中,溫度3〇〜6〇。〇。 如圖^所不,雖然,上述製造方法能製出抗拉特性 .99級鬲強韌機械性質 程W… 貝之辉…’然而在該熱處理過 1=)步驟中,經過「加熱保溫」後,該锻造部品組織 _由波來鐵變為沃斯田鐵。而 會降、旧而入、^ ,十火」及「後洗淨」時, 組織,變為較硬的麻田散鐵以及少 數h邊的沃斯田鐵。再經過一次以上之「U、 二 將麻田散鐵軟化成吐粒散鐵:」此加皿 之上變_,节上〜W θ έ 线、成為羽狀組織 狀二Γ 痛微雪明碳鐵與肥粒鐵之非層 1:&物’具有高強度及高勒性。最後更須藉由 "驟,去除殘餘的沃斯田鐵’降低回火脆性。 長^述製造方法,可製出抗拉強度刚kgf/w,且伸 :率為9%〜14%之高強,爾性質的锻造部 機械性質,來修正該CNS3934 _ 述 即可俨5|丨一 > β nn 知旱成為一新的標準規範, 仔到一 14.99級的強力螺絲標準,整 拉強度之最小值為卿_ 疋表不抗 士一 双”、、占右万第一位白6,,Q” θ 表示降伏強度之最小值為抗拉 疋 竦度的90%,小數點右方第 1254656 一位的”9”是表示延伸率最小值達9%。俾賦予ΐ4·9級強力 螺釘一新的生命,建立一新的14 99級之規範及製法,使 忒鍛造部品具有高強度及高韌度的機械性質,以達到實際 使用上的整體要求。 然而,上述製造方法雖然能製出具有抗拉特性^ 4.99 級高強韋刀機械性質之鍛造部品2,但是在製造上卻產生下 列不理想之處·· ίο 15 20 一、較費工時:為了產製出變韌鐵組織之部品2,於 f述熱處理過程之第(3)步驟中,部品在加溫後必須經過數 f的降溫’以及一次以上的升溫回火,亦即,其間須經過 夕種不同工序’處理溫度亦必須經過多次昇降,花費的時 間冗長與短暫不-,控制上較為繁瑣麻須,而且製造流程 較為耗費時間及能源。此外,上述部品2組織在經過泮火 之後,易殘留有少量沃斯田鐵,而此殘留沃斯田鐵之泮火 =在常溫下較不安定’所以處理上更須藉由急冷降溫來 有留的沃斯田鐵’處理時更加複雜,因此製程上仍 火較不敎:該部品2主要是經過淬火後再回 怪溫㈣鐵—粒散鐵,而後再 採用‘ 交勒鐵’然而在上述組織變態中,由於盆 妹用尚溫恆溫變態,導较都σ。z , /、 大部份的n M L2組織變態較不穩定,使得 變韌鏰θ::… 成變勃鐵的組織變態,亦即所得之 夂初鐵夏較少,就預定 5%之部品可達到……批部品2而言’大約僅有 几寺性14.99級之高強韌機械性質,造 1254656 成產品品質良率較低,成本亦相對地提高。 【發明内容】 因此’本發明之目的,即在提供一種製造時間較短且 機械丨生貝較穩定之抗拉特性丨4 99級之鍛造部品的製造方 5 法。 於疋’本發明抗拉特性14.99級之鍛造部品的製造方 法,包含下列步驟: (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。 1〇 (2)將5亥經過(1)步驟的線材送入一鍛造部品成型機中 衝鍛,再經一搓牙機搓製形成牙紋以成為一部品。 (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_加熱保溫(溫度83〇〜9〇〇 C,時間50〜90分鐘沃斯回火(溫度3〇〇〜4〇〇它,時間 15 3 0〜6 0分鐘)。 本發明之功效是在熱處理步驟中,於加熱保溫之後直 接採用沃斯回火之熱處理,如此即能快速且穩定地使部品 達到14.99級之抗拉特性,使之在具備高強度的前提下, 更能具有高拿刀性的機械性質’以達到實際使用上的整體要 〇 求,所以具有節省時間及提升良率等功效。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效,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。 1254656 ’如圖3所示,本發明抗拉特性14.99級之鍛造部品的 製造方法之較佳實施例,是依照下述步驟進行: (1)遠用一合金鋼之線材3,例如SNCM439之鎳鉻鉬 鋼硬化線材,化學成份含C 〇.36〜〇.43%、⑴〇15〜〇.35%、
Mn 〇·60〜0·90%、Ni 工·60〜2.00%、Cr 0.60400%、M〇 0.15〜〇·30%,以符合⑽娜之材料檢驗規定,並能達到 所需之硬化能要求。當然,在材料設計上,亦可選用 SCM445H(SAE4145H)、SC·45、SCM44〇、SCM44〇H。 10 15 (2)將該SNCM439線材3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 利於衝鍛擠壓。其步驟為:球化退火(低於變態溫度,約 680 C)~~>浸線(酸洗及磷酸鹽皮膜)—粗抽(加工量〜刊%) —球化退火(760。〇—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:使鋼内的層狀或網狀碳化物凝 聚成為球狀,改善鋼之機械性質。 上述之伸線處理:抽拉線材使之線徑縮束,而於抽製 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3送入一鍛造部品成型機 中衝鍛成一具有預定外形之半成品,例如螺釘,並經搓牙 20 1254656 機於該半成品表面搓製牙紋以成為一锻造部品4。 (4)配合圖4所示,對該鍛造部品4施予熱處理,其 熱處理流程為:冷锻成型之锻造部品―前洗淨(先以熱水去 油污,再以冷水沖洗卜進爐加熱保溫(溫度83〇〜列代’ 時間50〜90分鐘卜沃斯回火(將加熱保溫後溫度865〜刚 。〇的部品放入溫度3〇〇〜4〇(rc的鹽浴,時間3〇〜6〇分鐘卜 上述之加熱保溫處理:在爐中逐漸遞增、遞減或怪溫 保溫,例如可施以86(rc、88(rc、8峨、88代、副。c、 10 15 二c等六段逐漸加溫’用以將部品組織加熱至沃斯田鐵 6疋之狐度ϋ保持至變態為完全沃斯田鐵為止,亦即沃 斯田鐵化處理。 而上述之沃斯回火處理··是將加熱保溫後之部品4放 ^度3⑽〜4G(rc的鹽浴中淬冷,並維持鹽浴m⑼ 刀,,使部品組織變態完成,之後再冷卻至室溫。本實施 例疋採用屬於"生鹽浴劑之怪溫加熱劑_),且 趟 浴過財,會使沃斯田鐵組織變成針狀組織之下變_: 处且上述步驟,可製出具有下變_組織的部品[ 月匕具有變初鐵諸多奈$ # 執百夕#乂仏之機械性質,在14〇 伸長率能達到9%〜14%,而成丸 之下 一 而成為一具抗拉特性有U.99紹 之咼強韌機械性質的強力螺絲。 、 由以上可知,本發明具有下列較習知為佳之優點· -、節省工時:本發明是在加孰 ..... 斯回火,使猎都口」、 ’、、、保舰之後直接施予沃 ▲ ' 組織能直接變成具有較佳 下變韌鐵,製程工序較為 初'的 斤單乂為間易,控制上亦較簡單,況且在 20 ίο 15 20 1254656 ^中由於残先降財火後再升㈣火,更^要施予 二二處理,因此,確實可以大幅節省製程步驟與時間,並 能節省能源。 =品質較穩^:藉由沃斯回火法,使得部品4組織 直接變態成為下變韋刃鐵,而下變勒鐵之機械性質,例如拿刃 性、伸長率、抗拉強度......等皆優於習知之上變_,所 部品4能獲得更佳之強嫩,再者’本發明是採用低 溫變態’使得部品4組織變態較穩^,大部份部品4 =可=成變_的組織變態,亦即所得之變_量較^ ^預疋重置之整批部品4而言,至少㈣之部品4可達到 =特性U.99級之高_機械性f,因此本發明之產品 品質良率較高,所以能大幅降低成本。 综觀上述,本發明之構造、特徵的確能提供-種抗拉 特性㈣級之锻造部品的製造方法,在符合cns3934 = 藉由材料的選用及熱處理的程度,能製出抗拉 特性為1U9級的高強力、高㈣㈣,使得本發 出之Η.99級強力螺絲在!優gf/_2的作用下,達 到9%:14%,在製程上不僅Μ快速,並能充份節省能源, 更使付所製出成品之機械性質更穩定,因此本發明確 能製出高強度高勒性之高強_造部品的製造方法,能 成本發明之目的。 惟以上所述者,僅為本發明之較佳實施例而已, 能以此限定本發明實施之範圍,即大凡依本發”料利 範圍及發明說明書内容所作之簡單的等效變化與修飾,tb 10 1254656 應仍屬 【圖々明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖;圖1是—種習知锻造部品之製造方法的製造流程示意 圖;圖2是該習知製造方法之時間與溫度關係的簡單示意 、圖3是本發明抗拉特性14.99級之鍛造部品的製造方 法的一較佳實施例的製造流程示意圖;及 10 圖0 圖4是該較佳實施例之時間與温度關係的簡單示音 1254656 【圖式之主要元件代表符號說明】 鍛造部品 3 線材 4 12
Claims (1)
- j254656 拾、申請專利範圍·· I 一種抗拉特性14.99 、、及之輪造部品的製造方法,包含下列 ,()將合金鋼線材經過球化退火—浸線—粗抽—軟 化L火〜次線精抽的程序; y )字4、、二過(1)步驟的線材送入一鍛造部品成型機中 衝鍛,再經_糕$德 、 機搓製形成牙紋以成為一部品;及 、(3)將該部品加以熱處理,該熱處理流程為:搓牙後 冷鍛成型之锻造部口 1 、, 。 口口則洗淨—加熱保溫(溫度830〜900 C,時間50〜90分鏟, 、 ’斯回火(溫度3 0 0〜4 0 〇。〇,時間 30〜60分鐘)。 2 •依據申請專利範圍第1 貝所這之抗拉特性1 4.99級之鍛乎 部品的製造方法,其中, cx T在弟(1)步驟中該合金鋼線材為 SNCM439鎳鉻鉬鋼硬化線材。 .=據巾請專利範圍第丨項所述之抗拉特性14.99級之锻造 製造方法’其中’在第(3)步驟中之沃斯回火,是 將加熱保溫後之部品施予300〜40(rc之鹽浴泮冷,並 鹽冷恆溫30〜60分鐘,使部品組織變態完成。 、 13
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