一種不鏽鋼高強度螺栓的加工方法
2023-12-04 23:22:31 2
專利名稱：一種不鏽鋼高強度螺栓的加工方法
技術領域：
本發明屬於機械製造技術領域，特別涉及一種不鏽鋼高強度螺栓的加工方法。
背景技術：
在航空、航天、高鐵等行業的標準件中，高強度螺栓是經常在一些強度要求高、工作環境惡劣(如高振動、高空氣溼度、溫差大等)的條件下裝配使用的緊固件，目前，我國一般使用中碳低合金超高強度鋼製作高強度螺栓(ob > 1500 MP a)，使用時在高應力作用下容易發生脆性斷裂，即氫脆易導致螺栓掉頭、杆部斷裂等不安全現象的出現；且該螺栓的加工工藝一般採用冷鐓成型，為了提高零件強度，冷鐓成型前原材料需進行拉拔工序來提高原材料強度，但是拉拔工序易對原料表面造成脫碳，不利於產品最終熱處理，而且熱處理回火溫度一般在310°C左右，硬度大於HRC50，這樣的零件抗衝擊韌性差，屈服強度低；且熱處理工序都是安排在螺紋滾制完工後來增加強度，螺栓精度等不到保證的同時加工成本也聞。
發明內容
本發明的目的在於提供一種不鏽鋼高強度螺栓的加工方法，以解決傳統加工方法加工的高強度螺栓易出現的脆性斷裂導致的掉頭、杆部斷裂、抗衝擊韌性差，屈服強度低、加工質量難以控制、精度低和加工成本高的問題。本發明的目的是通過如下技術方案予以實現的一種不鏽鋼高強度螺栓的加工方法，該方法包括以下步驟(a)將坯料按螺栓加工長度、直徑下料；(b)對下料後的坯料分段進行鍍銅潤滑；(c)將坯料放入鐓制模具內熱鐓出螺栓頭型；(d)在真空或惰性氣體爐內進行固溶處理，固溶溫度為930°C 985±25°C，時間為2 3. 5小時；(e)在固溶處理後24小時內將工件在冷卻氣體下冷卻2小時；(f)噴砂去除冷卻後工件表面的氧化皮；(g)採用縮杆加工的方式加工出螺紋滾絲坯徑；(h)在480°C 550°C下經4小時的時效處理，再在195°C 210°C下進行12小時去應力處理；(i)採用無心磨對工件杆部和螺紋坯徑進行拋光打磨；(j)按產品螺紋要求選擇加工設備滾制螺紋；(k)滾制支撐面與杆部連接部位的圓弧R ；(I)螢光檢查；(m)用清洗劑洗去工件表面油汙後鈍化。所述坯料為沉澱硬化型不鏽鋼0Crl3Ni8Mo2Al，該材料具有高強度、高韌性和耐腐蝕等特點，能有效提升成品螺栓的強度韌性和耐腐蝕性。由於坯料為沉澱硬化型不鏽鋼0Crl3Ni8Mo2Al，其強度高，為防止鐓制模具的損壞，故所述鐓制模具的材料為硬質合金YG15。所述步驟(j)中的加工設備為義大利ORT公司生產的RP18/24/30/50E CNC系列螺紋滾絲機。所述步驟(m)中的清洗劑為航空煤油。所述步驟(C)中熱鐓成型後的首件工件做金相檢查，防止過燒、過熱。與現有技術相比，本發明提供的不鏽鋼高強度螺栓的加工方法，選擇沉澱硬化型不鏽鋼0Crl3Ni8Mo2Al作為零件加工坯料、頭部通過熱鐓一次成型，大大減少了加工周期、螺紋坯徑採用縮杆加工、在時效處理後滾制螺紋，提高產品螺紋部份使用強度；滾制螺紋後有探傷，防止了熱鐓、熱處理、滾制螺紋等工序造成的開裂產品流入裝配使用、滾制螺栓頭下R等工藝提高產品頭部與杆部連接強度，大大增強了螺栓的強度，成品零件硬度在HRC45左右，具有較強的抗衝擊韌性和屈服強度。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明的技術方案作進一步說明，但所要求保護的範圍並不局限於所述實施例1 :需加工出螺紋規格小於等於M8的高強度螺栓時，先將沉澱硬化型不鏽鋼0Crl3Ni8Mo2Al按螺栓尺寸下料，下料後的坯料經鍍銅潤滑後放入鐓制模具內熱鐓出螺栓頭型，在930±25°C下將工件在真空或惰性氣體爐內進行固溶處理2小時，再用溫度為_73°C的氮氣冷卻2小時，噴砂去除冷卻後工件表面的氧化皮後採用縮杆加工的方式加工出螺紋滾絲坯徑，在480°C下經4小時的時效處理，再在195°C下進行12小時去應力處理，採用無心磨對工件杆部和螺紋坯徑進行拋光打磨，選用義大利ORT公司生產的RP18ECNC螺紋滾絲機滾制螺紋和支撐面與杆部連接部位的圓弧R，螢光檢測後用航空煤油清洗工件，去除表面油汙後鈍化即得成品。實施例2 :需加工出螺紋規格在M8 M24之間的高強度螺栓時，先將沉澱硬化型不鏽鋼0Crl3Ni8Mo2Al按螺栓尺寸下料，下料後的坯料經鍍銅潤滑後放入鐓制模具內熱鐓出螺栓頭型，在967±25°C下將工件在真空或惰性氣體爐內進行固溶處理3小時，再用溫度為_73°C的氮氣冷卻2小時，噴砂去除冷卻後工件表面的氧化皮後採用縮杆加工的方式加工出螺紋滾絲坯徑，在480°C下經4小時的時效處理，再在195°C下進行12小時去應力處理，採用無心磨對工件杆部和螺紋坯徑進行拋光打磨，選用義大利ORT公司生產的RP24ECNC螺紋滾絲機滾制螺紋和支撐面與杆部連接部位的圓弧R，螢光檢測後用航空煤油清洗工件，去除表面油汙後鈍化即得成品。實施例3 :需加工出螺紋規格在M24 M42之間的高強度螺栓時，先將沉澱硬化型不鏽鋼0Crl3Ni8Mo2Al按螺栓尺寸下料，下料後的坯料經鍍銅潤滑後放入鐓制模具內熱鐓出螺栓頭型，在985±25°C下將工件在真空或惰性氣體爐內進行固溶處理3. 5小時，再用溫度為_73°C的氮氣冷卻2小時，噴砂去除冷卻後工件表面的氧化皮後採用縮杆加工的方式加工出螺紋滾絲坯徑，在480°C下經4小時的時效處理，再在195°C下進行12小時去應力處理，採用無心磨對工件杆部和螺紋坯徑進行拋光打磨，選用義大利ORT公司生產的RP30ECNC螺紋滾絲機滾制螺紋和支撐面與杆部連接部位的圓弧R，螢光檢測後用航空煤油清洗工件，去除表面油汙後鈍化即得成品。
權利要求
1.一種不鏽鋼高強度螺栓的加工方法，其特徵在於該方法包括以下步驟 Ca)將坯料按螺栓加工長度、直徑下料； (b)對下料後的坯料分段進行鍍銅潤滑； (c)將坯料放入鐓制模具內熱鐓出螺栓頭型； (d)在真空或惰性氣體爐內進行固溶處理，固溶溫度為930°C 985±25°C，時間為2 3. 5小時； Ce)在固溶處理後24小時內將工件在冷卻氣體下冷卻2小時； (f)噴砂去除冷卻後工件表面的氧化皮； (g)採用縮杆加工的方式加工出螺紋滾絲坯徑； (h)在溫度為480°C 550°C下經4小時的時效處理，再在195°C 210°C下進行12小時去應力處理； (i)採用無心磨對工件杆部和螺紋坯徑進行拋光打磨； (j)按產品螺紋要求選擇加工設備滾制螺紋； (k)滾制支撐面與杆部連接部位的圓弧R ； (I)螢光檢查； Cm)用清洗劑洗去工件表面油汙後鈍化。
2.根據權利要求1所述的不鏽鋼高強度螺栓的加工方法，其特徵在於所述坯料為沉澱硬化型不鏽鋼0Crl3Ni8Mo2Al。
3.根據權利要求1所述的不鏽鋼高強度螺栓的加工方法，其特徵在於所述鐓制模具的材料為硬質合金YG15。
4.根據權利要求1所述的不鏽鋼高強度螺栓的加工方法，其特徵在於所述步驟(j)中的加工設備為義大利ORT公司生產的RP18/24/30/50E CNC系列螺紋滾絲機。
5.根據權利要求1所述的不鏽鋼高強度螺栓的加工方法，其特徵在於所述步驟(m)中的清洗劑為航空煤油。
6.根據權利要求1所述的不鏽鋼高強度螺栓的加工方法，其特徵在於所述步驟(c)中熱鐓成型後的首件工件做金相檢查。
7.根據權利要求1所述的不鏽鋼高強度螺栓的加工方法，其特徵在於所述步驟(e)中的冷卻氣體為氮氣，溫度為_73°C。
全文摘要
本發明公開了一種不鏽鋼高強度螺栓的加工方法，該方法包括下料、潤滑、熱鐓、固溶、冷卻、去氧化皮、加工螺紋滾絲坯徑、時效處理、打磨、滾制螺紋和頭-杆連接處圓弧、探傷、清洗和鈍化。該方法選擇沉澱硬化型不鏽鋼作為零件坯料、頭部通過熱鐓一次成型，大大減少了加工周期、螺紋坯徑採用縮杆加工、在時效處理後滾制螺紋，提高產品螺紋部份使用強度；滾制螺紋後有探傷，防止了熱鐓、熱處理、滾制螺紋等工序造成的開裂產品流入裝配使用、滾制螺栓頭下R等工藝提高產品頭部與杆部連接強度，大大增強了螺栓的強度，成品零件具有較強的抗衝擊韌性和屈服強度。
文檔編號B23P15/00GK103009011SQ20121058416
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者王相波, 林燚, 劉清樹, 何春林, 陳春旭 申請人:貴州精立航太科技有限公司