一種高強度螺栓耐腐蝕淬火工藝的製作方法
2023-12-09 00:55:26
【技術領域】
本發明涉及淬火工藝的技術領域，特別是一種高強度螺栓耐腐蝕淬火工藝的技術領域。
背景技術：
螺栓：機械零件，配用螺母的圓柱形帶螺紋的緊固件。由頭部和螺杆(帶有外螺紋的圓柱體)兩部分組成的一類緊固件，需與螺母配合，用於緊固連接兩個帶有通孔的零件。這種連接形式稱螺栓連接。如把螺母從螺栓上旋下，又可以使這兩個零件分開，故螺栓連接是屬於可拆卸連接。螺栓在十分複雜和嚴峻的條件下工作，承受著各類較高的交變應力，螺栓損壞方式是各式各樣的，如錯牙、螺杆斷裂、螺杆變形、螺紋磨損、腐蝕等失效形式。因此要想提高螺栓的使用壽命，必須要求螺栓具有高的接觸疲勞強度、一定的衝擊韌性、高的耐磨性能和抗腐蝕性能。在同樣材料的條件下，為了提高性能，一般要對螺栓產品進行表面熱處理，以提高整個螺栓產品的使用壽命，常規的表面熱處理方法效果不理想，處理後螺栓面對複雜的工況，仍然容易損壞，產生安全隱患。
技術實現要素：
本發明的目的就是解決現有技術中的問題，提出一種高強度螺栓耐腐蝕淬火工藝，能夠使螺栓具有更高的接觸疲勞強度、更高的衝擊韌性、更高的耐磨性能和抗腐蝕性能，有效提高螺栓的使用壽命，降低螺栓長久使用所導致的安全隱患，利於推廣應用。
為實現上述目的，本發明提出了一種高強度螺栓耐腐蝕淬火工藝，依次包括以下步驟：
步驟一：預處理，清理螺栓表面殘留物，在酸洗槽內添加酸液，並向酸液中添加適量的中性脫脂劑，將螺栓放入酸洗槽內浸泡，浸泡時間為5～10min，將浸泡後的螺栓放入清水槽中進行進行水洗乾燥處理，洗去螺栓上殘留的酸液混合物，並對螺栓進行乾燥處理；
步驟二：熱處理，取出將螺栓豎直放入熱處理爐中，在熱處理爐中將溫度升高到600℃～700℃，保溫80～120分鐘，同時向熱處理爐中通入：一氧化碳、乙烷、氮氣，使熱處理爐中碳勢達到1.0；降低熱處理爐中的溫度至60℃～90℃使熱處理爐中的碳勢降低到0.5，整個過程持續20～30分鐘；
步驟三：鹽浴處理，將步驟二處理的螺栓放入鹽浴爐中，在鹽浴爐中將溫度升高到400℃～500℃，保溫200～220分鐘；降低鹽浴爐中的溫度至淬火溫度，整個過程持續20～30分鐘，使淬火溫度更均勻穩定；
步驟四：淬火，將步驟三處理後的螺栓在淬火溫度下放入淬火油中進行分段式淬火，整個淬火過程持續40～60分鐘，淬火完成後靜置25～30分鐘漏去螺栓上多餘的淬火油；
步驟五：塗層處理，將步驟四處理後的螺栓通過吊具浸沒在鍍鋅鍋一段時間，浸沒過程中吊具帶動螺栓緩緩轉動，使螺栓與鋅液接觸更均勻徹底，對鍍鋅後的螺栓進行鋅渣、垂滴等表面的修飾及螺栓整理；
步驟六：冷凍，將步驟五處理後的螺栓在-50～-40℃的溫度下進行冷凍，保持溫度穩定在-50～-40℃，整個過程持續120～150分鐘；
步驟七：回火，將冷凍處理後的螺栓進行回火處理。
作為優選，所述步驟一中的酸液是濃度為8％～12％的鹽酸溶液，所述螺栓放入酸洗槽內浸泡的過程中採用超聲波震蕩加速反應，所述水洗乾燥處理的次數為三次。
作為優選，所述步驟二中的溫度升高速率為50～60℃/min，溫度每升高120℃後均溫4～5分鐘再繼續升溫，直至溫度達到600℃～700℃，所述步驟二中的溫度降低速率為30～40℃/min，所述步驟二中氣體的流量為：乙烷3～4l/h；氮氣5～5.8l/h；一氧化碳6～8l/h。
作為優選，所述步驟三中鹽浴爐的鹽液採用濃度為80～100g/l的氯化鉀、濃度為160～180g/l的硫酸鈉、80～100g/l的碳化矽、濃度為70～80g/l硝酸鉀和濃度為200～250g/l的氯化鈉混合溶液，所述步驟三中的溫度升高速率為30～40℃/min，所述步驟三中的淬火溫度為180～200℃，所述步驟三中的溫度降低速率為20～30℃/min。
作為優選，所述步驟四中分段式淬火分為三段，淬火溫度從高到低依次為180～200℃、120～180℃、60～120℃，淬火後均溫2～3分鐘再繼續淬火。
本發明的有益效果：本發明能夠使螺栓具有更高的接觸疲勞強度、更高的衝擊韌性、更高的耐磨性能和抗腐蝕性能，有效提高螺栓的使用壽命，降低螺栓長久使用所導致的安全隱患，利於推廣應用。
本發明的特徵及優點將通過實施例進行詳細說明。
【具體實施方式】
一種高強度螺栓耐腐蝕淬火工藝，依次包括以下步驟：
步驟一：預處理，清理螺栓表面殘留物，在酸洗槽內添加酸液，並向酸液中添加適量的中性脫脂劑，將螺栓放入酸洗槽內浸泡，浸泡時間為5～10min，將浸泡後的螺栓放入清水槽中進行進行水洗乾燥處理，洗去螺栓上殘留的酸液混合物，並對螺栓進行乾燥處理；
步驟二：熱處理，取出將螺栓豎直放入熱處理爐中，在熱處理爐中將溫度升高到600℃～700℃，保溫80～120分鐘，同時向熱處理爐中通入：一氧化碳、乙烷、氮氣，使熱處理爐中碳勢達到1.0；降低熱處理爐中的溫度至60℃～90℃使熱處理爐中的碳勢降低到0.5，整個過程持續20～30分鐘；
步驟三：鹽浴處理，將步驟二處理的螺栓放入鹽浴爐中，在鹽浴爐中將溫度升高到400℃～500℃，保溫200～220分鐘；降低鹽浴爐中的溫度至淬火溫度，整個過程持續20～30分鐘，使淬火溫度更均勻穩定；
步驟四：淬火，將步驟三處理後的螺栓在淬火溫度下放入淬火油中進行分段式淬火，整個淬火過程持續40～60分鐘，淬火完成後靜置25～30分鐘漏去螺栓上多餘的淬火油；
步驟五：塗層處理，將步驟四處理後的螺栓通過吊具浸沒在鍍鋅鍋一段時間，浸沒過程中吊具帶動螺栓緩緩轉動，使螺栓與鋅液接觸更均勻徹底，對鍍鋅後的螺栓進行鋅渣、垂滴等表面的修飾及螺栓整理；
步驟六：冷凍，將步驟五處理後的螺栓在-50～-40℃的溫度下進行冷凍，保持溫度穩定在-50～-40℃，整個過程持續120～150分鐘；
步驟七：回火，將冷凍處理後的螺栓進行回火處理。
作為優選，所述步驟一中的酸液是濃度為8％～12％的鹽酸溶液，所述螺栓放入酸洗槽內浸泡的過程中採用超聲波震蕩加速反應，所述水洗乾燥處理的次數為三次。
作為優選，所述步驟二中的溫度升高速率為50～60℃/min，溫度每升高120℃後均溫4～5分鐘再繼續升溫，直至溫度達到600℃～700℃，所述步驟二中的溫度降低速率為30～40℃/min，所述步驟二中氣體的流量為：乙烷3～4l/h；氮氣5～5.8l/h；一氧化碳6～8l/h。
作為優選，所述步驟三中鹽浴爐的鹽液採用濃度為80～100g/l的氯化鉀、濃度為160～180g/l的硫酸鈉、80～100g/l的碳化矽、濃度為70～80g/l硝酸鉀和濃度為200～250g/l的氯化鈉混合溶液，所述步驟三中的溫度升高速率為30～40℃/min，所述步驟三中的淬火溫度為180～200℃，所述步驟三中的溫度降低速率為20～30℃/min。
作為優選，所述步驟四中分段式淬火分為三段，淬火溫度從高到低依次為180～200℃、120～180℃、60～120℃，淬火後均溫2～3分鐘再繼續淬火。
本發明的有益效果：本發明能夠使螺栓具有更高的接觸疲勞強度、更高的衝擊韌性、更高的耐磨性能和抗腐蝕性能，有效提高螺栓的使用壽命，降低螺栓長久使用所導致的安全隱患，利於推廣應用。
上述實施例是對本發明的說明，不是對本發明的限定，任何對本發明簡單變換後的方案均屬於本發明的保護範圍。