CN115502324A - 一种非调质型螺栓的制造方法 - Google Patents
一种非调质型螺栓的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115502324A CN115502324A CN202211118147.1A CN202211118147A CN115502324A CN 115502324 A CN115502324 A CN 115502324A CN 202211118147 A CN202211118147 A CN 202211118147A CN 115502324 A CN115502324 A CN 115502324A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bolt
- manufacturing
- hot
- quenched
- tempered
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000010622 cold drawing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 7
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims description 7
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 8
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 4
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000712 Boron steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000677 High-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000954 Medium-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 239000002894 chemical waste Substances 0.000 description 1
- 238000000641 cold extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000010273 cold forging Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K1/00—Making machine elements
- B21K1/44—Making machine elements bolts, studs, or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
- B21J5/002—Hybrid process, e.g. forging following casting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
本发明属于紧固件制造技术领域，具体涉及一种非调质型螺栓的制造方法。本发明以热轧盘条为原料，经过冷拉拔、热镦和吹风冷却，得到性能等级为8.8～10.9级的非调质型螺栓。步骤一，热轧盘条经过预处理，冷拉拔加工成精线；步骤二，将步骤一得到的精线加热至不低于800℃，加热后的精线经热镦成螺栓毛坯；步骤三，将步骤二得到的螺栓毛坯吹风冷却；步骤四，将步骤三得到的螺栓毛坯经过搓丝、表面处理等工序加工为螺栓成品。本发明通过优化8.8～10.9级高强度螺栓的制造工艺，获得了金相组织为索氏体的非调质型螺栓，有效提高了螺栓的塑性，降低了螺栓断裂失效。
Description
技术领域
本发明属于紧固件制造技术领域，具体涉及一种非调质型螺栓的制造方法。
背景技术
目前国内生产8.8～10.9级螺栓主要有两大类生产工艺：第一类生产工艺较为传统，通常以中碳钢热轧盘条为原料，包括硼钢、优质碳素钢、合金钢，加工成螺栓后进行调质热处理，获得金相组织为回火组织调质型螺栓；第二类生产工艺较为新兴，通常以非调质冷镦钢热轧盘条为原料，通过材料性能和加工硬化获得金相组织为加工硬化组织非调质型螺栓。第一类生产工艺的代表性流程为：盘条—酸洗—磷化—皂化—拉拔—球化退火—酸洗—磷化—皂化—拉拔—冷镦成型—搓丝—调质热处理—表面处理，其中盘条预处理采用酸洗、磷化、皂化，精线制备需要两次盘条预处理和拉拔，并进行一次球化退火，获得金相组织为回火组织调质型螺栓，螺栓的机械性能通过调质热处理来保证。第二类生产工艺的代表性工艺流程为：盘条—酸洗—磷化—皂化—拉拔—冷镦成型—搓丝—人工时效—表面处理，其中盘条预处理采用酸洗、磷化、皂化，精线制备只进行一次盘条预处理和拉拔，并且无需进行球化退火和调质热处理，获得金相组织为加工硬化组织非调质型螺栓，螺栓的机械性能通过材料性能和加工硬化(常温下对材料进行冷拉拔、冷镦、冷挤压等加工)来保证。加工硬化是为了提高材料的强度和硬度，人工时效也是为了进一步提高强度和硬度，依赖加工硬化必然降低材料塑性；如果取消加工硬化，传统思路就只能走调质热处理路线。
可见，非调质型螺栓的机械性能虽然可以满足标准要求，但其依赖加工硬化保证机械性能的生产工艺，大幅度降低了螺栓的塑性，造成螺栓断裂失效的问题，进而无法满足紧固件制造企业和使用企业的实际内控需求。
本发明通过优化8.8～10.9级高强度螺栓的制造工艺，开发一种低能耗、低成本、少污染、易操作的非调质型螺栓制造方法，有效提高螺栓的塑性，降低了螺栓断裂失效，满足紧固件制造企业和使用企业的实际内控要求，实现替代传统调质型螺栓，进而实现工业化应用，是目前亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明通过优化8.8～10.9级高强度螺栓的制造工艺，获得了金相组织为索氏体的非调质型螺栓，有效提高了螺栓的塑性，降低了螺栓断裂失效。本发明的非调质型螺栓制造方法具有低能耗、低成本、少污染、易操作等优势。
一种非调质型螺栓的制造方法，以热轧盘条为原料，经过冷拉拔、热镦和吹风冷却，得到性能等级为8.8～10.9级的非调质型螺栓。
下面对本发明的稳定化处理工艺做详细叙述。
本发明非调质型螺栓具体制造步骤为：
步骤一，热轧盘条经过预处理，冷拉拔加工成精线；所述热轧盘条化学成分为：按重量百分数计为C：0.37～0.55％，Si：≤0.35％，Mn：1.35～1.65％，Al：0.010～0.050％，P、S≤0.025％，Cr、Ni、Cu≤0.10％；盘条预处理方法为喷丸、石灰水浸泡；
热轧盘条的规格为Φ5.0～42.5mm，冷拉拔加工成精线的规格为Φ4.2-40.0mm精线；
步骤二，将步骤一得到的精线加热至800～900℃，加热后的精线经热镦成螺栓毛坯；
步骤三，将步骤二得到的螺栓毛坯吹风冷却(热镦成型后的温度与精线温度基本一致)，以16～18℃/s的冷却速率冷却至450±10℃，之后置于空气中自然冷却至常温；
步骤四，将步骤三得到的螺栓毛坯经过搓丝、表面处理常规工序加工为螺栓成品。
本发明非调质型螺栓的制造工艺流程为：盘条—喷丸—石灰水浸泡—拉拔—精线加热—热镦成型—吹风冷却—搓丝—表面处理，相对于现有螺栓制造工艺流程具有低能耗、低成本、少污染、易操作等优势。
盘条预处理方案采用“喷丸+石灰水浸泡”代替“酸洗+磷化+皂化”，简化了盘条预处理操作，避免了化学废液污染，降低了预处理成本；
选择成本更为低廉的普通中高碳钢热轧盘条作为原料，并可以降低螺栓成型开裂率；热镦成型后直接进行吹风冷却，实现了余热利用，通过获得索氏体组织保证螺栓机械性能，索氏体具有较高的强度和良好的塑性，进而有效提高了螺栓的塑性，降低了螺栓断裂失效。
附图说明
图1为实施例1制备的螺栓的金相组织图。
具体实施方式
本发明中非调质型螺栓以热轧盘条为原料，经过冷拉拔、热镦和吹风冷却，得到性能等级为8.8～10.9级的非调质型螺栓，具体的制造工艺流程为：盘条—喷丸—石灰水浸泡—拉拔—精线加热—热镦成型—吹风冷却—搓丝—表面处理。
作为原料的热轧盘条规格为Φ5.0～42.5mm，化学成分：按重量百分数计为C：0.37～0.55％，Si：≤0.35％，Mn：1.35～1.65％，Al：0.010～0.050％，P、S≤0.025％，Cr、Ni、Cu≤0.10％，其余为Fe及不可避免的杂质。
下面以10.9级M16非调质型法兰螺栓的实际制造作为实施例和对比例。
实施例1
原料热轧盘条化学成分按重量百分数计为C：0.49％，Si：0.20％，Mn：1.60％，Al：0.021％，P：0.018％，S：0.017％，Cr：0.05％，Ni：0.05％，Cu：0.03％。
步骤一，Φ18.0mm热轧盘条经过喷丸、石灰水浸泡预处理，通过拉拔机冷拉拔成Φ17.2mm精线；
步骤二，将步骤一得到的精线加热至880℃，加热后的精线经热镦成M16法兰螺栓毛坯；
步骤三，将步骤二得到的M16法兰螺栓毛坯吹风冷却，以17.5℃/s的冷却速率冷却至443℃，之后置于空气中自然冷却至常温；
步骤四，将步骤三得到的螺栓毛坯经过搓丝、表面处理等工序加工为M16法兰螺栓成品。
实施例2
原料热轧盘条化学成分按重量百分数计为C：0.53％，Si：0.32％，Mn：1.52％，Al：0.040％，P：0.022％，S：0.015％，Cr：0.07％，Ni：0.01％，Cu：0.02％。
步骤一，Φ18.0mm热轧盘条经过喷丸、石灰水浸泡预处理，通过拉拔机冷拉拔成Φ17.2mm精线；
步骤二，将步骤一得到的精线加热至850℃，加热后的精线经热镦成M16法兰螺栓毛坯；
步骤三，将步骤二得到的M16法兰螺栓毛坯吹风冷却，以16.5℃/s的冷却速率冷却至455℃，之后置于空气中自然冷却至常温；
步骤四，将步骤三得到的螺栓毛坯经过搓丝、表面处理等工序加工为M16法兰螺栓成品。
对比例1
将实施例1步骤二替换为：将步骤一得到的精线冷镦成M16法兰螺栓毛坯，取消步骤三，其他条件同实施例1。
对比例2
将实施例1步骤三替换为：将步骤二得到的M16法兰螺栓毛坯置于空气中自然冷却至常温，其他条件同实施例1。
对比例3
将实施例1步骤一中Φ18.0mm热轧盘条替换为：Φ20.0mm热轧盘条；即Φ20.0mm热轧盘条经过喷丸、石灰水浸泡预处理，通过拉拔机冷拉拔成Φ17.2mm精线。将实施例1步骤二替换为：将步骤一得到的精线冷镦成M16法兰螺栓毛坯，取消步骤三，其他条件同实施例1。
将Φ18.0mm热轧盘条替换为Φ20.0mm，增加拉拔加工减面率进而提高拉拔后钢丝的强度，但材料塑性的急剧下降，成型开裂率直线上升。
本发明实施例与对比例生产的10.9级M16非调质型法兰螺栓对比如表1：
表1
Claims (7)
1.一种非调质型螺栓的制造方法，其特征在于：以热轧盘条为原料，经过冷拉拔、热镦和吹风冷却，得到性能等级为8.8～10.9级的非调质型螺栓；
具体制造的步骤为：
步骤一，热轧盘条经过预处理，冷拉拔加工成精线；
步骤二，将步骤一得到的精线加热至不低于800℃，加热后的精线经热镦成螺栓毛坯；
步骤三，将步骤二得到的螺栓毛坯吹风冷却；
步骤四，将步骤三得到的螺栓毛坯经过搓丝、表面处理工序加工为螺栓成品。
2.根据权利要求1所述的非调质型螺栓的制造方法，其特征在于：所述热轧盘条化学成分为：按重量百分数计为C：0.37～0.55％，Si：≤0.35％，Mn：1.35～1.65％，Al：0.010～0.050％，P、S≤0.025％，Cr、Ni、Cu≤0.10％。
3.根据权利要求1所述的非调质型螺栓的制造方法，其特征在于：步骤一盘条预处理方法为喷丸、石灰水浸泡。
4.根据权利要求1所述的非调质型螺栓的制造方法，其特征在于：步骤二精线加热温度为800～900℃。
5.根据权利要求1所述的非调质型螺栓的制造方法，其特征在于：步骤三螺栓毛坯吹风冷却为以16～18℃/s的冷却速率冷却至450±10℃，之后置于空气中自然冷却至常温。
6.根据权利要求1所述的非调质型螺栓的制造方法，其特征在于：热轧盘条的规格为Φ5.0～42.5mm，冷拉拔加工成精线的规格为Φ4.2-40.0mm。
7.根据权利要求1所述的非调质型螺栓的制造方法，其特征在于：螺栓的金相组织为索氏体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211118147.1A CN115502324A (zh) | 2022-09-14 | 2022-09-14 | 一种非调质型螺栓的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211118147.1A CN115502324A (zh) | 2022-09-14 | 2022-09-14 | 一种非调质型螺栓的制造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115502324A true CN115502324A (zh) | 2022-12-23 |
Family
ID=84503964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211118147.1A Pending CN115502324A (zh) | 2022-09-14 | 2022-09-14 | 一种非调质型螺栓的制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115502324A (zh) |
-
2022
- 2022-09-14 CN CN202211118147.1A patent/CN115502324A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110756583B (zh) | 非调质钢的制备方法以及利用其制备细晶锻件的方法 | |
| CN102943210B (zh) | 一种高强度螺栓及其加工方法 | |
| CN103045974B (zh) | 提高变形铝合金强度并保持其塑性的热加工方法 | |
| CN112831723B (zh) | 一种抗高温渗碳晶粒长大的齿轮钢及控制方法 | |
| CN101775546A (zh) | 高强度紧固件用含硼冷镦钢及其制备工艺 | |
| CN1858284A (zh) | 超细晶非调钢盘条及其生产方法 | |
| CN102534391A (zh) | 一种挤压轮用热作模具钢及其制造方法 | |
| CN103966411B (zh) | 一种中碳冷镦钢棒线材的制造方法 | |
| CN1827823A (zh) | 高碳合金钢耐磨钢球及其生产方法 | |
| CN113083886B (zh) | 一种提高低碳冷镦钢盘条拉拔性能的控轧控冷方法 | |
| CN110576042B (zh) | 一种发动机涨断连杆及用钢的制法和其锻件的制法 | |
| CN113245365A (zh) | 一种在线提升钢材韧性的轧制生产方法 | |
| CN103173694A (zh) | 耐高温紧固件及其制作方法 | |
| CN1240497C (zh) | 直接拉拔用高碳铬轴承钢线材及制造方法 | |
| CN114134399A (zh) | 一种节能的高贝氏体含量的高合金工具用钢盘条及其制造方法 | |
| CN115161545B (zh) | 一种高塑性低强度中碳冷镦钢精线及其生产方法 | |
| CN114107834B (zh) | 一种高强铁镍钼合金丝材及其低成本制备方法 | |
| CN112589382A (zh) | 一种高强度低密度汽车用钢热冲压成形工艺 | |
| CN105714063B (zh) | 一种0Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化不锈钢棒材的制备方法 | |
| US20160032417A1 (en) | Work hardenable yield ratio-controlled steel and method of manufacturing the same | |
| WO2022166038A1 (zh) | 非调质钢长杆螺栓及其制造方法 | |
| CN109022710B (zh) | 含氮塑料模具扁钢的热处理方法 | |
| CN110983199A (zh) | 一种稀土耐低温高强度螺栓用钢及其制备方法 | |
| CN115502324A (zh) | 一种非调质型螺栓的制造方法 | |
| CN115627423A (zh) | 一种1600MPa级的热轧卷板及其生产方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |