專利名稱：一種不銹鋼高強(qiáng)度螺栓的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種不銹鋼高強(qiáng)度螺栓的加工方法。
背景技術(shù)：
在航空、航天、高鐵等行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)件中，高強(qiáng)度螺栓是經(jīng)常在一些強(qiáng)度要求高、工作環(huán)境惡劣(如高振動(dòng)、高空氣濕度、溫差大等)的條件下裝配使用的緊固件，目前，我國(guó)一般使用中碳低合金超高強(qiáng)度鋼制作高強(qiáng)度螺栓(ob > 1500 MP a)，使用時(shí)在高應(yīng)力作用下容易發(fā)生脆性斷裂，即氫脆易導(dǎo)致螺栓掉頭、桿部斷裂等不安全現(xiàn)象的出現(xiàn)；且該螺栓的加工工藝一般采用冷鐓成型，為了提高零件強(qiáng)度，冷鐓成型前原材料需進(jìn)行拉拔工序來提高原材料強(qiáng)度，但是拉拔工序易對(duì)原料表面造成脫碳，不利于產(chǎn)品最終熱處理，而且熱處理回火溫度一般在310°C左右，硬度大于HRC50，這樣的零件抗沖擊韌性差，屈服強(qiáng)度低；且熱處理工序都是安排在螺紋滾制完工后來增加強(qiáng)度，螺栓精度等不到保證的同時(shí)加工成本也聞。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種不銹鋼高強(qiáng)度螺栓的加工方法，以解決傳統(tǒng)加工方法加工的高強(qiáng)度螺栓易出現(xiàn)的脆性斷裂導(dǎo)致的掉頭、桿部斷裂、抗沖擊韌性差，屈服強(qiáng)度低、加工質(zhì)量難以控制、精度低和加工成本高的問題。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的一種不銹鋼高強(qiáng)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(zhǎng)度、直徑下料；(b)對(duì)下料后的坯料分段進(jìn)行鍍銅潤(rùn)滑；(c)將坯料放入鐓制模具內(nèi)熱鐓出螺栓頭型；(d)在真空或惰性氣體爐內(nèi)進(jìn)行固溶處理，固溶溫度為930°C 985±25°C，時(shí)間為2 3. 5小時(shí)；(e)在固溶處理后24小時(shí)內(nèi)將工件在冷卻氣體下冷卻2小時(shí)；(f)噴砂去除冷卻后工件表面的氧化皮；(g)采用縮桿加工的方式加工出螺紋滾絲坯徑；(h)在480°C 550°C下經(jīng)4小時(shí)的時(shí)效處理，再在195°C 210°C下進(jìn)行12小時(shí)去應(yīng)力處理；(i)采用無心磨對(duì)工件桿部和螺紋坯徑進(jìn)行拋光打磨；(j)按產(chǎn)品螺紋要求選擇加工設(shè)備滾制螺紋；(k)滾制支撐面與桿部連接部位的圓弧R ；(I)熒光檢查；(m)用清洗劑洗去工件表面油污后鈍化。所述坯料為沉淀硬化型不銹鋼0Crl3Ni8Mo2Al，該材料具有高強(qiáng)度、高韌性和耐腐蝕等特點(diǎn)，能有效提升成品螺栓的強(qiáng)度韌性和耐腐蝕性。由于坯料為沉淀硬化型不銹鋼0Crl3Ni8Mo2Al，其強(qiáng)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(zhì)合金YG15。所述步驟(j)中的加工設(shè)備為意大利ORT公司生產(chǎn)的RP18/24/30/50E CNC系列螺紋滾絲機(jī)。所述步驟(m)中的清洗劑為航空煤油。所述步驟(C)中熱鐓成型后的首件工件做金相檢查，防止過燒、過熱。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的不銹鋼高強(qiáng)度螺栓的加工方法，選擇沉淀硬化型不銹鋼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、螺紋坯徑采用縮桿加工、在時(shí)效處理后滾制螺紋，提高產(chǎn)品螺紋部份使用強(qiáng)度；滾制螺紋后有探傷，防止了熱鐓、熱處理、滾制螺紋等工序造成的開裂產(chǎn)品流入裝配使用、滾制螺栓頭下R等工藝提高產(chǎn)品頭部與桿部連接強(qiáng)度，大大增強(qiáng)了螺栓的強(qiáng)度，成品零件硬度在HRC45左右，具有較強(qiáng)的抗沖擊韌性和屈服強(qiáng)度。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明，但所要求保護(hù)的范圍并不局限于所述實(shí)施例1 :需加工出螺紋規(guī)格小于等于M8的高強(qiáng)度螺栓時(shí)，先將沉淀硬化型不銹鋼0Crl3Ni8Mo2Al按螺栓尺寸下料，下料后的坯料經(jīng)鍍銅潤(rùn)滑后放入鐓制模具內(nèi)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(nèi)進(jìn)行固溶處理2小時(shí)，再用溫度為_73°C的氮?dú)饫鋮s2小時(shí)，噴砂去除冷卻后工件表面的氧化皮后采用縮桿加工的方式加工出螺紋滾絲坯徑，在480°C下經(jīng)4小時(shí)的時(shí)效處理，再在195°C下進(jìn)行12小時(shí)去應(yīng)力處理，采用無心磨對(duì)工件桿部和螺紋坯徑進(jìn)行拋光打磨，選用意大利ORT公司生產(chǎn)的RP18ECNC螺紋滾絲機(jī)滾制螺紋和支撐面與桿部連接部位的圓弧R，熒光檢測(cè)后用航空煤油清洗工件，去除表面油污后鈍化即得成品。實(shí)施例2 :需加工出螺紋規(guī)格在M8 M24之間的高強(qiáng)度螺栓時(shí)，先將沉淀硬化型不銹鋼0Crl3Ni8Mo2Al按螺栓尺寸下料，下料后的坯料經(jīng)鍍銅潤(rùn)滑后放入鐓制模具內(nèi)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(nèi)進(jìn)行固溶處理3小時(shí)，再用溫度為_73°C的氮?dú)饫鋮s2小時(shí)，噴砂去除冷卻后工件表面的氧化皮后采用縮桿加工的方式加工出螺紋滾絲坯徑，在480°C下經(jīng)4小時(shí)的時(shí)效處理，再在195°C下進(jìn)行12小時(shí)去應(yīng)力處理，采用無心磨對(duì)工件桿部和螺紋坯徑進(jìn)行拋光打磨，選用意大利ORT公司生產(chǎn)的RP24ECNC螺紋滾絲機(jī)滾制螺紋和支撐面與桿部連接部位的圓弧R，熒光檢測(cè)后用航空煤油清洗工件，去除表面油污后鈍化即得成品。實(shí)施例3 :需加工出螺紋規(guī)格在M24 M42之間的高強(qiáng)度螺栓時(shí)，先將沉淀硬化型不銹鋼0Crl3Ni8Mo2Al按螺栓尺寸下料，下料后的坯料經(jīng)鍍銅潤(rùn)滑后放入鐓制模具內(nèi)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(nèi)進(jìn)行固溶處理3. 5小時(shí)，再用溫度為_73°C的氮?dú)饫鋮s2小時(shí)，噴砂去除冷卻后工件表面的氧化皮后采用縮桿加工的方式加工出螺紋滾絲坯徑，在480°C下經(jīng)4小時(shí)的時(shí)效處理，再在195°C下進(jìn)行12小時(shí)去應(yīng)力處理，采用無心磨對(duì)工件桿部和螺紋坯徑進(jìn)行拋光打磨，選用意大利ORT公司生產(chǎn)的RP30ECNC螺紋滾絲機(jī)滾制螺紋和支撐面與桿部連接部位的圓弧R，熒光檢測(cè)后用航空煤油清洗工件，去除表面油污后鈍化即得成品。
權(quán)利要求
1.一種不銹鋼高強(qiáng)度螺栓的加工方法，其特征在于該方法包括以下步驟 Ca)將坯料按螺栓加工長(zhǎng)度、直徑下料； (b)對(duì)下料后的坯料分段進(jìn)行鍍銅潤(rùn)滑； (c)將坯料放入鐓制模具內(nèi)熱鐓出螺栓頭型； (d)在真空或惰性氣體爐內(nèi)進(jìn)行固溶處理，固溶溫度為930°C 985±25°C，時(shí)間為2 3. 5小時(shí)； Ce)在固溶處理后24小時(shí)內(nèi)將工件在冷卻氣體下冷卻2小時(shí)； (f)噴砂去除冷卻后工件表面的氧化皮； (g)采用縮桿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(jīng)4小時(shí)的時(shí)效處理，再在195°C 210°C下進(jìn)行12小時(shí)去應(yīng)力處理； (i)采用無心磨對(duì)工件桿部和螺紋坯徑進(jìn)行拋光打磨； (j)按產(chǎn)品螺紋要求選擇加工設(shè)備滾制螺紋； (k)滾制支撐面與桿部連接部位的圓弧R ； (I)熒光檢查； Cm)用清洗劑洗去工件表面油污后鈍化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼高強(qiáng)度螺栓的加工方法，其特征在于所述坯料為沉淀硬化型不銹鋼0Crl3Ni8Mo2Al。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼高強(qiáng)度螺栓的加工方法，其特征在于所述鐓制模具的材料為硬質(zhì)合金YG15。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼高強(qiáng)度螺栓的加工方法，其特征在于所述步驟(j)中的加工設(shè)備為意大利ORT公司生產(chǎn)的RP18/24/30/50E CNC系列螺紋滾絲機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼高強(qiáng)度螺栓的加工方法，其特征在于所述步驟(m)中的清洗劑為航空煤油。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼高強(qiáng)度螺栓的加工方法，其特征在于所述步驟(c)中熱鐓成型后的首件工件做金相檢查。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼高強(qiáng)度螺栓的加工方法，其特征在于所述步驟(e)中的冷卻氣體為氮?dú)?，溫度為_73°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種不銹鋼高強(qiáng)度螺栓的加工方法，該方法包括下料、潤(rùn)滑、熱鐓、固溶、冷卻、去氧化皮、加工螺紋滾絲坯徑、時(shí)效處理、打磨、滾制螺紋和頭-桿連接處圓弧、探傷、清洗和鈍化。該方法選擇沉淀硬化型不銹鋼作為零件坯料、頭部通過熱鐓一次成型，大大減少了加工周期、螺紋坯徑采用縮桿加工、在時(shí)效處理后滾制螺紋，提高產(chǎn)品螺紋部份使用強(qiáng)度；滾制螺紋后有探傷，防止了熱鐓、熱處理、滾制螺紋等工序造成的開裂產(chǎn)品流入裝配使用、滾制螺栓頭下R等工藝提高產(chǎn)品頭部與桿部連接強(qiáng)度，大大增強(qiáng)了螺栓的強(qiáng)度，成品零件具有較強(qiáng)的抗沖擊韌性和屈服強(qiáng)度。
文檔編號(hào)B23P15/00GK103009011SQ20121058416
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者王相波, 林燚, 劉清樹, 何春林, 陳春旭 申請(qǐng)人:貴州精立航太科技有限公司