一种螺钉的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种紧固件的制备方法，具体涉及一种螺钉的制备方法，属于合金材料的加工领域。所述的制备方法包括：将钢材依次进行正火处理、机械加工、热处理得螺钉坯件；所述的热处理包括渗碳处理和回火处理，所述的渗碳处理为先升温至890-910℃，保温70-90min，再降至880-900℃，保温30-50min，然后降至820-840℃，保温20-40min，最后空冷至室温；所述回火处理的温度为150-180℃，回火处理的时间为100-140min；将螺钉坯件依次进行除油除锈、活化处理、发黑处理、钝化处理，即可制得螺钉成品。该螺钉合金钢经渗碳处理后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部，具有较高的低温冲击韧性和良好的加工性，再经表面的发黑处理，进一步提高了螺钉的机械性能，螺钉硬度HRC达58-63，层深0.7-1.0，大大延长了使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种紧固件的制备方法，具体设及，属于合金材 料的加工领域。
技术介绍
紧固件在市场上也称为标准件，是将两个或两个W上的零件（或构件）紧固连接 成为一件整体时所采用的一类机械零件的总称。它的特点是品种规格繁多，性能用途各异， 而且标准化、系列化、通用化的程度极高。紧固件是应用最广泛的机械基础件，需求量很大。 常用的紧固件包括螺栓、螺钉等。 螺丝，是前端有尖头的那种，螺距较大，一般用于紧固木制件、塑料件，常见于机 械，电器及建筑物等，一般为金属制造，呈圆筒形，表面刻有凹凸的沟，如一个环绕螺丝侧面 的倾斜面，让螺丝可紧锁著螺丝帽或其他物件。螺丝的顶部直径较大，可呈圆形或等六边 形，让工具如螺丝起子或扳手可转动螺丝。较突出的顶部亦令螺丝不会钻得太深入而穿过 物料，及提高螺丝对物料的压力。 现有的螺钉都是采用整体金属结构，仍有很多问题存在，如质量重，用料成本高， 耐磨性、硬度、防诱性能、耐腐蚀性能、耐高低溫性能、脆性、初性等一般，在很多场合还不能 满足生产的要求，还需要进一步改进，W提高生产效率，降低成本，提高安全性，延长螺钉的 使用寿命。
技术实现思路
本专利技术目的是为了提供一种机械性能较好、耐磨损、使用寿命久的螺钉。 本专利技术的上述目的可通过下列技术方案来实现：一种螺钉，所述的钢由W下 成分（W质量百分比计）组成：C:0. 15-0. 20%，Si:0. 12-0. 18%，Μη:1. 2-1. 6%，Cr: 1. 30-1. 60%，Ti:0. 03-0. 1 %，佩：0. 1-0. 2%，V:0. 002-0. 005%，Sc:0. 02-0. 10%，Ni: 0. 01-0. 03%，B:0. 005-0. 20%，Tb:0. 03-0. 10%，Cu《0. 03%，P《0. 03%，S《0. 03%， 余量为化W及不可避免的杂质元素。 本专利技术使用的钢中C含量为0. 15-0. 20%，是一种低碳钢，塑性和初性较好，泽透 性较高，经渗碳泽火后具有硬而耐磨的表面与坚初的屯、部，所W具有较高的低溫冲击初性 良好的加工性，且加工变形微小，抗疲劳性能相当好。在本专利技术螺钉合金钢中，若碳含量过 高，会导致钢的屯、部的初性下降，所W本专利技术将C含量为0. 15-0. 20%，从而保证钢的屯、部 有足够的塑性和初性。 由于低碳钢的强度和硬度会相对较低，本专利技术适当增加了Μη的含量，W提高钢的 强度和硬度。同时，本专利技术的钢中还同时含有佩、Ti、VΞ种微量元素，与Μη元素起协同作 用，共同提高钢的强度和硬度。因为，Nb、Ti、VΞ种微量元素不仅可W细化晶粒，还可W得 到更高体积分数的弥散分布Nb(C，N)，（Nb、Ti) (C，N)，和V(C，脚析出颗粒，因此，可W同时 起到细晶强化和弥散强化的作用。此外，Μη元素与还与钢中含有的化、Ni、BΞ种元素起协 同作用，提高钢的泽透性，从而使钢经渗碳泽火后提高钢的屯、部的强度和初性。所w，综合W上两点因素，本专利技术提高了Μη元素在钢中的含量，将Μη元素的含量控制在1.2-1. 6%范 围内。 另外，由于本专利技术的钢在后续需要进行渗碳处理，而渗碳处理后钢的组织粗化，力 学性能也会随之下降。因此，针对此问题，本专利技术钢中添加有微量的稀±元素Sc和化，因 为，经实验表明，钢在长时间加热渗碳热处理过程中，加稀±元素具有阻止晶粒长大和提高 力学性能的作用，且效果非常显著，钢的渗碳层的弯曲强度，断裂初性较高。而且，在钢中添 加稀±元素，还可W提高钢的耐磨性，降低磨损量。 作为优选，所述的钢由W下成分（W质量百分比计）组成：c:0. 16-0. 18%，Si: 0. 13-0. 16%，Μη:1. 3-1. 5%，Cr:1. 50-1. 60%，Ti:0. 05-0. 08 %，佩：0. 12-0. 16%，V: 0.002-0. 004%，Sc:0. 03-0. 08%，Ni:0. 015-0. 025%，B:0. 008-0. 15%，Tb:0. 05-0. 08%， Cu《0. 03%，P《0. 03%，S《0. 03%，余量为化W及不可避免的杂质元素。 本专利技术的另一个目的在于提供上述螺钉的制备方法，所述的制备方法包括如下步 骤： 称取如上述组成成分及其质量百分比的原料，制成钢材； 将钢材依次进行正火处理、机械加工、热处理得螺钉巧件； 将螺钉巧件依次进行除油除诱、活化处理、发黑处理、纯化处理，即可制得螺钉成 品D 在上述螺钉的制备方法中，作为优选，所述的正火处理为等溫正火处理，所述等溫 正火处理的溫度为930-950°C，保溫200-250min，正火处理完成出炉后用1. 5KW排风扇降 溫。正火处理为等溫正火处理，由于本专利技术螺钉合金钢中的碳含量较低，属于低碳钢，切削 加工性不佳，而正火处理可W改善其切削加工性。所W本专利技术螺钉在成型后经过了正火处 理，改善了钢材的显微组织、消除了残余应力，改善了切削加工性，为随后进行的机械加工 做好准备。而且，本专利技术钢材采用的是等溫正火处理，解决了普通正火处理时由于堆冷存在 的堆内外及其它因素造成的冷却条件相差较大，而导致钢材局部由于冷速过快形成粒贝非 平衡组织，而钢材一些部位由于冷速过慢析出过多先共析铁素体而太软的现象，从而可W 获得均匀组织，将钢材的硬度控制在一定范围内，更利于后续机械加工的进行。 在上述螺钉的制备方法中，作为优选，所述的热处理包括渗碳处理和回火处理，所 述的渗碳处理为先升溫至890-910°C，保溫70-90min，再降至880-900°C，保溫30-50min，然 后降至820-840°C，保溫20-40min，最后空冷至室溫；所述回火处理的溫度为150-180°C，回 火处理的时间为100-140min。由于本专利技术钢材的碳含量较低，属于低碳钢，所W使用本专利技术 钢材制备得到的螺钉巧件先进行渗碳处理，使碳原子渗入到螺钉巧件的表面层，使螺钉巧 件具有高碳钢的表面层，再经过泽火和回火，使螺钉巧件表面层具有高硬度和耐磨性，而螺 钉巧件的屯、部仍然保持着低碳钢的初性和塑性。本专利技术热处理中的渗碳处理通过Ξ阶段不 同溫度下的泽火处理，先消除渗碳层网状碳化物及细化屯、部组织，然后改善渗层组织，进一 步提高螺钉的硬度和耐磨性。 在上述螺钉的制备方法中，作为优选，除油除诱处理的溫度为30-50°C，处理时间 为5-lOmin，所用的处理液为：硫脈2. 5-3. 5g/l，憐酸二氨钢3-8g/L，0P-105-12ml/L。本发 明除油除诱处理简化了前处理操作，除油除诱效果好，螺钉表面光洁，无过蚀和氨脆现象。 盐酸、硫酸酸基的清洗剂应用较为广泛，成本低，效率较高，但是酸洗残留的Cl、S042对螺 钉的后腐蚀危害很大。本专利技术采用的憐酸酸基没有腐蚀物残留的隐患，更为环保、安全。 [001引在上述螺钉的制备方法中，作为优选，活化处理采用的处理液为：硝酸 120-160ml/l，40%的氨氣酸200-210ml/L。活化是去除发黑件表面氧化膜，使之裸露出活性 表面，可明显提高发黑膜的均匀度和附着力。 在上述螺钉的制备方法中，作为优选，发黑处理所用的处理液为：化S〇4 1.5-2.Og/L，（NH4)eM〇7〇2 18-20g/L，N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺钉的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：将钢材依次进行正火处理、机械加工、热处理得螺钉坯件；所述的热处理包括渗碳处理和回火处理，所述的渗碳处理为先升温至890‑910℃，保温70‑90min，再降至880‑900℃，保温30‑50min，然后降至820‑840℃，保温20‑40min，最后空冷至室温；所述回火处理的温度为150‑180℃，回火处理的时间为100‑140min；将螺钉坯件依次进行除油除锈、活化处理、发黑处理、钝化处理，即可制得螺钉成品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任鹏坤，
申请(专利权)人：宁波瑞尔汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33