一种发动机缸盖螺栓的生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种发动机缸盖螺栓的生产工艺。所述工艺通过特定的热处理及控制氢含量，使得得到的发动机缸盖螺栓符合标准，且断裂几率大幅减少。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术螺栓的生产
，尤其涉及一种发动机缸盖螺栓的生产工艺。
技术介绍
缸盖螺栓是在变应力条件下工作，是发动机中强度要求最高的螺栓之一。在发动机缸盖螺栓装配后，缸体受力，导致缸筒在静力载荷作用下产生一定变形。如果缸筒变形过大会影响到机油消耗量、漏气量、摩擦功、缸筒磨损、尾气排放等。为了满足更高的设计和排放要求，减小缸筒变形也变得更加重要，因而缸盖螺栓的设计轴向力越来越高。CN103785992A公开了一种气缸盖螺栓机加工工艺。其包括以下步骤：A)在铣打机上铣两端面，同时在两端面上打中心孔；B)粗车时车成直棒；C)进行热处理；D)热处理后在普通车床上修整中心孔；E)以中心孔为基准，半精车两端外圆；F)以车好的外圆为基准在数控车床上车出整体外形。但该工艺的主要目的是消除热处理后的变形及保证精车尺寸精度，不涉及提高螺栓的强度。发动机缸盖螺栓在使用过程中，会有断裂的风险，且该断裂会引起严重后果。经过分析表明，引起螺栓脆性断裂的可能原因有组织过热、回火脆性和氢脆。因此，在加工过程中，如何提高螺栓的强度，防止其断裂，是本领域的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种发动机缸盖螺栓的生产工艺，能够提高螺栓的强度，防止其断裂。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种发动机缸盖螺栓的生产工艺，包括：(1)冷成型；(2)倒角，倒角后可选清洗；(3)热处理，860±5℃淬火，480±5℃回火110-130分钟；(4)较直；(5)磨螺坯；(6)滚压螺纹；(7)清洗后探伤；(8)表面磷化；(9)去氢，控制材料中氢含量小于0.5ppm；(10)涂覆。本专利技术所述发动机缸盖螺栓材料为SCM435钢，其有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性较40Cr高，高温下有高的蠕变强度与持久强度，长期工作温度可达500℃；冷变形时塑性中等，焊接性差。用作在高负荷下工作的重要结构件，如车辆和发动机的传动件；汽轮发电机的转子、主轴、重载荷的传动轴，大断面零件。SCM435钢化学成分如下：碳C：0.33～0.38；硅Si：0.15～0.35；锰Mn：0.60～0.90；硫S：允许残余含量≤0.030；磷P：允许残余含量≤0.030；铬Cr：0.90～1.20；镍Ni：允许残余含量≤0.25；铜Cu：允许残余含量≤0.30；钼Mo：0.15～0.30，铁Fe余量。本专利技术通过对断裂螺栓进行分析，发现螺栓的断裂最大可能是氢脆断裂，氢脆断裂是在氢、材料微裂纹和拉伸应力的共同作用下发生的。首先，过量的氢是造成螺栓氢脆断裂最基本的原因。对于强度大于1200MPa的螺栓，材料中氢含量在5ppm～10ppm就可导致氢脆。本专利技术的生产工艺得到的螺栓轻度大于1200MPa，属高强度螺栓，具有高的氢脆敏感性。从螺栓生产过程来看，氢含量偏高应是由表面磷化或去氢处理不彻底造成的，螺栓发生氢脆的外部条件是螺栓受到静拉伸应力作用。因此本专利技术通过严格限制氢含量，来减少氢脆。本专利技术的工艺通过特定的热处理工艺对螺栓进行处理，其显微组织为回火马氏体，按照JB/T8837-2000评定，组织级别为1级，符合1-3级的技术条件规定，金相检验显示表面无脱碳。用苦味酸酒精溶液侵蚀，晶界未出现染色，说明本专利技术得到的发动机缸盖螺栓不存在回火脆性。切取纵向试样，经镶嵌、磨抛后在LEICADMRM型光学显微镜下进行非金属夹杂物检验，按GB/T10561-2005/ISO4967：1998(E)标准A法，使用ISO评级图评定，结果为：A0.5，B0，C0，D0。按照GB/T228.1-2010标准，从本专利技术得到的螺栓上取样，加工成标准拉伸试样，进行常规拉伸试验，其抗拉强度为1385MPa，屈服强度1429MPa，断后伸长率16.5％。为检验螺栓头部的紧固性，从本专利技术得到的螺栓中选择样品，根据C100050标准进行楔负载强度试验，结果为1389MPa。本专利技术的工艺通过特定的热处理及控制氢含量，使得得到的发动机缸盖螺栓符合标准，且断裂几率大幅减少。本专利技术通过实验，选取100件螺栓，进行实际应用实验，在装配本专利技术生产工艺得到的发动机缸盖螺栓后，应用10000小时后，未发现任何裂痕。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。实施例1一种发动机缸盖螺栓的生产工艺，包括：(1)冷成型；(2)倒角，倒角后可选清洗；(3)热处理，860±5℃淬火，480±5℃回火110-130分钟；(4)较直；(5)磨螺坯；(6)滚压螺纹；(7)清洗后探伤；(8)表面磷化；(9)去氢，控制材料中氢含量小于0.5ppm；(10)涂覆。所述发动机缸盖螺栓材料为SCM435钢。对所述螺栓进行检测，其显微组织为回火马氏体，按照JB/T8837-2000评定，组织级别为1级，符合1-3级的技术条件规定，金相检验显示表面无脱碳。用苦味酸酒精溶液侵蚀，晶界未出现染色，说明得到的发动机缸盖螺栓不存在回火脆性。切取纵向试样，经镶嵌、磨抛后在LEICADMRM型光学显微镜下进行非金属夹杂物检验，按GB/T10561-2005/ISO4967：1998(E)标准A法，使用ISO评级图评定，结果为：A0.5，B0，C0，D0。按照GB/T228.1-2010标准，从本专利技术得到的螺栓上取样，加工成标准拉伸试样，进行常规拉伸试验，其抗拉强度为1385MPa，屈服强度1429MPa，断后伸长率16.5％。为检验螺栓头部的紧固性，从本专利技术得到的螺栓中选择样品，根据C100050标准进行楔负载强度试验，结果为1389MPa。检测结果表明，本专利技术的生产工艺得到的螺栓，符合规定，且其断裂风险大幅减少。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机缸盖螺栓的生产工艺，包括：(1)冷成型；(2)倒角，倒角后可选清洗；(3)热处理，860±5℃淬火，480±5℃回火110‑130分钟；(4)较直；(5)磨螺坯；(6)滚压螺纹；(7)清洗后探伤；(8)表面磷化；(9)去氢，控制材料中氢含量小于0.5ppm；(10)涂覆。

【技术特征摘要】
1.一种发动机缸盖螺栓的生产工艺，包括：(1)冷成型；(2)倒角，倒角后可选清洗；(3)热处理，860±5℃淬火，480±5℃回火110-130分钟；(4)较直；(5)磨螺坯；(6)滚压螺纹；(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张达明，
申请(专利权)人：无锡市明盛强力风机有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32