组合螺钉和制造组合螺钉的方法技术

本发明专利技术涉及一种组合螺钉，其包括由根据DIN EN 10263的钢合金38B2制成的螺钉和由根据DIN EN 10083的钢合金C22制成的垫圈，其中垫圈材料具有0.18％至0.23％的碳含量，0.5％至0.7％的锰含量，和0.1％至0.4％的铬含量。本发明专利技术此外涉及制造这种组合螺钉的方法。

Combination screw and method of manufacturing combination screw

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】组合螺钉和制造组合螺钉的方法本专利技术涉及一种组合螺钉，其包括螺钉和不会丢失地保持在其上的垫圈，其中螺钉由根据DINEN10263的钢合金38B2制成，垫圈由根据DINEN10083的钢合金C22制成。本专利技术此外涉及制造这种组合螺钉的方法。组合螺钉大量使用，并且已知不同的结构形式。其包括一个螺钉，在该螺钉上不会丢失地保持着一个垫圈。为此，将垫圈插在螺钉坯件上，随后大都通过螺纹滚压将螺纹引入到螺钉杆中，由此螺钉被不会丢失地保持在螺钉杆上的螺纹上方。对于组合螺钉重要的是，螺钉和垫圈必须具有不同的硬度。当螺钉下头表面（Unterkopffläche）和垫圈配备有肋时，其特别是这种情况，所述肋意在防止螺钉在操作时例如由于振动或温度波动而松动。为了能够使螺钉的肋压入垫圈中，垫圈必须比螺钉软。在这种情况下，要求垫圈硬度与螺杆硬度相差至少40HV，有时甚至50HV。组合螺钉的螺钉和垫圈通常由钢合金构成，其硬度通过各自合适的热处理来实现。对于汽车领域中的应用而言，螺钉在此由根据DINEN10263的钢合金38B2制成，垫圈由根据DINEN10083的钢合金C22制成。由于在此涉及不同的合金和原材料，因此必须在特定温度下对两种材料进行热处理。这导致分别热处理螺钉坯件和垫圈，并且在施加垫圈之后必须将螺纹滚压在硬化的螺钉坯件上。这又导致成本高的滚压工艺，其特征在于高的工具磨损。在此，本专利技术旨在解决这种情况。本专利技术的目的在于提供一种组合螺钉，其在其制造时能够在螺钉和垫圈的一个共同硬化工艺中实现垫圈的可预先计划的（vorausplanbar）、相对于螺钉不同的、特别是更小的硬度。根据本专利技术，该目的通过垫圈材料具有0.18％至0.23％的碳含量，0.5％至0.7％的锰含量和0.1％至0.4％的铬含量得以实现。用本专利技术提供了一种组合螺钉，其在其制造时能够在螺钉和垫圈的一个共同硬化工艺中实现垫圈的可预先计划的、相对于螺钉不同的、特别是更小的硬度。本专利技术的基本思想是在保留市场上常见的通常使用的合金3B2和C22的情况下，限制垫圈材料的公差，使得垫圈的机械性能，特别是其硬度可以预先计划，以能够实现螺钉和垫圈的一个共同的调质处理工艺，其中可以可靠地获得相对于螺钉不同的，特别是更小的垫圈硬度。由此，可以在施加垫圈后，在调质处理前，进行螺钉坯件的螺纹滚压，由此可以降低成本地，特别是在更小的工具磨损的情况下，进行以大量生产制造的组合螺钉的滚压工艺。对于根据DIN898第1部分的品质等级10.9的螺钉而言，通常使用材料38B3。在奥氏体化后，将其在450℃下退火，以获得机械性能。适合于该垫圈并且通常使用的垫圈材料是根据DINEN10083的合金C22。然而，其中由于合金成分的大带宽，不能可靠地预测可硬化性本身和实际硬度。根据DINEN10083，合金C22包含以下组成：合金元素值-从（质量%）值-至（质量%）碳（C）0.170.24硅（Si）0.40锰（Mn）0.400.70磷（P）0.045硫（S）0.2铬（Cr）0.40钼（Mo）0.10Cr+Mo+Ni0.63令人惊讶地已经表明，如果合适地限制碳、锰和铬的允许比例的公差范围，则可以明显提高机械性能，特别是硬度的可预测性。已经表明，这些元素的比例对合金的所得硬度的影响与其质量比例基本上呈线性关系，但其中已发现一个范围，在该范围中所达到的硬度经历突然的增加。根据本专利技术，如此选择碳、锰和铬的质量百分比，使得它高于各自发现的合金在其硬度方面的突变行为的范围。在本专利技术的扩展方案中，垫圈材料具有0.19％至0.23％的碳含量，0.55％至0.65％的锰含量，和0.15％至0.25％的铬含量。已经表明，由此可实现垫圈硬度的良好可预测性，同时在垫圈表面上的均匀性能。优选地，垫圈材料具有0.33％至0.39％，优选0.35％至0.37％的碳当量含量（碳当量值-CEV）。在本专利技术的一个实施方案中，螺钉的下头表面至少逐区域地（bereichsweise）配备有肋，其中替代地或者甚至额外地可以在一侧上至少逐区域地配备肋。此外，本专利技术的目的在于提供制造这种组合螺钉的方法，该方法可以降低成本地进行。根据本专利技术，该目的通过一种方法得以实现，其中首先制造螺钉坯件和垫圈，将垫圈插在螺钉坯件上，然后将螺纹引入螺钉中，之后使如此形成的组合螺钉完全经受热处理以进行材料硬化。在这种情况下，优选通过螺纹滚压将螺纹引入到螺钉杆中。本专利技术的扩展方案和实施方案在从属权利要求中给出。下面将详细描述一个实施例：选择作为实施例的组合螺钉包括一个螺钉和v不会丢失地保持在该螺钉上的垫圈，其中螺钉由根据DINEN10263的钢合金38B2制成。垫圈由根据DINEN10083的钢合金C22制成，其具有0.21质量％的碳含量，0.6质量％的锰含量，以及0.2质量％的铬含量。碳当量含量（CEV）为0.25至0.37质量％。为了制造组合螺钉，首先由根据DINEN10263的钢合金38B2制造螺钉坯件和由具有上述碳、锰和铬含量的根据DINEN10083的钢合金C22制造垫圈。在此，在实施例中，螺钉头下侧以及与螺钉头相对的垫圈下侧各自环绕配备有肋。将垫圈插在螺钉坯件上，然后借助于螺纹滚压将螺纹引入到螺杆中，由此将垫圈不会丢失地保持在螺钉上。使如此形成的组合螺钉经受热处理并在450℃的温度下退火。通过在硬化之前将螺纹滚压到螺钉杆中，可以实现更高的加工速度，同时更长的工具使用寿命。由此使制造工艺中的成本显著降低。在退火之后，如此制造的组合螺钉的垫圈在外垫圈区域中具有269HV的硬度，在中间垫圈区域中具有266HV的硬度，和在内垫圈区域中具有252HV的硬度。因此，该实施例中的垫圈比具有360HV的硬度的螺钉软至少90HV。已经表明，用根据本专利技术的螺钉和根据本专利技术的制造方法，可以工艺可靠地（prozesssicher）确保比螺钉硬度软至少40HV的垫圈硬度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.组合螺钉，其包括螺钉和不会丢失地保持在其上的垫圈，其中螺钉由根据DIN EN 10263的钢合金38B2制成，和垫圈由根据DIN EN10083的钢合金C22制成，其特征在于，垫圈材料具有0.18％至0.23％的碳含量， 0.5％至0.7％的锰含量，和0.1％至0.4％的铬含量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.09 EP 17160190.91.组合螺钉，其包括螺钉和不会丢失地保持在其上的垫圈，其中螺钉由根据DINEN10263的钢合金38B2制成，和垫圈由根据DINEN10083的钢合金C22制成，其特征在于，垫圈材料具有0.18％至0.23％的碳含量，0.5％至0.7％的锰含量，和0.1％至0.4％的铬含量。2.根据权利要求1所述的组合螺钉，其特征在于，垫圈材料具有0.19％至0.23％的碳含量，0.55％至0.65％的锰含量，和0.15％至0.25％的铬含量。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：JJ埃格勒，
申请(专利权)人：内德史罗夫弗劳劳滕有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE