一种温锻及螺纹零缺陷螺栓的制造方法技术

本发明专利技术属于机械加工技术领域，具体涉及一种温锻及螺纹零缺陷螺栓的制造方法。包括如下步骤：选料；切料；去氧化皮；预加工；中频加热；自动分选；自然冷却；调质处理；淬火；清洗；回火；水冷；磨芯；碾制成型。本发明专利技术具有如下有益效果：采用的材料为中碳或中碳合金结构钢，确保了所加工的螺栓的强度；制成的螺栓具有较高的塑性和较小的变形抗力，其成型尺寸精度高；不需再次实行切削加工，从而确保了锻件内部晶粒均匀，不需再次重结晶退火或正火加工；由于锻件表面有小于0.05mm的不完全脱碳层，优于冷镦成型过程中由于球化退火不完全造成应力集中的断裂风险。

A manufacturing method of warm forging and thread zero defect bolt

【技术实现步骤摘要】
一种温锻及螺纹零缺陷螺栓的制造方法
本专利技术属于机械加工
，具体涉及一种温锻及螺纹零缺陷螺栓的制造方法。
技术介绍
螺栓：机械零件，配用螺母的圆柱形带螺纹的紧固件。由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件。这种连接形式称螺栓连接。如把螺母从螺栓上旋下，又可以使这两个零件分开，故螺栓连接是属于可拆卸连接。国家标准GB/T3098.1中提到了螺纹的表面缺陷，国家标准GB/T5779.3中列出了了螺纹的表面缺陷主要表现在裂缝、原材料的裂纹和条痕、凹痕、皱纹、切痕、螺纹上的折叠、损伤几个方面。其中，裂缝的是在热处理或锻造过程中由于过高的热应力或者应变力而产生；原材料的裂纹和条痕通常是制造紧固件的原材料中的固有缺陷；凹痕是由切屑或剪切毛刺或原材料的锈层造成的痕迹或压印；皱纹是在锻炼的一次冲击过程中，由于体积不足和形状不一造成的材料位移而产生的；切痕是由于制造工具超越螺栓或螺钉表面的运动而产生；螺纹上的折叠通常是在碾制螺纹的冷成型过程中所产生；损伤是在螺栓或螺钉的制造和运输过程中受外界影响所造成的。螺栓的表面缺陷直接影响到螺栓的品质，如何降低或减少螺栓的表面缺陷，这是摆在所有的螺栓生产厂家面前的一道极大的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种温锻及螺纹零缺陷螺栓的制造方法。本专利技术是通过如下技术方案来实现的：一种温锻及螺纹零缺陷螺栓的制造方法，包含如下步骤：（1）选料：选择圆钢半料毛坯作为原材料；（2）切料：采用切割设备将步骤（1）中得到的原材料切割为长度为50-300mm的料段；（3）去氧化皮：通过机械的方式去除步骤（2）中所得到的料段外层的氧化皮，去除厚度为0.2mm；（4）预加工：将通过去氧化皮的料段通过车床加工成型，得到料段一端形成螺纹且另外一端的外径=螺杆外径的工件；（5）中频加热：将步骤（4）中得到的工件置于直流电压为400-500V的中频加热炉中，控制中频加热炉中的加热温度为650-800℃，加热节拍为2-3s，工件在中频加热炉中的停留时间为15s；（6）自动分选：将经过中频加热的工件送入自动分选设备进行分选，分选后合格品送入自然冷却工序，不合格品返回中频加热炉中重新加热；（7）自然冷却：将分选后得到的合格品通过自然冷却的方式冷却至常温后得到冷却后的工件；（8）调质处理：将步骤（7）中得到的冷却后的工件送入连续式网带炉，控制连续式网带炉中加热区的温度在850-890℃，使得工件在加热区中的停留90±10min后进入调质炉；通过甲烷和甲醇控制调质炉中的气氛，并控制调质炉中的温度为650-800℃，通过氧探头及碳控仪控制工件中的C4含量为0.3%-0.6%，经过调质处理后得到调质工件；（9）淬火：将步骤（8）中得到的调质工件送入淬火槽中，控制淬火槽中淬火油的温度为60-70℃，并使调质工件在淬火槽中停留17-20min后得到淬火工件；（10）清洗：将步骤（9）中得到的淬火工件送入喷淋清洗装置进行清洗，控制喷淋清洗装置内的温度为50±10℃，淬火工件在喷淋清洗装置中的停留时间为15-18min，喷淋清洗装置所喷淋的液体由重油垢清洗剂和防锈剂混合而成；（11）回火：将经过清洗的回火工件送入回火炉，按照原料材质不同控制回火炉中的温度为480±5℃或500±5℃，并在回火炉中保温120±10min，经过回火操作后得到回火工件；（12）水冷：将步骤（11）中得到的回火工件通过水冷的方式冷却至70℃以下得到水冷工件；（13）磨芯：通过打磨设备去除水冷工件外层厚度≤0.05mm的不完全脱碳层后制得成品工件。（14）碾制成型：将步骤（13）中所得到的成品工件通过滚丝轮碾制螺纹成型，制得成品螺栓。优选的，步骤（9）中通过循环冷却系统控制淬火油的温度，循环冷却系统由循环泵、冷却装置和油箱组成，所述的循环泵的进口管连通到油箱底部，循环泵的出口管连通到淬火槽中；淬火槽上部设有溢流管，溢流管经过冷却装置连通到油箱上部。步骤（9）中所述的淬火油优选由基础油和矿物油组成的L-ANl00油即50号机械油。优选的，所述的喷淋清洗装置所喷淋的液体中防锈剂的质量浓度为3%-7%，具体的，每100g液体中含有3-7g防锈剂。优选的，步骤（1）中所述的圆钢半料毛坯的材质为45钢、42铬钼钢或40铬钢中的一种。优选的，步骤（11）中原料为45钢或42铬钼钢时，回火炉中的温度为500±5℃；原料为40铬钢时，回火炉中的温度为480±5℃。优选的，步骤（12）中采用防锈剂浓度为0.3-0.7%的水溶液进行水冷，所述的浓度为质量浓度，具体为每100g水溶液中含有0.3-0.7g防锈剂。步骤（14）中所述的滚丝轮的热处理方法如下：1)预热，将待加工件在500-520℃的井式炉内预热3-5min后转到820-840℃的盐浴中进一步预热；2)加热，将预热后的加工件加热使其温度提高到1030-1050℃；3)冷却，将加热后的加工件先在820-840℃条件下分级，然后再转到520-550℃条件下分级，最后转入250-270℃的硝盐中等温20min，出炉后空冷；4)回火，将经过空冷的加工件在180-200℃的硝盐中回火两次，每次3h，出炉后再次空冷。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术采用的材料为中碳或中碳合金结构钢，如45钢，40Cr，42CrMo等，确保了所加工的螺栓的强度；2、通过本专利技术的工艺加工制成的螺栓具有较高的塑性和较小的变形抗力，其成型尺寸精度高；3、本专利技术的工艺不需再次实行切削加工，从而确保了锻件内部晶粒均匀，不需再次重结晶退火或正火加工；由于锻件表面有小于0.05mm的不完全脱碳层，优于冷镦成型过程中由于球化退火不完全造成应力集中的断裂风险；4、通过本专利技术的工艺加工制造而成的螺栓，不存在国家标准GB/T5779.3中所列举出的表面缺陷，进一步提升了产品的质量。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术的保护范围不受实施例所限制。滚丝轮的加工采用Cr12MoV,通过以下热处理工艺制成磨制滚丝轮。1)预热，将待加工件在500℃的井式炉内预热3min后转到820℃的盐浴中进一步预热；2)加热，将预热后的加工件加热使其温度提高到1030℃；3)冷却，将加热后的加工件先在820-840℃条件下分级，然后再转到520-550℃条件下分级，最后转入250-270℃的硝盐中等温20min，出炉后空冷；4)回火，将经过空冷的加工件在180℃的硝盐中回火两次，每次3h，出炉后再次空冷。一种温锻及螺纹零缺陷螺栓的制造方法，包含如下步骤：(1)选料：选择材质为45钢的圆钢半料毛坯作为原材料；(2)切料：采用切割设备将步骤（1）中得到的原材料切割为长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温锻及螺纹零缺陷螺栓的制造方法，其特征在于，包含如下步骤：/n（1）选料：选择圆钢半料毛坯作为原材料；/n（2）切料：采用切割设备将步骤（1）中得到的原材料切割为长度为50-300mm的料段；/n（3）去氧化皮：通过机械的方式去除步骤（2）中所得到的料段外层的氧化皮，去除厚度为0.2mm；/n（4）预加工：将通过去氧化皮的料段通过车床加工成型，得到料段一端形成螺纹且另外一端的外径=螺杆外径的工件；/n（5）中频加热：将步骤（4）中得到的工件置于直流电压为400-500V的中频加热炉中，控制中频加热炉中的加热温度为650-800℃，加热节拍为2-3s，工件在中频加热炉中的停留时间为15s；/n（6）自动分选：将经过中频加热的工件送入自动分选设备进行分选，分选后合格品送入自然冷却工序，不合格品返回中频加热炉中重新加热；/n（7）自然冷却：将分选后得到的合格品通过自然冷却的方式冷却至常温后得到冷却后的工件；/n（8）调质处理：将步骤（7）中得到的冷却后的工件送入连续式网带炉，控制连续式网带炉中加热区的温度在850-890℃，使得工件在加热区中的停留90±10min后进入调质炉；通过甲烷和甲醇控制调质炉中的气氛，并控制调质炉中的温度为650-800℃，通过氧探头及碳控仪控制工件中的C4含量为0.3%-0.6%，经过调质处理后得到调质工件；/n（9）淬火：将步骤（8）中得到的调质工件送入淬火槽中，控制淬火槽中淬火油的温度为60-70℃，并使调质工件在淬火槽中停留17-20min后得到淬火工件；/n（10）清洗：将步骤（9）中得到的淬火工件送入喷淋清洗装置进行清洗，控制喷淋清洗装置内的温度为50±10℃，淬火工件在喷淋清洗装置中的停留时间为15-18min，喷淋清洗装置所喷淋的液体由重油垢清洗剂和防锈剂混合而成；/n（11）回火：将经过清洗的回火工件送入回火炉，按照原料材质不同控制回火炉中的温度为480±5℃或500±5℃，并在回火炉中保温120±10min，经过回火操作后得到回火工件；/n（12）水冷：将步骤（11）中得到的回火工件通过水冷的方式冷却至70℃以下得到水冷工件；/n（13）磨芯：通过打磨设备去除水冷工件外层厚度≤0.05mm的不完全脱碳层后制得成品工件；/n（14）碾制成型：将步骤（13）中所得到的成品工件通过滚丝轮碾制螺纹成型，制得成品螺栓。/n...

【技术特征摘要】
1.一种温锻及螺纹零缺陷螺栓的制造方法，其特征在于，包含如下步骤：
（1）选料：选择圆钢半料毛坯作为原材料；
（2）切料：采用切割设备将步骤（1）中得到的原材料切割为长度为50-300mm的料段；
（3）去氧化皮：通过机械的方式去除步骤（2）中所得到的料段外层的氧化皮，去除厚度为0.2mm；
（4）预加工：将通过去氧化皮的料段通过车床加工成型，得到料段一端形成螺纹且另外一端的外径=螺杆外径的工件；
（5）中频加热：将步骤（4）中得到的工件置于直流电压为400-500V的中频加热炉中，控制中频加热炉中的加热温度为650-800℃，加热节拍为2-3s，工件在中频加热炉中的停留时间为15s；
（6）自动分选：将经过中频加热的工件送入自动分选设备进行分选，分选后合格品送入自然冷却工序，不合格品返回中频加热炉中重新加热；
（7）自然冷却：将分选后得到的合格品通过自然冷却的方式冷却至常温后得到冷却后的工件；
（8）调质处理：将步骤（7）中得到的冷却后的工件送入连续式网带炉，控制连续式网带炉中加热区的温度在850-890℃，使得工件在加热区中的停留90±10min后进入调质炉；通过甲烷和甲醇控制调质炉中的气氛，并控制调质炉中的温度为650-800℃，通过氧探头及碳控仪控制工件中的C4含量为0.3%-0.6%，经过调质处理后得到调质工件；
（9）淬火：将步骤（8）中得到的调质工件送入淬火槽中，控制淬火槽中淬火油的温度为60-70℃，并使调质工件在淬火槽中停留17-20min后得到淬火工件；
（10）清洗：将步骤（9）中得到的淬火工件送入喷淋清洗装置进行清洗，控制喷淋清洗装置内的温度为50±10℃，淬火工件在喷淋清洗装置中的停留时间为15-18min，喷淋清洗装置所喷淋的液体由重油垢清洗剂和防锈剂混合而成；
（11）回火：将经过清洗的回火工件送入回火炉，按照原料材质不同控制回火炉中的温度为480±5℃或500±5℃，并在回火炉中保温120±10min，经过回火操作后得到回火工件；
（12）水冷：将步骤（11）中得到的回火工件通过水冷的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵培源，赵秀东，
申请(专利权)人：浙江中通汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33