一种用于汽车发动机缸盖的高性能紧固螺栓及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于汽车发动机缸盖的高性能紧固螺栓及其制备工艺，按重量百分比计，该紧固螺栓包括以下成分：Ni：0.43

【技术实现步骤摘要】
一种用于汽车发动机缸盖的高性能紧固螺栓及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及紧固件制造领域，特别涉及一种用于汽车发动机缸盖的高性能紧固螺栓及其制备工艺。

技术介绍

[0002]螺栓被誉为“工业之米”，是制造业中广泛应用的紧固件之一，例如汽车、交通、化工、航空航天等等。
[0003]随着制造业技术的发展，对螺栓的性能要求也进一步提高，尤其对于一些有特殊应用场景需要的螺栓而言，对其性能要求更为严苛。例如汽车发动机缸盖上的紧固螺栓，其处于变应力条件下工作、变温度环境下工作，对其强度、高温稳定性能以及耐腐性能均有校稿的要求。专利CN106521478A公开了一种发动机缸盖螺栓的特殊磷化生产工艺，其通过特定的热处理来提高SCM435钢制备的螺栓的强度，获得了一定的效果，但改善效果有限，且其并未对合金钢的成分进行改进，也未对其高温稳定性能进行改进。专利CN107604243B公开了一种高强度螺栓材料及其制备方法，其通过合金元素的优化，制备得到了一种机械强度较高的螺栓材料，但其高温稳定性未知。其中添加的Ti、Nb等微合金元素与C、N元素具有很强的亲和力，可生成弥散分布的碳氮化物颗粒(如TiC)细化奥氏体晶粒，能提升材料的强度，但微合金元素以及TiC颗粒在铁基体中因润湿性较差导致难以充分分散，所以其实际能发挥的增强作用往往达不到预期，而该方案中并未针对该问题进行改进。
[0004]通过在合金中添加增强相，是提高合金性能的一种有效手段。碳化钛作为一种陶瓷材料，具有高熔点、超硬、化学稳定性、高耐磨性、热传导性能好等优良性能，可用作增强材料来提高合金的机械强度、耐热性能、耐腐蚀性能。碳热还原TiO2法、直接反应法、溶胶凝胶法、化学气相沉积、热等离子方法等([1]董占祥,孔祥鹏,王俊文.超细TiC粉体的制备方法及应用研究进展[J].山西化工,2011,31(3):4.)。
[0005]然而，碳化钛与铁基体的润湿性差、碳化钛相的生成效率不高等问题是碳化钛在合金钢中应用的限制因素，导致碳化钛对铁基体性能的改善效果往往难以达到预期。
[0006]所以，现在有必要对现有技术进行改进，以提供更可靠的方案。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于汽车发动机缸盖的高性能紧固螺栓及其制备工艺。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种用于汽车发动机缸盖的高性能紧固螺栓，按重量百分比计，其包括以下成分：
[0009]Ni：0.43
‑
0.79％，V：0.10
‑
0.35％，Mn：0.16
‑
0.52％，Cr：0.81
‑
2.06％，Mo：0.09
‑
0.27％，Si：0.11
‑
0.32％，Ti：0.47
‑
0.93％，C：0.23
‑
0.46％，Ce：0.06
‑
0.12％，Nb：0.018
‑
0.035％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。
[0010]优选的是，所述的用于汽车发动机缸盖的高性能紧固螺栓通过含铁、镍、钒、锰、
铬、钼、硅的原料以及中间合金制备得到，所述中间合金按重量百分比计，其包括以下成分：Ti：8.4
‑
10.2％，C：4.1
‑
4.9％，Ce：0.8
‑
1.3％，Nb：0.20
‑
0.41％，余量为Fe。
[0011]优选的是，所述中间合金通过以下步骤制备得到：
[0012]S1、制备羧基化Fe3O4微球：
[0013]将3.6
‑
15g六水合氯化铁、7
‑
26.5g醋酸钠加入50
‑
200mL乙二醇中，搅拌30
‑
60min后，将得到的混合液转移至反应釜中，185
‑
240℃下反应3
‑
14h，待反应产物冷却至室温，离心，弃滤液，固体产物用去离子水洗涤，干燥，得到羧基化Fe3O4微球；
[0014]S2、水热法合成复合掺杂的Fe3O4@C微球；
[0015]S2
‑
1、将1
‑
4.5g所述步骤S1制备的羧基化Fe3O4微球、0.35
‑
15.2g壳聚糖、钛酸异丙醇、0.4
‑
1.5g二巯基丁二酸加入50
‑
250mL乙醇溶液中，搅拌1
‑
4h，得到分散液1；
[0016]S2
‑
2、将正丁醇铌、醋酸铈加入50
‑
200mL乙醇水溶液中，搅拌5
‑
25min，得到分散液2；其中，乙醇与去离子水按照体积比为1:1
‑
3:1；
[0017]S2
‑
3、将分散液2加入分散液1中，超声分散30
‑
90min，得到前驱液；
[0018]S2
‑
4、将前驱液转移至反应釜中，170
‑
250℃下反应4
‑
12h，反应产物冷却至室温，离心，弃滤液，固体产物用去离子水洗涤，干燥，得到复合掺杂的Fe3O4@C微球；
[0019]S3、制备中间合金：
[0020]将所述步骤S2制备的复合掺杂的Fe3O4@C微球在氢气气氛中、于1700
‑
2100℃下反应0.5
‑
3h；然后降温至1400
‑
1600℃，在氩气气氛中保温1
‑
5h，冷却至室温后，在氩气保护下磨粉，得到所述中间合金。
[0021]优选的是，所述步骤S2中，按照钛元素：铈元素：铌元素：铁元素的质量比为8.4
‑
10.2：0.8
‑
1.3:0.20
‑
0.41:80.5
‑
87.3的比例添加钛酸异丙醇、正丁醇铌和醋酸铈。
[0022]优选的是，所述中间合金通过以下步骤制备得到：
[0023]S1、制备羧基化Fe3O4微球：
[0024]将7.2g六水合氯化铁、13.5g醋酸钠加入100mL乙二醇中，搅拌45min后，将得到的混合液转移至反应釜中，210℃下反应8h，待反应产物冷却至室温，离心，弃滤液，固体产物用去离子水洗涤，干燥，得到羧基化Fe3O4微球；
[0025]S2、水热法合成复合掺杂的Fe3O4@C微球；
[0026]S2
‑
1、将2g所述步骤S1制备的羧基化Fe3O4微球、0.73g壳聚糖、钛酸异丙醇(C
12
H
28
O4Ti)、0.8g二巯基丁二酸加入100mL乙醇溶液中，搅拌2h，得到分散液1；
[0027]S2
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于汽车发动机缸盖的高性能紧固螺栓，其特征在于，按重量百分比计，其包括以下成分：Ni：0.43
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0.79％，V：0.10
‑
0.35％，Mn：0.16
‑
0.52％，Cr：0.81
‑
2.06％，Mo：0.09
‑
0.27％，Si：0.11
‑
0.32％，Ti：0.47
‑
0.93％，C：0.23
‑
0.46％，Ce：0.06
‑
0.12％，Nb：0.018
‑
0.035％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述的用于汽车发动机缸盖的高性能紧固螺栓，其特征在于，其通过含铁、镍、钒、锰、铬、钼、硅的原料以及中间合金制备得到，所述中间合金按重量百分比计，其包括以下成分：Ti：8.4
‑
10.2％，C：4.1
‑
4.9％，Ce：0.8
‑
1.3％，Nb：0.20
‑
0.41％，余量为Fe。3.根据权利要求2所述的用于汽车发动机缸盖的高性能紧固螺栓，其特征在于，所述中间合金通过以下步骤制备得到：S1、制备羧基化Fe3O4微球：将3.6
‑
15g六水合氯化铁、7
‑
26.5g醋酸钠加入50
‑
200mL乙二醇中，搅拌30
‑
60min后，将得到的混合液转移至反应釜中，185
‑
240℃下反应3
‑
14h，待反应产物冷却至室温，离心，弃滤液，固体产物用去离子水洗涤，干燥，得到羧基化Fe3O4微球；S2、水热法合成复合掺杂的Fe3O4@C微球；S2
‑
1、将1
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4.5g所述步骤S1制备的羧基化Fe3O4微球、0.35
‑
15.2g壳聚糖、钛酸异丙醇、0.4
‑
1.5g二巯基丁二酸加入50
‑
250mL乙醇溶液中，搅拌1
‑
4h，得到分散液1；S2
‑
2、将正丁醇铌、醋酸铈加入50
‑
200mL乙醇水溶液中，搅拌5
‑
25min，得到分散液2；其中，乙醇与去离子水按照体积比为1:1
‑
3:1；S2
‑
3、将分散液2加入分散液1中，超声分散30
‑
90min，得到前驱液；S2
‑
4、将前驱液转移至反应釜中，170
‑
250℃下反应4
‑
12h，反应产物冷却至室温，离心，弃滤液，固体产物用去离子水洗涤，干燥，得到复合掺杂的Fe3O4@C微球；S3、制备中间合金：将所述步骤S2制备的复合掺杂的Fe3O4@C微球在氢气气氛中、于1700
‑
2100℃下反应0.5
‑
3h；然后降温至1400
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1600℃，在氩气气氛中保温1
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5h，冷却至室温后，在氩气保护下磨粉，得到所述中间合金。4.根据权利要求3所述的用于汽车发动机缸盖的高性能紧固螺栓，其特征在于，所述步骤S2中，按照钛元素：铈元素：铌元素：铁元素的质量比为8.4
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10.2：0.8
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1.3:0.20
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0.41:...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙旭波，徐治国，赵粉花，许克琴，
申请(专利权)人：盐城腾鸿金属制品有限公司，
类型：发明
国别省市：