[发明专利]高性能自攻锁紧螺钉

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种自攻锁紧螺钉以及形成所述自攻锁紧螺钉的方法，更具体地，涉及一种紧固件，例如自攻锁紧螺钉，其至少一部分具有HRC56(洛氏硬度C级)的最小表面硬度，并涉及一种形成这种自攻锁紧螺钉的方法。

背景技术

现在，本行业中提出自攻锁紧螺钉可以在洛氏硬度为C23及以下的工件中冷挤压形成螺纹。同样，现在的自攻锁紧螺钉的硬度足以在这种工件中形成螺纹。然而，还有一些应用中希望自攻锁紧螺钉可以在硬度超过HRC23的工件中形成螺纹。例如，在形成高强度低合金(HSLA)材料后，例如通过在材料中冲孔，孔附近的硬度可达到并超过洛氏硬度C40。

传统的自攻锁紧螺钉的硬度不足以在硬度超过洛氏硬度C23的工件中通过冷挤压成功地形成螺纹。例如，一些可购买到的自攻锁紧螺钉处理为使得尖端和最初三到四圈完整螺纹的最小硬度为洛氏硬度C45，并且紧固件的核心硬度为洛氏硬度C33到39。诸如这种螺钉的自攻锁紧螺钉的硬度不足以在硬度超过HRC23的材料中连续地冷挤压形成螺纹。当将这种自攻锁紧螺钉推进到硬度为HRC40或以上的HSLA材料(或任何其它材料)中时，螺纹出现塌陷。螺纹的这种塌陷或变形使得联接失效。当在诸如钢的材料中形成螺纹时，需要使得紧固件具有与紧固件将要旋入的材料相比高得多的硬度，以正确地形成螺纹而不会塌陷。

因为现有的自攻锁紧螺钉不足以在硬度超过HRC23的工件中冷挤压形成螺纹，在此情况下，需要提供配合螺纹，例如通过在工件中提供螺纹联接(需要钻孔和攻丝操作)，或者通过提供焊接螺母、松动螺母、焊接凸起、螺纹嵌入件，或者通过提供类似零件或者使用用于提供配合螺纹的类似方法。这些结构/方法需要额外的操作、硬件和时间，导致工序成本更高、更耗时。

因而，市场上需要可以在硬度超过洛氏硬度C23(例如HSLA材料或任何其它材料)的工件中形成螺纹的紧固件。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种自攻锁紧螺钉，其至少一部分的表面硬度高到足以使得该自攻锁紧螺钉能够在硬度超过HRC23的工件中冷挤压形成螺纹。

本发明的实施例的另一目的是提供一种自攻锁紧螺钉，其至少一部分的表面硬度最小为HRC56。

本发明的实施例的还一目的是提供一种自攻锁紧螺钉，其至少一部分螺纹的最小表面硬度为HRC56，至少深度为0.02cm(0.008英寸)。

简单地说，根据前述目的中的至少一个，本发明的实施例提供一种自攻锁紧螺钉，其具有头部和从该头部延伸的带螺纹的杆部。该杆部的至少一部分螺纹经过表面硬化，优选地最小表面硬度为HRC56，使得该自攻锁紧螺钉随后可用于在表面硬度超过HRC23的工件中冷挤压形成螺纹。

本发明的另一方面提供一种形成这种自攻锁紧螺钉的方法。该方法包括执行热处理工艺，从而使该螺钉增碳到含碳量至少0.48％，并例如在油中淬火。然后，该螺钉回火以降低脆性并允许具有更易延展的核心。优选地，回火被控制为使得表面硬度不超过核心硬度3个洛氏硬度值。优选地，在回火后，该紧固件的表面和核心硬度都为洛氏硬度C33到39。随后，例如导程螺纹和该螺钉的三到四圈完整螺纹的尖端被感应硬化，并且该螺钉例如在水中或在合成淬火剂中淬火。然后，该螺钉再次回火以降低脆性。优选地，该回火步骤被控制为例如使得导程螺纹和最初三到四圈完整螺纹最小硬度为洛氏硬度C56，优选地深度至少为0.02cm(0.008英寸)，并且该紧固件的核心硬度为洛氏硬度C33到39。最后，优选地，对该紧固件精加工。

附图说明

本发明的结构和操作的组织和方式及其其它目的和优点可通过结合附图、参照下面的说明更好地理解，其中相似的附图标记代表相似的元件，其中：

图1是根据本发明实施例的可以表面硬化的一种螺钉的侧视图；

图2是图1中示出的螺钉的部分横截面图；和

图3是说明制造经表面硬化的自攻锁紧螺钉的方法的流程图，其中该方法根据本发明的实施例。

具体实施方式

尽管本发明可用于各种形式的实施例，这里在图中示出并且详细地描述了一种实施例，应该理解本说明书是本发明的原理的示例，而不是将本发明限制在这里所说明和描述的范围。

本发明的一个方面涉及一种紧固件，例如自攻锁紧螺钉，其至少一部分的表面硬度为HRC56。另一方面涉及表面硬化紧固件(例如自攻锁紧螺钉)的方法，使得其至少一部分的表面硬度为HRC56。尽管本方法可用于许多螺钉，美国专利No.，3935，785公开了一种螺钉，根据本发明的实施例的方法可用于该螺钉，并且在此通过引用引入该专利的全文。