[发明专利]一种耐腐蚀螺栓合金材料及螺栓的制造方法

权利要求书

1.一种耐腐蚀螺栓合金材料，其特征在于，按照重量百分比包括如下化学成分：C0.2～0.5％，Si0.15～0.23％，Mn0.05～0.15％，P0.02～0.04％，S0.02～0.04％，Cu0.1～0.14％，Co0.24～0.32％，Ni0.22～0.28，Al0.08～0.24％，Ti0.12～0.26％，Mo0.08～0.12％，V0.1～0.15％，Sc0.06～0.14％，Cr0.04～0.1％，Nb0.002～0.004％、钕铁硼0.08～0.14％，余量为铁及杂质元素。

2.一种使用权利要求1所述的耐腐蚀螺栓合金材料制造螺栓的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)铸造杆料，按配比对化学成分配料，制得杆料毛坯，所述杆料毛坯浇注成型，制得杆料；

(2)对所述杆料进行酸洗和碱洗处理，制得具有外螺纹和光杆段的第一螺栓；

(3)对所述第一螺栓进行热强化处理，制得第二螺栓；

(4)对所述第二螺栓进行热处理，制得第三螺栓；

(5)对所述第三螺栓进行时效处理，制得第四螺栓；

(6)对所述第四螺栓进行钝化处理，制得第五螺栓；

(7)对所述第五螺栓进行渗硼处理，制得第六螺栓；

(8)对所述第六螺栓进行磷化处理，制得成品螺栓。

3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，步骤(3)的操作过程为：对所述第一螺栓依次进行第一阶段热处理、第二阶段热处理和第三阶段热处理，制得第二螺栓；所述第一阶段热处理的处理温度为250～280℃，处理时间为2～3h；所述第二阶段热处理的处理温度为580～610℃，处理时间为2～3h；所述第三阶段热处理的处理温度为610～630℃，处理时间为2～3h。

4.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，步骤(6)的操作过程为：先将所述第四螺栓置于35～45℃的第一钝化处理液中钝化处理50～70min，再将所述第四螺栓置于100～120℃的第二钝化处理液中钝化处理5～8min；

所述第一钝化处理液包括如下质量分数的组分：

优选的，所述稳定剂为氯化钴和/或硝酸铬；

优选的，所述缓蚀剂为BQ-602缓蚀钝化剂和/或KC620缓蚀剂。

5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述第二钝化处理液包括如下重量份数的组分：

6.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，步骤(8)中，对所述第六螺栓进行磷化处理所需的磷化处理液包括如下重量份数的组分：

7.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于：在步骤(8)之后还包括步骤(9)，机械强化和表面发黑处理；

在步骤(9)之后还包括步骤(10)，镀层处理，使用镍电镀液在所述成品螺栓的表面镀镍层，所述镍电镀液包括如下浓度的组分：

所述镍电镀液的pH为7.2～7.8；

优选的，所述阴离子表面活性剂为烷基苯磺酸钠、烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、烷基聚氧乙烯醚羧酸钠、脂肪酸钠中的一种或任意组合；

优选的，所述非离子型表面活性剂为多元醇酯聚氧乙烯醚、脂肪酸聚乙二醇酯、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或任意组合。

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，步骤(9)的操作过程为：将所述第六螺栓置于300～350℃下加热20～40min，冷却至室温；对所述第六螺栓的表面进行抛丸处理；将抛丸处理后的第六螺栓置于100℃～110℃下表面发黑处理25～30min；清洗、干燥，制得成品螺栓。

9.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，步骤(4)的操作过程为：对所述第二螺栓进行外螺纹热处理和光杆段热处理，制得第三螺栓；

所述外螺纹热处理过程中，对所述外螺纹进行淬火处理所需的淬火剂包括质量比为2～2.5∶1的硝酸钾和硝酸钠；

优选的，所述光杆段热处理过程中，对所述光杆进行渗碳处理所需的渗碳剂包括如下质量分数的组分：

10.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，步骤(4)的操作过程为：对所述第二螺栓进行外螺纹热处理和光杆段热处理，制得第三螺栓；

所述外螺纹热处理的操作过程为：将所述第二螺栓的外螺纹置于810～830℃下加热4～5h；升温至1000～1120℃，保温10～20min；淬火，将淬火处理后的第二螺栓置于640～660℃下回火处理50～80min；将回火处理后的第二螺栓置于280～300℃的溶剂油中随油缓冷；

所述光杆段热处理的操作过程为：将所述第二螺栓的光杆段置于850～870℃下进行淬火；将淬火处理后的第二螺栓于680～700℃下回火处理60～90min；将回火处理后的第二螺栓置于1120～1180℃下渗碳处理70～100min，制得第三螺栓；

优选的，步骤(1)中，所述浇注成型的工艺条件为：将毛坯温度降至280～300℃，进行至少一次温控阶段，冷却至室温，制得杆料；每次所述温控阶段的具体操作为，以20～25℃/h的速率加热至600～700℃，保温1～2h，再以25～35℃/h的速率冷却至300℃；

优选的，步骤(5)中，所述时效处理的处理温度为120～150℃，处理时间为2～3h；

优选的，步骤(7)的操作过程为：将50～80份无水硼砂放入处理容器内，加热至620～650℃，然后加入10～12份SiC粉，搅拌至无水硼砂完全熔化，升温至720℃；再加入8～12份碳酸钠，搅拌的同时升温至850～880℃；将所述第五螺栓置入上述处理容器内进行渗硼处理，渗硼处理的温度为850～865℃，渗硼处理时间为2～3h，冷却至常温；清洗、干燥，制得第六螺栓；

优选的，步骤(8)的操作过程为：所述第六螺栓先用6～8％的十二烷基硫酸钠溶液洗涤，再用去离子水洗涤，然后用10～12％的碳酸氢钠在50～60℃下洗涤6～8min，洗涤所述第六螺栓；将所述第六螺栓置于100～110℃的磷化处理液中浸泡6～10min，清洗、干燥，制得成品螺栓。