[发明专利]一种特种设备用双头螺栓的加工方法

说明书

本发明公开了一种特种设备用双头螺栓的加工方法，包括以下步骤：（1）铸造杆料毛坯；（2）备料；（3）软化退火；（4）冷镦成型；（5）热处理；（6）钝化处理；（7）磷化处理；（8）发黑处理。本发明的有益效果是：通过本发明方法制得的螺栓，具有整体强度高、螺栓精度高、质量好，大大提高了其的抗拉强度和使用寿命，使用于特种设备的使用需求。

技术领域

本发明涉及紧固件技术领域，特别是涉及一种特种设备用双头螺栓的加工方法。

背景技术

高强螺栓连接是指通过螺栓杆内很大的拧紧预拉力把连接板的板件夹紧，足以产生很大的摩擦力，从而提高连接的整体性和刚度，高强螺栓多用于桥梁、钢轨、高压及超高压等特种设备上的连接。这种螺栓的断裂多为脆性断裂，应用于超高压设备上的高强度螺栓，为了保证容器的密封，需要施以较大的预应力。 由于高强螺栓是在飞机、桥梁、钢轨、高压等特种设备领域中使用，它们对尺寸及性能方面的要求极其严格，虽然螺栓的结构看似乎并不复杂，但在加工中如何达到性能要求却是一个难题。

现有技术中的加工方式通常采用车削方式进行成型，其强度往往难以保证。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种应用于特种设备的高强度双头螺栓的加工方法，通过对材料组分和加工方法的改进，使加工出的螺栓具备抗拉强度高、不易被拉长、拉断和磨损、疲劳和耐恶劣环境能力强等优点。

针对上述问题，本发明采用的一个技术方案是：一种特种设备用双头螺栓的加工方法，包括以下步骤：

（1）铸造杆料毛坯：控制杆料毛坯的各化学成分的重量份数应满足下述要求：C 0.478~0.526，Si 0.11~0.13，Mn 0.35~0.39，P≤0.018，S≤0.02，B≤0.004，Cr 1.6~2.1，Mo 0.27~0.29，V 0.23~0.25，Cu 0.21-0.22，Nb 0.0003-0.0006，Zr 0.003-0.005，Ti 0.003-0.005，Pt 0.005-0.0058，Ir 0.006-0.0077，Re 0.001-0.0018，其余为铁；

（2）备料：经过铸造成型后的坯料做酸洗处理、碱洗处理，并按照螺栓的规格大小截取适当大小的圆柱形坯料；

（3）软化退火：软化退火分为两次，依次为：a)一次软化退火：将圆柱形坯料在钟罩炉内进行等温软化退火，软化退火温度为780~830℃，保温时间为6~7个小时，控制甲醇流量28~30ml/min，煤气流量0.1~0.15Nm³/h；b)二次软化退火：退火温度700~720℃，时间3~4h，控制甲醇流量25~38ml/min，煤气流量0.1~0.15Nm³/h；

（4）冷镦成型；

（5）热处理：将螺栓外螺纹在680℃温度下，用淬火油进行淬火，再将淬火后的螺栓在420℃进行回火，持续时间60~70分钟，再将螺栓的光杆段在880℃温度下，用水性淬火液进行淬火，再将淬火后的螺栓在450℃下进行回火，持续时间45~60分钟，最后进行渗碳处理，在1100~1350℃条件下渗碳处理90~105分钟；

（6）钝化处理：将热处理后的螺栓浸入温度为100~120℃的钝化液中处理4~5分钟；

（7）磷化处理：将钝化处理后的螺栓放入50~60℃的磷化处理液中浸泡3~5min，再进行清洗、风干，既得成品螺栓；

（8）发黑处理：将上述步骤（7）中的成品螺栓进行发黑处理，控制温度为118~138℃，时间为20~30分钟，再进行清洗、风干，即完成螺栓的加工。

优选的，所述钝化液由以下重量配比的物质混合制备而成：5~6份水溶性钼酸盐、10~13份二乙醇胺、80~110份碱性硅溶胶、90~120份水溶性丙烯酸树脂，80~110份的水。