[发明专利]一种高强度螺栓用平垫圈的制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度螺栓用平垫圈的制备方法，采用中碳钢板材‑‑‑高频感应加热‑‑‑热冲压成型‑‑‑临界点恒温处理‑‑‑水冷淬火‑‑‑回火+气体表面共渗处理‑‑‑表面钝化或涂层处理‑‑‑成品；本发明高频感应加热，速度快、耗能低；热冲压成型，成型压力小，模具损伤小；成型后的样品利用余热进行(γ/α)临界点恒温处理，减少热处理耗能，同时降低淬火温度，进行临界点水冷淬火，有利于减少开裂风险，采用水冷淬火；回火的同时进行表面N、C、O共渗处理，可以显著改善表面硬度、降低摩擦系数和提高耐磨性；表面钝化或涂层处理选用水性无机的环保成分，在气体共渗的基础上进一步显著提升耐蚀性，同时减少排放和环境污染。

技术领域

本发明涉及钢材制作技术领域，尤其涉及一种高强度螺栓用平垫圈的制备方法。

背景技术

平垫圈通常是各种形状的薄件，用于减少摩擦、防止泄漏、隔离、防止松脱或分散压力。许多材料和结构中都有这种部件，用于履行各类相似的功效。受螺纹紧固件的材料与工艺限制，螺栓等紧固件的支承面不大，因此为减小承压面的压应力保护被连接件的表面，其采用垫圈。

平垫圈形状简单，容易制备，但是要求很多，用量巨大。在大尺寸高强度螺栓中配套的平垫圈不但要求较高的硬度(HV300以上)，还必须经过表面防腐处理，具有较好的耐蚀性。

目前高硬度级别平垫圈的生产工艺：

中高碳钢板---冷冲压下料---加热淬火---回火----表面防腐处理等工序

低碳钢板---冷冲压成型---表面高温气体渗碳处理(提高硬度)---表面防腐处理等工序

存在的问题：

若采用中高碳钢板，本身硬度较高，冷冲压成型比较对模具损伤较大，成型后均需要再次进行热处理满足要求，部分产品淬火采用油冷和聚合物淬火介质，成本高、同时对环境有一定的污染，(若直接采用水冷会有开裂的风险)表面防腐多采用磷化或油漆涂料等，防腐效果不好，在高强度螺栓紧固的过程中易损伤脱落，导致防腐性能进一步下降。同时，由于淬火中会采用高温加热，表面会有脱碳和氧化缺陷，显著降低表面的性能。

低碳钢板冲压成型后，一般表面硬度较低，需要表面渗碳处理来提高硬度，达到使用要求。渗碳处理一般在850℃以上达到温度进行。这种方法成本较高，适合制备HV200、HV300级别的垫圈，但不适合HV400、HV500及以上级别的垫圈。表面防腐同样采用磷化或油漆涂料等，防腐效果不好，在高强度螺栓紧固的过程中易损伤脱落，导致防腐性能进一步下降。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高强度螺栓用平垫圈的制备方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明采用低碳微合金钢坯材制造，所述低碳微合金钢坯材成分的质量百分比如下：碳C：0.20～0.25％；硅Si：0.6～0.8％；锰Mn：0.80～1.0％；钼Mo：0.10～0.15％；铬Cr：0.3～0.5％；镍Ni：0.2～0.3％；钒V：0.05～0.1％；钛Ti：0.05～0.1％；硫S：0.020％；磷P：0.020％；余量为铁Fe；称取上述元素累计相加为100％；

工艺流程如下：

中碳钢板材---高频感应加热---热冲压成型---临界点恒温处理---水冷淬火---回火+气体表面共渗处理---表面钝化或涂层处理---成品；

具体工艺流程如下：