[发明专利]非调质钢长杆螺栓及其制造方法

说明书

本发明公开了一种非调质钢长杆螺栓及其制造方法，属于紧固件用钢技术领域。该非调质钢长杆螺栓省去了球化退火和调质处理两道工序，节约能源，降低了成本。在制造过程中通过控轧控冷得到终成品强度的76～84％的线材，然后在拉拔工序中，控制拉拔减面率10～50％，使冷拔线材强度为最终成品强度的89％‑96％，再利用校直、滚压同时进行的方式，保证直线度的同时使线材强度达到最终成品强度，从而显著提高最终成品螺栓的尺寸精度、强度以及疲劳性能。

技术领域

本发明属于紧固件用钢技术领域，具体涉及一种非调质钢长杆螺栓及其制造方法。

背景技术

高强度螺栓的制造工艺中球化退火和调质处理均属周期长、能耗大的热处理工序。多次热处理不仅消耗大量能源资源，污染环境，而且成品调质容易产生变形、开裂、脱碳等产品缺陷，质量风险高。而采用非调质钢生产螺栓可以省去这两道工序，具有节约能源、降低成本等特点，同时可以避免热处理过程中产生变形或者淬火裂纹所导致的废品、提高材料的使用率。据统计，省去了球化退火工序，每吨紧固件可节约电能625kW·h；省去了淬火和回火工序，每吨紧固件可节约电能100kW·h；同时还减少了热处理废品的损失，约0.2％；并且减少了退火氧化的损耗，每吨约42.5kg。为此，越来越多的厂家采用非调质钢制造螺栓，通过冷拔变形强化来达到螺栓预期的强度。然而生产过程中发现：冷拔后线材直线度不够，特别是针对长杆螺栓的生产，需要对冷拔后线材进行校直，但线材经过校直后，强度会下降、直径膨胀，这些都会影响最终成品螺栓的尺寸、强度、疲劳性能等。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种非调质钢长杆螺栓，该长杆螺栓能够保证成品的尺寸精度、强度以及疲劳性能。

本发明的另一目的是提供一种上述非调质钢长杆螺栓的制造方法。

技术方案：本发明所述的非调质钢长杆螺栓，成分以质量百分比计，包括C：0.15～0.25％、Si：≤0.30％、Mn：1.0～1.5％、P：≤0.025％、S：≤0.025％、V：0.01～0.06％、Nb：0.01～0.06％、Ti：≤0.06％、Al：0.01～0.05％，余量的Fe和不可避免的杂质。

该非调质钢长杆螺栓的金相组织为铁素体+珠光体的混合组织。

对应于上述非调质钢长杆螺栓，本发明提供的制造方法所采用的技术方案，工序包括轧制、拉拔、同时进行的矫直和滚压、冷镦、滚丝、表面处理和时效处理；其中，在所述轧制工序中，通过控轧控冷使热轧线材强度达到最终成品强度的76％～84％、断面收缩率≥55％、断后伸长率≥20％；在所述拉拔工序中，通过控制拉拔减面率10％～50％，使得冷拔后线材强度为最终成品强度的89％～96％；矫直和滚压同时进行，滚压的压入量控制在0.03～1m。

具体的，所述轧制工序中，控轧控冷的手段包括控制吐丝温度在800-830℃、风冷线开前1-6#罩盖使降温速度控制在1.5-2.0m/s。

进一步的，所述表面处理工序为电镀处理。

进一步的，在所述的时效处理工序中，加热温度100～350℃，保温时间60～150min，出炉空冷。

具体的，该制造方法的关键点在于：轧制阶段，通过控轧控冷获得热轧线材强度为630～700MPa、断面收缩率≥55％、断后伸长率≥20％；拉拔阶段，通过控制拉拔减面率10％～50％，使得冷拔后线材强度为最终成品强度的89％～96％，为738～800MPa；校直+滚压阶段，通过控制滚压压入量0.3～1mm，使得线材强度能够达到最终线材强度要求。