[发明专利]一种高强度螺母材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种高强度螺母材料及其制备方法，包括钢材基体和涂覆于其表面的耐磨抗腐涂层，所述钢材基体包括如下按重量百分比计的各化学成分制成：碳0.05‑0.1%、锗0.3‑0.5%、硅0.3‑0.5%、铜3‑5%、铪0.1‑0.2%、钨2‑3%、铌0.5‑0.8%、锰0.8‑1.3%、铬3‑6%、钯0.001‑0.003%、砷≤0.001%、硫≤0.01%，余量为铁；所述耐磨抗腐涂层是由如下按重量份计的各组分制成：含环氧基的聚硅氧硼烷超支化聚合物50‑60份、纳米金刚石粉4‑6份、纳米硼纤维3‑5份、3,5‑二氨基‑1,2,4‑三氮唑4‑6份、2,2'‑二(三氟甲基)二氨基联苯2‑4份、偶联剂1‑3份。本发明公开的高强度螺母材料机械强度大，耐腐蚀性、耐磨性和硬度好，制备效率高，耐高低温性能和防松动性能佳，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及机械零部件的制造技术领域，尤其涉及一种高强度螺母材料及其制备方法。

背景技术

随着经济的发展和振兴我国装备制造业、加快产业升级速度，实现可持续发展战略的推进，人们对螺母的产品质量、技术水平要求越来越高。螺母是各行业常见的紧固件，其配合螺栓组合使用，可以安装和固定各机械部件，保证设备的完整性和稳定性，是现代工业生产和日常生活中不可或缺的工业必需品之一。

传统螺母制备工艺多使用含铜量较高的铜合金进行加工，材料硬度较低，耐磨性能差，无法满足高速发展的工业、建筑业的需求。在制备过程中大多使用模具进行冷镦成型，而且大多数都是使用至少两次的冷镦进行成型，第一次和第二次冷镦很容易成型，但金属材料经过多次冷镦后，由于冷作硬化的原因，使金属塑性发生改变，进而影响到后续的冷镦成型处理。除此之外，市面上的螺母材料还或多或少存在不能满足高温和严寒要求，抗腐蚀性能和防松动性能不足等缺陷。

为了解决上述问题，中国发明专利CN104264076B公开了一种耐磨螺母及其制造方法。所述耐磨螺母的制造方法包括合金材料的制造步骤和螺母的浇铸成型步骤。该发明采用合金钢材料取代现有技术中的铜合金材料，制造的耐磨螺母硬度高，高耐磨，满足了工业、建筑业的高标准需求；采用分级淬火工艺，有效减少耐磨螺母材料结构从奥氏体向马氏体转变的过程中的相变应力，有效减少转变过程中裂纹的产生。该发明制造所得的耐磨螺母硬度较现有技术中的铜合金材质的同类产品提高39-45％，耐磨度提高18-22％，裂纹率降低13-20％。然而，其机械强度和耐腐蚀性有待进一步提高。

因此，如何提供一种机械强度大，耐腐蚀性、耐磨性和硬度好，制备效率高，耐高低温性能和防松动性能佳的高强度螺母材料及其制备方法是当前业内研究者们亟待解决的难题之一。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种机械强度大，耐腐蚀性、耐磨性和硬度好，制备效率高，耐高低温性能和防松动性能佳，使用寿命长的高强度螺母材料及其制备方法。该制备方法工艺简单，操作方便，对设备依赖性小，制备效率高，具有较高的经济价值和社会价值。

为达到以上目的，本发明提供一种高强度螺母材料，其特征在于，包括钢材基体和涂覆于其表面的耐磨抗腐涂层，所述钢材基体包括如下按重量百分比计的各化学成分制成：碳0.05-0.1%、锗0.3-0.5%、硅0.3-0.5%、铜3-5%、铪0.1-0.2%、钨2-3%、铌0.5-0.8%、锰0.8-1.3%、铬3-6%、钯0.001-0.003%、砷≤0.001%、硫≤0.01%，余量为铁；所述耐磨抗腐涂层是由如下按重量份计的各组分制成：含环氧基的聚硅氧硼烷超支化聚合物50-60份、纳米金刚石粉4-6份、纳米硼纤维3-5份、3,5-二氨基-1,2,4-三氮唑4-6份、2,2'-二(三氟甲基)二氨基联苯2-4份、偶联剂1-3份。

优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂KH-570中的至少一种。

优选的，所述纳米硼纤维的平均直径为300-500nm，长径比为(10-15):1。

优选的，所述纳米金刚石粉的粒径为100-300nm。