高強度預應力螺栓的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種高強度預應力螺栓的制作方法。
【背景技術】
[0002]在冶金行業(yè)中，高強度預應力螺栓主要應用于軋機主傳動軸的十字軸承定位，由于軋機主傳動軸在運轉(zhuǎn)過程中承受較大的交變載荷，對于螺栓的屈服強度，韌性要求很高，并且十字軸承造價昂貴，因此螺栓的使用壽命直接影響了軋機主傳動軸的安全可靠性。
[0003]目前國產(chǎn)主傳動軸的十字軸承定位螺栓一般采用35CrMo、30CrNiMo等中碳合金材料制作。在屈服強度、沖擊韌性、斷面收縮率等力學性能檢測指標均差強人意，一般使用一個周期必須全部更換。國外的同類產(chǎn)品如日本Jis標準合金結(jié)構(gòu)鋼SNCM630制作的螺栓在屈服強度，沖擊韌性，斷面收縮率等力學性能檢測指標均能達到要求，但采購價格昂貴，周期長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種高強度預應力螺栓的材料冶煉以及螺栓的制作方法，本方法制作的螺栓具有高強度、高韌性的優(yōu)點，其力學性能檢測指標滿足承受較大交變載荷部件的緊固，確保該部件的安全可靠運行，且降低制作成本及周期。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明高強度預應力螺栓的制作方法包括如下步驟: 步驟一、采用真空感應和電渣重融工藝冶煉中碳合金鋼，其元素成分為C含量
0.28-0.32wt%, Si 含量 0.20-0.30 wt%, Mn 含量 0.45-0.55 wt%, Cr 含量 2.7-3.2 wt%, Ni含量2.8-3.5 wt%，Mo含量0.55-0.65 wt%，控制中碳合金鋼中的P、S、H、O雜質(zhì)含量，P含量彡0.015 wt%，S含量彡0.005 wt%，H含量彡2ppm，0含量彡20ppm，N含量彡60ppm，降低雜質(zhì)對中碳合金鋼的沖擊韌性和疲勞強度的影響；
步驟二、采用真空爐對冶煉后的中碳合金鋼進行熱處理，預熱650°C，保溫160min，80°C /h升溫至860°C，保溫130min，80°C /h降溫至第一次回火560°C，保溫420min，降溫至第二次回火500°C，保溫360min，空冷至室溫；
步驟三、根據(jù)所需要的螺栓規(guī)格對熱處理后的中碳合金鋼進行機加工，螺紋采用精密數(shù)控滾絲加工，中徑公差控制在0.1mm以內(nèi)，螺栓表面粗糙度和螺紋粗糙度為Ra0.8，螺栓所有過渡位置采用大于R20圓弧過渡。
由于本發(fā)明高強度預應力螺栓的制作方法采用了上述技術方案，即本方法采用真空感應和電渣重融工藝冶煉中碳合金鋼，并控制雜質(zhì)含量；采用真空爐進行熱處理，淬火溫度為860°C，一次高溫回火溫度為560°C，二次高溫回火溫度為500°C ;根據(jù)所需要的螺栓規(guī)格進行機加工，螺紋采用精密數(shù)控滾絲加工，中徑公差控制在0.1mm以內(nèi)，螺栓表面粗糙度和螺紋粗糙度為Ra0.8，螺栓所有過渡位置采用大于R20圓弧過渡。本方法制作的螺栓具有高強度、高韌性的優(yōu)點，其力學性能檢測指標滿足承受較大交變載荷部件的緊固，確保該部件的安全可靠運行，且降低制作成本及周期。
【具體實施方式】
[0006]本發(fā)明高強度預應力螺栓的制作方法包括如下步驟:
步驟一、采用真空感應和電渣重融工藝冶煉中碳合金鋼，其元素成分為C含量0.28-0.32wt%, Si 含量 0.20-0.30 wt%, Mn 含量 0.45-0.55 wt%, Cr 含量 2.7-3.2 wt%, Ni含量2.8-3.5 wt%，Mo含量0.55-0.65 wt%，控制中碳合金鋼中的P、S、H、O雜質(zhì)含量，P含量彡0.015 wt%，S含量彡0.005 wt%，H含量彡2ppm，0含量彡20ppm，N含量彡60ppm，降低雜質(zhì)對中碳合金鋼的沖擊韌性和疲勞強度的影響；控制C含量在0.28-0.32 wt%之間能獲得較高的韌性，合金元素Cr、Mn、Ni等可增加鋼的淬透性，Ni與錳的比例更有利于改善鋼的沖擊韌性；雜質(zhì)P對合金鋼的沖擊韌性危害甚大，O含量對鋼的疲勞強度影響巨大，H含量大易產(chǎn)生白點和氫脆，因此對雜質(zhì)含量作嚴格控制；
步驟二、采用真空爐對冶煉后的中碳合金鋼進行熱處理，預熱650°C，保溫160min，80°C /h升溫至860°C，保溫130min，80°C /h降溫至第一次回火560°C，保溫420min，降溫至第二次回火500°C，保溫360min，空冷至室溫；
步驟三、根據(jù)所需要的螺栓規(guī)格對熱處理后的中碳合金鋼進行機加工，螺紋采用精密數(shù)控滾絲加工，中徑公差控制在0.1mm以內(nèi)，螺栓表面粗糙度和螺紋粗糙度為Ra0.8，螺栓所有過渡位置采用大于R20圓弧過渡。
[0007]本方法以中碳合金鋼為原料，經(jīng)真空感應和電渣重融工藝降低其中雜質(zhì)，經(jīng)真空爐熱處理后獲得足夠深度和數(shù)量的馬氏體組織和良好的綜合力學性能，使得采用中碳合金鋼制作的螺栓具有高強度(Rp0.2 > 1080MPa)和高韌性(Aku > 80J)的優(yōu)點，性能指標等同于甚至優(yōu)于國外同類型高強度預應力螺栓。不但大大降低了螺栓的制作成本，縮短制作周期，同時也大大降低了對進口備件的依賴性。
【主權(quán)項】
1.一種高強度預應力螺栓的制作方法，其特征在于本方法包括如下步驟: 步驟一、采用真空感應和電渣重融工藝冶煉中碳合金鋼，其元素成分為C含量.0.28-0.32wt%, Si 含量 0.20-0.30 wt%, Mn 含量 0.45-0.55 wt%, Cr 含量 2.7-3.2 wt%, Ni含量2.8-3.5 wt%，Mo含量0.55-0.65 wt%，控制中碳合金鋼中的P、S、H、O雜質(zhì)含量，P含量彡0.015 wt%，S含量彡0.005 wt%，H含量彡2ppm，0含量彡20ppm，N含量彡60ppm，降低雜質(zhì)對中碳合金鋼的沖擊韌性和疲勞強度的影響； 步驟二、采用真空爐對冶煉后的中碳合金鋼進行熱處理，預熱650°C，保溫160min，.80°C /h升溫至860°C，保溫130min，80°C /h降溫至第一次回火560°C，保溫420min，降溫至第二次回火500°C，保溫360min，空冷至室溫； 步驟三、根據(jù)所需要的螺栓規(guī)格對熱處理后的中碳合金鋼進行機加工，螺紋采用精密數(shù)控滾絲加工，中徑公差控制在0.1mm以內(nèi)，螺栓表面粗糙度和螺紋粗糙度為Ra0.8，螺栓所有過渡位置采用大于R20圓弧過渡。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強度預應力螺栓的制作方法，即本方法采用真空感應和電渣重融工藝冶煉中碳合金鋼，并控制雜質(zhì)含量；采用真空爐進行熱處理，淬火溫度為860℃，第一次高溫回火溫度為560℃，第二次回火溫度為500℃；根據(jù)所需要的螺栓規(guī)格進行機加工，螺紋采用滾絲加工，中徑公差控制在0.1mm以內(nèi)，螺栓表面粗糙度和螺紋粗糙度為Ra0.8，螺栓所有過渡位置采用大于R20圓弧過渡。本方法制作的螺栓具有高強度、高韌性的優(yōu)點，其力學性能檢測指標滿足承受較大交變載荷部件的緊固，確保該部件的安全可靠運行，且降低制作成本及周期。
【IPC分類】C21D1/773, C22C38/44, C21D1/18, C22C33/04
【公開號】CN105506496
【申請?zhí)枴緾N201410490935
【發(fā)明人】卞錫華, 羅東升
【申請人】上海寶鋼工業(yè)技術服務有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2014年9月24日