[發明專利]一種高溫合金螺栓的加工工藝

在審

• 申請號: 201710479589.1
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107322237A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 張廣;旦其江;葉江華
• 申請（專利權）人: 貴州精立航太科技有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;F16B35/00
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙)50217
• 代理人: 蒙捷

技術領域

本發明屬于機械制造領域，具體涉及一種高溫合金螺栓的加工工藝。

背景技術

高溫合金螺栓是一種廣泛應用于航空航天領域的產品，是高溫部位連接結構的主要緊固件。鈷基高溫合金是高溫合金中的一種，它是以鈷作為主要成分，含有相當數量的鎳、鉻、鎢和少量的鉬、鈮、鉭、鈦、鑭等合金元素，偶而也還含有鐵的一類合金。GH159合金是在國外多相鈷基高溫合金（MP合金）的基礎上發展起來的一種新型高強度多相鈷基高溫合金。它的主要特點是：利用冷變形首先在面心立方基體中誘發產生交叉網狀分布的片關ε相來阻止位錯的長程運動而產生強化，再經過時效處理析出彌散的Ni3X相補充強化。該合多金具有超高強度、良好的塑韌性和高的應力腐蝕抗力等綜合性能，該合金不僅可廣泛用于航空發動機的高溫緊固螺栓等零件，也可用于應力腐蝕環境下（如海洋大氣環境）服役的飛機用超高強度緊固件。

鈷基高溫合金GH159螺栓在593℃以下，具有超高和強度（大于1400MPa）和良好的拉-拉疲勞性能，同時具有高的耐蝕性、抗縫隙腐蝕、應力腐蝕、應力松馳能力等特點。鈷基高溫合金GH159螺栓是以GH159為材料制作的螺栓，因為需要其有高強度的性能，在加工時，難度比較高，特別是在采用冷擠壓工藝來提高螺栓強度時，常常會導致螺栓的尺寸出現偏差，造成產品的一致性差。

發明內容

本發明意在提供一種高溫合金螺栓的加工工藝，主要針對于鈷基高溫合金GH159螺栓，在保證螺栓的抗拉強度和疲勞強度的基礎上，減少螺栓的尺寸誤差，讓產品的一致性更好。

本方案中的一種高溫合金螺栓的加工工藝，包括以下步驟：

步驟一、下料：按螺栓的實際使用尺寸進行車床下料，螺栓的加工材料選用GH159合金；

步驟二、串磨：串磨螺栓原料的外圓，使其比螺栓桿部最終的標準尺寸大0.5mm；

步驟三、潤滑：在螺栓表面進行鍍銅潤滑處理；

步驟四、熱鐓：采用多攻位打頭機對螺栓進行頭型鐓制；

步驟五、粗加工：粗車螺栓的表面；

步驟六、縮桿：用壓力機擠壓螺栓的兩端，使螺栓的桿部縮短；

步驟七、熱處理：將螺栓加熱至670℃，在此溫度下保持4.5h以上，之后在空氣中自然冷卻；

步驟八、噴砂：利用噴砂處理去除螺栓表面的氧化皮；

步驟九、精加工：按要求的尺寸規格，對螺栓進行精細加工，使其尺寸符合要求；

步驟十、塞磨：磨螺栓的桿部，使其尺寸符合要求；

步驟十一、滾制螺紋：采用高頻加熱器對需要滾壓螺紋的部位加溫，然后滾制螺紋；

步驟十二、滾R：滾制螺栓頭與桿部結合處圓弧R；

步驟十三、檢查：檢測螺栓各部分的尺寸公差為±0.002mm；

步驟十四、探傷：對螺栓進行滲透檢查，剔除有裂紋和夾雜的螺栓；

步驟十五、表面處理：清洗螺栓表面。

本發明的原理和有益效果：

本申請將加工的工藝路線進行了重新設計，整個工藝較現在的工藝來說，具有以下優點:

1、本申請的工藝路線安排合理，在前期就采用熱鐓的方式來進行頭部鐓制，通過模具來固定，可以實現大批量的加工，既能節省原材料，又能提高加工的效率，本工藝的各個步驟間的配合，能保證了零件所有性能要求。螺栓采用熱鐓粗成型、冷擠壓縮桿、滾R工藝，能有效提高螺栓頭-桿部位的連接強度及螺紋收口處的桿部連接強度。

2、通過冷擠壓縮桿加工，大大提高了桿部連接強度，獲得較好的尺寸精度及表面粗糙度，提高了生產效率，同時減少了由機械加工多次裝夾產生的尺寸誤差。

3、通過熱鐓工序與機械加工、磨削工序相結合的加工方式，既保證了零件尺寸的一致性，又保證了零件質量、性能穩定。

進一步，經過熱處理后的螺栓HRC≥44，晶粒度＜5，這樣的強度和晶粒度能保證后續加工的穩定性。

進一步，所述熱鐓步驟時，所用的模具采用硬質合金YG15制作，保證加工強度的情況下，使用硬質合金YG15可有效降低生產成本。

進一步，所述縮桿步驟中，壓力機的沖頭部分采用TH66材料制作，在保證加工強度的情況下，使用TH66材料可有效降低生產成本。

進一步，所述熱處理步驟時，在670℃下的保持時間為5.2~7h。

進一步，所述熱處理步驟時，在670℃下的保持時間為5.2~5.5h。

附圖說明

圖1為本發明中的鈷基高溫合金GH159螺栓的結構示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：