[發明專利]非調質鋼長桿螺栓及其制造方法

在審

• 申請號: 202110146484.0
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112981244A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 王楊;周蕾;陸恒昌;趙秀明;錢鵬;袁峰;董瀚;張波
• 申請（專利權）人: 南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/12;C22C38/14;B21B1/16;B21C1/02;B21F45/16
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 陳秋明

本發明公開了一種非調質鋼長桿螺栓及其制造方法，屬于緊固件用鋼技術領域。該非調質鋼長桿螺栓省去了球化退火和調質處理兩道工序，節約能源，降低了成本。在制造過程中通過控軋控冷得到終成品強度的76～84％的線材，然后在拉拔工序中，控制拉拔減面率10～50％，使冷拔線材強度為最終成品強度的89％?96％，再利用校直、滾壓同時進行的方式，保證直線度的同時使線材強度達到最終成品強度，從而顯著提高最終成品螺栓的尺寸精度、強度以及疲勞性能。

技術領域

本發明屬于緊固件用鋼技術領域，具體涉及一種非調質鋼長桿螺栓及其制造方法。

背景技術

高強度螺栓的制造工藝中球化退火和調質處理均屬周期長、能耗大的熱處理工序。多次熱處理不僅消耗大量能源資源，污染環境，而且成品調質容易產生變形、開裂、脫碳等產品缺陷，質量風險高。而采用非調質鋼生產螺栓可以省去這兩道工序，具有節約能源、降低成本等特點，同時可以避免熱處理過程中產生變形或者淬火裂紋所導致的廢品、提高材料的使用率。據統計，省去了球化退火工序，每噸緊固件可節約電能625kW·h；省去了淬火和回火工序，每噸緊固件可節約電能100kW·h；同時還減少了熱處理廢品的損失，約0.2％；并且減少了退火氧化的損耗，每噸約42.5kg。為此，越來越多的廠家采用非調質鋼制造螺栓，通過冷拔變形強化來達到螺栓預期的強度。然而生產過程中發現：冷拔后線材直線度不夠，特別是針對長桿螺栓的生產，需要對冷拔后線材進行校直，但線材經過校直后，強度會下降、直徑膨脹，這些都會影響最終成品螺栓的尺寸、強度、疲勞性能等。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術的缺陷，本發明提供一種非調質鋼長桿螺栓，該長桿螺栓能夠保證成品的尺寸精度、強度以及疲勞性能。

本發明的另一目的是提供一種上述非調質鋼長桿螺栓的制造方法。

技術方案：本發明所述的非調質鋼長桿螺栓，成分以質量百分比計，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和不可避免的雜質。

該非調質鋼長桿螺栓的金相組織為鐵素體+珠光體的混合組織。

對應于上述非調質鋼長桿螺栓，本發明提供的制造方法所采用的技術方案，工序包括軋制、拉拔、同時進行的矯直和滾壓、冷鐓、滾絲、表面處理和時效處理；其中，在所述軋制工序中，通過控軋控冷使熱軋線材強度達到最終成品強度的76％～84％、斷面收縮率≥55％、斷后伸長率≥20％；在所述拉拔工序中，通過控制拉拔減面率10％～50％，使得冷拔后線材強度為最終成品強度的89％～96％；矯直和滾壓同時進行，滾壓的壓入量控制在0.03～1m。

具體的，所述軋制工序中，控軋控冷的手段包括控制吐絲溫度在800-830℃、風冷線開前1-6#罩蓋使降溫速度控制在1.5-2.0m/s。

進一步的，所述表面處理工序為電鍍處理。

進一步的，在所述的時效處理工序中，加熱溫度100～350℃，保溫時間60～150min，出爐空冷。

具體的，該制造方法的關鍵點在于：軋制階段，通過控軋控冷獲得熱軋線材強度為630～700MPa、斷面收縮率≥55％、斷后伸長率≥20％；拉拔階段，通過控制拉拔減面率10％～50％，使得冷拔后線材強度為最終成品強度的89％～96％，為738～800MPa；校直+滾壓階段，通過控制滾壓壓入量0.3～1mm，使得線材強度能夠達到最終線材強度要求。