[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度高耐磨的雙頭螺柱及其制備工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310473384.8
• 申請(qǐng)日: 2023-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN116497279B
• 公開（公告）日: 2023-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈明棟;沈明濤;趙靈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫市曙光高強(qiáng)度緊固件有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/02
• 分類號(hào): C22C38/02;C22C38/04;C22C38/58;C22C38/50;C22C38/42;C22C38/06;C22C38/44;C22C38/48;C22C38/00;C22C33/04;C23C24/10
• 代理公司: 長(zhǎng)沙大珂知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43236
• 代理人: 鄧文娟

本發(fā)明公開一種高強(qiáng)度高耐磨的雙頭螺柱及其制備工藝，涉及緊固件加工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明公開的強(qiáng)度高耐磨的雙頭螺柱是由雙頭螺柱基體和激光熔覆于雙頭螺柱基體表面的耐磨涂層組成；雙頭螺柱基體的化學(xué)成分為：C、Mn、Si、Cr、Ti、Ni、Cu、Al、N、Mo、Zr、Ca、Nb，Als，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；耐磨涂層為TiC?B?Ni?Cr合金材料；本發(fā)明還提供了雙頭螺柱的制備工藝，限定了孕育劑的成分含量以及熱處理加工工藝。本發(fā)明提供的雙頭螺柱制備效率高，污染低，制得的雙頭螺柱的硬度高，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐腐蝕性、耐磨性和耐高低溫性，該耐磨涂層采用激光熔覆技術(shù)，使雙頭螺柱基體與涂層的結(jié)合力和結(jié)合效果較佳，延長(zhǎng)了雙頭螺柱的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于緊固件加工的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度高耐磨的雙頭螺柱及其制備工藝。

背景技術(shù)

雙頭螺柱是指兩端均有螺紋的圓柱形緊固件，廣泛應(yīng)用于風(fēng)電力、化工、煉油、閥門、鐵路、橋梁和大型建筑等。在螺紋螺柱聯(lián)接的部件中，螺母、墊圈所處的工作狀態(tài)較好，損壞較小，最薄弱的環(huán)節(jié)是螺柱，它的損壞，尤其是斷裂引起的破壞性最大。雙頭螺柱一般為合金材質(zhì)，其作用是在兩個(gè)被連接件結(jié)合處產(chǎn)生一定的額壓緊力，是被連接件在設(shè)計(jì)的期限內(nèi)保持密封，不發(fā)生泄漏和突然斷裂。根據(jù)材質(zhì)的不同，雙頭螺柱分為碳鋼、不銹鋼、有色金屬(銅)等幾大類型。傳統(tǒng)工藝中雙頭螺柱多使用含銅量較高的銅合金(有色金屬)，但該材料硬度較低，耐磨性能差，無法滿足高速發(fā)展的風(fēng)機(jī)、制造業(yè)的需求；碳鋼是目前市場(chǎng)上應(yīng)用最多的雙頭螺柱材質(zhì)，其價(jià)格低，容易冶煉，加工性能好，但是其強(qiáng)度較低，不耐腐蝕，耐高低溫性差，淬透性差，普遍存在延遲斷裂問題；不銹鋼螺柱的材質(zhì)較軟，硬度較低，經(jīng)常因表面強(qiáng)度不夠，與相配套的螺母發(fā)生咬死現(xiàn)象，不利于拆卸，并且咬死時(shí)，鐵屑會(huì)附著在螺柱表面繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，在交變載荷與持續(xù)壓力的作用下會(huì)產(chǎn)生高溫高壓的應(yīng)力破壞，致使耐磨損性較差。

中國(guó)專利CN201911300443.1公開了一種高強(qiáng)高韌盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動(dòng)螺柱材料及制備方法，其采用酸洗、淬火、回火、滾絲碾牙、去應(yīng)力處理和表面處理等工藝，對(duì)螺柱進(jìn)行處理，采用碾牙處理，冷加工塑性變形不會(huì)熱處理后的組織昌盛影響，提高了材料的強(qiáng)度和韌性，但是該螺柱材料的含碳量較高，易與螺柱材料中的Si、Cr等成分形成易晶界析出的碳化物，致使螺柱材料的耐腐蝕性和韌性降低，且該螺柱材料的硬度一般，易發(fā)生與螺母配套時(shí)發(fā)生咬死現(xiàn)象，影響使用效果和壽命。中國(guó)發(fā)明專利CN201910388093.2公開了一種扭剪型螺柱的制造方法，該方法在坯料酸洗后，利用電子束蒸發(fā)鍍膜法將復(fù)合皮膜劑鍍到草酸處理后的坯料表面而得到的，皮膜劑采用無磷材料，環(huán)保性好，且鍍膜后的螺柱，耐腐蝕和抗氧化性高，可有效的提高螺柱的使用壽命，但是該皮膜劑是采用有機(jī)溶劑和無機(jī)材料組合而成，在電鍍過程中會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，不環(huán)保，且鍍膜的強(qiáng)度和硬度一般，易因表面強(qiáng)度不夠而發(fā)生鎖死，致使耐磨損性較差，影響產(chǎn)品的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度高耐磨的雙頭螺柱，該螺柱的制備工藝簡(jiǎn)單，操作方便，制備效率高，污染低，制得的雙頭螺柱的硬度高，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐腐蝕性、耐磨性和耐高低溫性，該耐磨涂層采用激光熔覆技術(shù)，使耐磨涂層與雙頭螺柱基體之間可相互滲入，提高了基體與涂層的結(jié)合力和結(jié)合效果，延長(zhǎng)了雙頭螺柱的使用壽命。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度高耐磨的雙頭螺柱，是由雙頭螺柱基體和激光熔覆于雙頭螺柱基體表面的耐磨涂層組成；

以質(zhì)量百分比為計(jì)，所述雙頭螺柱基體的化學(xué)成分為：C0.03-0.07％、Mn1.3-1.7％、Si0.12-0.18％、Cr17-19％、Ti0.08-0.11％、Ni8.4-10.5％、Cu0.5-0.9％、Al0.8-1.5％、N0.08-0.12％、Mo0.2-0.5％、Zr0.11-0.16％、Ca0.18-0.25％、Nb0.01-0.03％，Als0.01-0.014％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；

所述耐磨涂層為TiC-B-Ni-Cr合金材料。