奧氏體不銹鋼自攻螺釘的制造方法技術

本發(fā)明專利技術提出一種奧氏體不銹鋼材料制造自攻螺釘的工藝方法。其利用奧氏體不銹鋼形變強化顯著的特點，采用連續(xù)形變強化的手段，預拉拔使制備自攻螺釘的坯料取得初步強化，再經過低溫搓絲這一形變過程提高其強度和硬度，最后進行時效，其表面硬度得到進一步提高。制得的自攻螺釘的強度，表面硬度等性能都達到或超過了現有國際水平，擰入試驗、扭矩試驗也都通過了國家標準試驗方法的檢驗。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種奧氏體不銹鋼材料制造自攻螺釘的工藝方法。目前國內制造自攻螺釘大都是采用碳鋼材料，經鐓頭、搓絲后，為提高其表面硬度而進行滲氮處理，為提高其耐磨蝕性，最后進行鍍鉻處理。也有采用馬氏體不銹鋼制造自攻螺釘的技術報道，但由于制造工藝難度大、成本較高，所以價格也一直偏高，市場難以接受。在國外，日本和臺灣地區(qū)也有用不銹鋼制造自攻螺釘的技術報導。日本采用的是302系奧氏體不銹鋼，經鐓頭、搓絲后，進行滲氮處理以提高其表面硬度。臺灣采用的是410系馬氏體不銹鋼經鐓頭、搓絲后直接制成自攻螺釘。其他國家還未見類似報導。從國內現有制造自攻螺釘的技術看，碳鋼自攻螺釘雖然力學性能滿足要求，但存在明顯的缺點是，耐蝕性差、工藝復雜、制造成本高。其工藝過程是鐓頭--搓絲--滲氮--電鍍。特別是滲氮、電鍍工藝使得整個制造工藝變得復雜。國外雖已有采用不銹鋼制造自攻螺釘的先例，但也沒有完全解決上述問題。日本采用奧氏體不銹鋼來制造自攻螺釘，耐蝕性雖然提高了，但為了提高其硬度仍需要進行滲氮，工藝也很復雜。采用馬氏體不銹鋼制造自攻螺釘，工藝過程雖不需滲氮，但由于馬氏體本身的硬度給整個制造過程帶來諸多困難。再者，其耐蝕性與奧氏體不銹鋼相比仍有一定差距。本專利技術提出的奧氏體不銹鋼自攻螺釘的制造工藝方法，其目的就在于解決上述存在的問題，提高、改善產品的耐蝕性，降低其制造成本。本專利技術提出的奧氏體不銹鋼制造自攻螺釘的工藝方法，其所具有的自攻性能，不需經過滲氮處理，而是直接通過自身強化的手段實現，其為本專利技術的主要特征之一。本專利技術制造自攻螺釘所選用的材料是含鎳比較多的奧氏體不銹鋼，其材料的選定克服了因選用碳鋼或馬氏體不銹鋼而帶來的耐蝕性差的缺點。不銹鋼在滲碳或氮化處理時容易形成Cr的碳化物或氮化物，使能產生具有耐氧保護膜的Cr減少，從而耐蝕性降低。由于采用含鎳較多的奧氏體不銹鋼，制造工藝又不進行滲碳或氮化處理，所以在高溫或低溫情況下，其耐熱性、耐蝕性都很好。本專利技術坯料用鋼絲在下料前要進行一定程度的變形，其目的是預強化，變形率在5％-15％之間，變形率過小，強化效果不明顯；變形率過大，則會給后期鐓頭、搓絲帶來困難。本專利技術利用奧氏體不銹鋼形變強化隨溫度降低其效果愈顯著的特征，在一定溫度范圍內進行搓絲，通過搓絲這一形變過程進行自身強化，提高其硬度，這也是本專利技術最突出的特點。溫度控制范圍在-50℃～液氮溫度之間，以液氮溫度為最佳。本專利技術的特點還在于時效強化，即對已搓絲的螺釘在400～500℃溫度進行保溫。保溫時間≥2小時。由此達到進一步強化螺釘提高其強度的目的。其相當于現有制造工藝的滲碳、滲氮過程，但時效強化是從本質上進行強化，提高其硬度，而滲碳、滲氮過程則是提高其表面的硬度。本專利技術提出的奧氏體不銹鋼自攻螺釘的制造工藝方法所具有的特點是首先因為材料的選擇，使自攻螺釘的耐蝕性從材料本身就得到保證，通常奧氏體不銹鋼的耐蝕性要比馬氏體類不銹鋼好。與碳鋼材料相比，其耐蝕性更加突出，加上本專利技術制造工藝不進行滲氮、滲碳處理，避免了因晶界貧鉻而造成的耐蝕性降低的現象。此外，奧氏體不銹鋼的耐熱性，低溫性能也是相當好的。本專利技術利用奧氏體不銹鋼形變強化顯著的特點，采用連續(xù)形變強化的手段，使制得的自攻螺釘的強度、表面硬度等性能都達到或超過了現有國際水平，擰入試驗、扭矩試驗也都通過了國家標準檢驗方法的檢驗。預拉拔使制備自攻螺釘的坯料取得初步強化，再經過低溫搓絲這一形變過程，提高其強度和硬度。最后進行時效，其表面硬度得到進一步提高，HV0.3達到450以上，強度同時也有所提高。實施例附附圖說明圖1-附圖4為本專利技術制造的自攻螺釘所經歷的幾個形成過程。附圖1為經過預拉拔后的奧氏體不銹鋼線材制成坯料的示意圖。附圖2為坯料經鐓頭后的示意圖。附圖3為經壓十字槽后的示意圖。附圖4為搓絲后的示意圖。對本專利技術工藝方法加以進一步說明其中所選取的奧氏體不銹鋼其主要成分含量為(Wt％) 結合形變量對力學性能的影響，對上述兩種奧氏體不銹鋼線材進行一定程度的變形，即進行一定量的拉拔，其變形率可為8％；測試其力學性能，σb分別達到705MPa和615MPa。將拉拔后的線材制成螺釘的毛坯(如圖1)。然后再鐓頭，壓十字槽(如圖2、圖3所示)制成螺釘的半成品毛坯。以上兩道工藝與現有自攻螺釘的加工工藝相同。通過對Md30點的測量結果，分析形變溫度對形變馬氏體轉變量的影響，在一定溫度下對螺釘毛坯進行搓絲，也即是在搓絲前對螺釘毛坯進行低溫處理，其溫度范圍為-50℃～液氮溫度，該實施例中選擇-180℃，低溫處理的時間不少于10分鐘。其他工藝處理與現有搓絲工藝相同。將在低溫下搓絲的螺釘在450℃進行時效處理，時間為2小時，再測試其表面硬度，結果HV0.3都達到450，最高值達到467。為使螺釘表面光亮，最后進行電化學拋光。權利要求1.一種，包括制坯、鐓頭、壓十字槽和搓絲工藝過程；其特征是a)、坯料用鋼絲在下料前進行一定程度的拉拔變形，變形率在5％-15％之間；b)、利用奧氏體不銹鋼形變強化隨溫度降低其效果愈顯著的特點，在低溫狀態(tài)下進行搓絲；溫度控制范圍在-50℃～液氮溫度之間；c)、對搓絲的螺釘進行時效強化，即對已搓絲的螺釘在400～500℃溫度進行保溫。2.根據權利要求1所述的，其特征是搓絲的溫度以液氮溫度為最佳。3.根據權利要求1所述的，其特征是時效處理的時間≥2小時。全文摘要本專利技術提出一種奧氏體不銹鋼材料制造自攻螺釘的工藝方法。其利用奧氏體不銹鋼形變強化顯著的特點,采用連續(xù)形變強化的手段,預拉拔使制備自攻螺釘的坯料取得初步強化,再經過低溫搓絲這一形變過程提高其強度和硬度,最后進行時效,其表面硬度得到進一步提高。制得的自攻螺釘的強度,表面硬度等性能都達到或超過了現有國際水平,擰入試驗、扭矩試驗也都通過了國家標準試驗方法的檢驗。文檔編號B23P23/00GK1301611SQ9912725公開日2001年7月4日 申請日期1999年12月30日 優(yōu)先權日1999年12月30日專利技術者羅永贊, 陳派明, 孫國藩, 陳衛(wèi) 申請人:中國船舶重工集團公司第七研究院第七二五研究所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種奧氏體不銹鋼自攻螺釘的制造方法，包括制坯、鐓頭、壓十字槽和搓絲工藝過程；其特征是：ａ）、坯料用鋼絲在下料前進行一定程度的拉拔變形，變形率在５％－１５％之間；ｂ）、利用奧氏體不銹鋼形變強化隨溫度降低其效果愈顯著的特點，在低溫狀態(tài)下 進行搓絲；溫度控制范圍在－５０℃～液氮溫度之間；ｃ）、對搓絲的螺釘進行時效強化，即對已搓絲的螺釘在４００～５００℃溫度進行保溫。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：羅永贊，陳派明，孫國藩，陳衛(wèi)，
申請(專利權)人：中國船舶重工集團公司第七研究院第七二五研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：41[中國|河南]