【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種雙金屬復(fù)合螺栓的制備方法。
技術(shù)介紹
1、現(xiàn)有的鋼鐵類螺栓基本分為碳鋼螺栓和不銹鋼螺栓兩大類，其中碳鋼螺栓的成本較低但抗腐蝕性也較低，不銹鋼螺栓由于具有良好的抗腐蝕性能，但其成本高昂。雙金屬復(fù)合螺栓應(yīng)運而生，它保持了不銹鋼的抗腐蝕性能，同時還能擁有碳鋼芯材的高強度和低成本，使得雙金屬復(fù)合螺栓既具有不銹鋼螺栓的防腐能力，又具有碳鋼螺栓的高強度和低價優(yōu)勢。
2、由于雙金屬復(fù)合螺栓的生產(chǎn)工藝是在現(xiàn)有雙金屬復(fù)合桿和普通螺栓的基礎(chǔ)所形成的，并未形成具有針對性的雙金屬復(fù)合螺栓的生產(chǎn)工藝，雙金屬復(fù)合螺栓在使用過程中，除受到常規(guī)的拉力和剪切力的作用外，由于還常常作為旋轉(zhuǎn)部件的連接件，對其抗疲勞性能要求越來越高，但以現(xiàn)有雙金屬復(fù)合螺栓的生產(chǎn)工藝而言，其疲勞極限無法為高轉(zhuǎn)速下的旋轉(zhuǎn)部件提高足夠的保障。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為提高雙金屬復(fù)合螺栓的疲勞極限，本申請?zhí)岢隽艘环N雙金屬復(fù)合螺栓的制備方法，其包括如下步驟：
2、(1)采用打磨方式分別對不銹鋼管的內(nèi)表面和碳鋼棒的表面進行表面預(yù)處理，獲得預(yù)處理不銹鋼管和預(yù)處理碳鋼棒，其中不銹鋼管為含鉻不銹鋼管；在進行打磨時，采用現(xiàn)有的機械打磨方式，打磨方向與軋制方向垂直，不銹鋼管的壁厚優(yōu)選1-5mm；
3、(2)對預(yù)處理碳鋼棒的表面進行滲碳處理；
4、(3)對滲碳處理后的預(yù)處理碳鋼棒的表面進行打磨處理，獲得滲碳芯材；在進行打磨時，采用現(xiàn)有的機械打磨方式，打磨方向與軋制方向垂直；
5、(4)將
6、(5)對復(fù)合坯料進行熱軋復(fù)合，形成軋制坯料；
7、(6)對軋制坯料進行打磨，形成螺栓坯料；
8、(7)采用滾壓方式在螺栓坯料上滾壓螺紋，獲得雙金屬復(fù)合螺栓。
9、本申請中，預(yù)先對碳鋼棒進行滲碳處理，提高碳鋼棒表層的含碳量，在進行熱軋復(fù)合過程中，碳鋼棒內(nèi)的碳元素會向不銹鋼管內(nèi)進行遷移，與不銹鋼管內(nèi)的鉻元素結(jié)合形成為碳化鉻，在碳鋼棒與不銹鋼管之間的結(jié)合處形成一個富含碳化鉻的結(jié)合層，加強結(jié)合層內(nèi)的含碳量，并在熱軋復(fù)合的過程中，強化碳的擴散，通過彌散強化增強復(fù)合螺栓的疲勞極限。預(yù)先對碳鋼棒進行滲碳處理，能夠避免由于碳擴散而導(dǎo)致的碳鋼棒表層的碳含量過低，形成貧碳層，并導(dǎo)致結(jié)合層的含碳量較低，影響碳鋼棒與不銹鋼管之間的結(jié)合強度。
10、在富含碳化鉻的結(jié)合層內(nèi)，在晶界上有大量的細小碳化物顆粒(cr23c6)析出，由于cr23c6的顆粒均勻且細小，在此處形成了彌散強化機制，阻礙了位錯運動，且由于滾壓螺紋時采用的是冷作業(yè)方式，使得在滾壓螺紋時所造成的冷變形強化具有纖維狀流線的組織特征，由此極大地提高了疲勞壽命，由此提高了雙金屬復(fù)合螺栓的疲勞極限。
11、具體地，為在預(yù)處理碳鋼棒上獲得適當(dāng)深度的滲碳層，步驟(2)中，滲碳處理時，滲碳溫度為600～860℃，保溫時間為2～6h。
12、進一步，滲碳處理后，滲碳層深度為0.3～0.8mm。滲碳層深度太小時，在軋制過程中，無法使足量的碳元素滲入到不銹鋼管內(nèi)，并形成足量的碳化鉻，同時還有可能使?jié)B碳層在軋制過程中產(chǎn)生斷裂區(qū)，無法有效提高雙金屬復(fù)合螺栓的疲勞極限。當(dāng)滲碳層深度太大時，會導(dǎo)致過量的碳元素滲入到不銹鋼管內(nèi)，并導(dǎo)致所生成碳化鉻的量過大，易于導(dǎo)致雙金屬復(fù)合螺栓形成晶間腐蝕，使雙金屬復(fù)合螺栓使用壽命過度降低。
13、具體地，為避免大量的空氣殘留在預(yù)處理不銹鋼管和滲碳芯材之間，造成冶金結(jié)合處形成孔洞等缺陷，預(yù)處理不銹鋼管和滲碳芯材套設(shè)在一起后，兩者間隙≤0.3mm。
14、具體地，為在軋制過程，為使?jié)B碳芯材中的碳元素順利地進入到預(yù)處理不銹鋼管內(nèi)，并形成碳化鉻，步驟(5)中，在對復(fù)合坯料進行熱軋復(fù)合時，首先將復(fù)合坯料放入加熱爐內(nèi)，在1100～1300℃的爐溫下保溫1-3h后，對復(fù)合坯料采用孔型軋制依次進行四道粗軋和六道精軋后，進入到冷床內(nèi)冷卻到室溫，形成軋制坯料。在進行軋制過程中，初軋溫度為保溫溫度，終軋溫度≥930℃。初軋溫度越高，軋件的塑性越好，越易于軋制變形，但初軋溫度過高，會導(dǎo)致鋼的晶粒增大，降低鋼的機械性能；終軋溫度過低，會導(dǎo)致軋制不在奧氏體單相區(qū)進行，增加鋼的變形抗力和降低塑性。
15、進一步，軋制坯料、螺栓坯料以及在滾壓螺紋后均不進行熱處理；在對復(fù)合坯料進行熱軋復(fù)合的過程中，滲碳芯材中的碳元素會向不銹鋼管內(nèi)擴散，并與不銹鋼管內(nèi)的鉻元素結(jié)合，形成碳化鉻，使不銹鋼管的內(nèi)側(cè)敏化，該敏化保留在雙金屬復(fù)合螺栓中。如果對軋制坯料、螺栓坯料以及在滾壓螺紋所形成的雙金屬復(fù)合螺栓進行熱處理，會使不銹鋼體內(nèi)晶格中的鉻原子擴散到晶界，即會造成對雙金屬復(fù)合螺栓的脫敏，從而降低雙金屬復(fù)合螺栓的疲勞極限，無法有效提高雙金屬復(fù)合螺栓的疲勞極限。
16、具體地，為細化晶粒、提高強度力學(xué)性能，四道粗軋的累計壓下率15～40％，六道精軋的累計壓下率1～10％。當(dāng)累計壓下率過大時，會使軋機負荷過大、材料可能被軋裂，當(dāng)累計壓下率過低時，導(dǎo)致晶粒粗大、惡化力學(xué)性能。
17、具體地，步驟(7)中，在滾壓螺紋時，送絲速度為0.1～0.6m/min。送絲速度過低，會在螺紋表面產(chǎn)生細屑或鱗片，影響螺紋質(zhì)量。送絲速度過快，會使螺栓坯料的外層變形過快，易于產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致在螺栓的后期使用過程中，產(chǎn)生應(yīng)力開裂，同時送絲速度過快，還會使結(jié)合層產(chǎn)生剝離。
18、具體地，為保證雙金屬復(fù)合螺栓的韌性，碳鋼棒的含碳量為0.2～0.5wt％。
19、具體地，不銹鋼管的材料為奧氏體不銹鋼。
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1.一種雙金屬復(fù)合螺栓的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，滲碳處理后，滲碳層深度為0.3～0.8mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，預(yù)處理不銹鋼管和滲碳芯材套設(shè)在一起后，兩者間隙≤0.3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，在對復(fù)合坯料進行熱軋復(fù)合時，首先將復(fù)合坯料放入加熱爐內(nèi)，在1100～1300℃的爐溫下保溫1-3h后，對復(fù)合坯料采用孔型軋制依次進行四道粗軋和六道精軋后，進入到冷床內(nèi)冷卻到室溫，形成軋制坯料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，軋制坯料、螺栓坯料以及在滾壓螺紋后均不進行熱處理；在對復(fù)合坯料進行熱軋復(fù)合的過程中，滲碳芯材中的碳元素會向不銹鋼管內(nèi)擴散，并與不銹鋼管內(nèi)的鉻元素結(jié)合，形成碳化鉻，使不銹鋼管的內(nèi)側(cè)敏化，該敏化保留在雙金屬復(fù)合螺栓中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，四道粗軋的累計壓下率15～40％，六道精軋的累計壓
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(7)中，在滾壓螺紋時，送絲速度為0.1～0.6m/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，碳鋼棒的含碳量為0.2～0.5wt％。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，不銹鋼管的材料為奧氏體不銹鋼。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種雙金屬復(fù)合螺栓的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，滲碳處理后，滲碳層深度為0.3～0.8mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，預(yù)處理不銹鋼管和滲碳芯材套設(shè)在一起后，兩者間隙≤0.3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，在對復(fù)合坯料進行熱軋復(fù)合時，首先將復(fù)合坯料放入加熱爐內(nèi)，在1100～1300℃的爐溫下保溫1-3h后，對復(fù)合坯料采用孔型軋制依次進行四道粗軋和六道精軋后，進入到冷床內(nèi)冷卻到室溫，形成軋制坯料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：林世樵，杭鵬威，李璐妍，花常進，
申請(專利權(quán))人：潤樵雙金屬科技新疆有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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