專利名稱：新型高溫合金耐熱不銹鋼螺栓及生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及緊固件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型高溫合金耐熱不銹鋼螺栓及生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
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現(xiàn)有技術(shù)中，耐熱不銹鋼按其鋼材內(nèi)部組織特征可分奧氏體型、鐵素體型、馬氏體型和沉淀硬化型四類。耐熱不銹鋼不能進(jìn)行淬火回火，它的強(qiáng)度只能通過(guò)冷作硬化及合金元素強(qiáng)化成沉淀硬化等方法獲得。用耐熱不銹鋼制作的螺栓，由于不能進(jìn)行淬火回火，其強(qiáng)度受到影響，從而限制了用耐熱不銹鋼制作的螺栓的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種能進(jìn)行淬火回火，具有高強(qiáng)度、高抗松弛性、低缺口敏感性、一定的持久強(qiáng)度、良好的抗氧化性的新型高溫合金耐熱不銹鋼螺栓。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案新型高溫合金耐熱不銹鋼螺栓及生產(chǎn)工藝，其成分質(zhì)量百分比為C :彡 0.08 ,S1:彡1. 00，Mn ^ 2. 00, P ^ O. 035, S ^ O. 030, Ni 24. 0-27. O, Cr : 13. 5—16. O, Ti 1. 90-2. 23, Al :彡 O. 35，Mo O. 10 —1. 50，余量 Fe 和不可避免雜質(zhì)；其生產(chǎn)工藝取上述組分原料，經(jīng)固溶、冷鐓成型、再結(jié)晶退火、去應(yīng)力回火、切六角頭及搓絲、清洗、穩(wěn)定化處理、時(shí)效處理。它還含稀土元素，其質(zhì)量百分比為稀土元素(Re) O. 10-0. 30%。新型高溫合金耐熱不銹鋼螺栓及生產(chǎn)工藝，包括下列步驟
(I)、備料固溶，在995±10°C保溫1. 5h,然后水冷；
⑵、冷鐓成型，在二模二沖(雙擊整模)冷鐓機(jī)上冷鐓出螺栓的頭部和桿部；
⑶、再結(jié)晶退火，溫度830-850°C、保溫2-3h，使用設(shè)備RQ3-90-9D，采用甲醇20_40d/min和氨氣O. 15L/h、或氮?dú)釵. 30L/h保護(hù)、滴控式裝置控制；
⑷、去應(yīng)力回火，溫度700-710°C，保溫2-3h ；
(5)、切六角頭及搓絲；
(6)、清洗，用堿性溶液洗凈磷化膜；
(7)、穩(wěn)定化處理，溫度830-850°C；
⑶、時(shí)效處理，溫度690-710°C，保溫12-16h，空冷，
⑶、著色上臘得成品。本發(fā)明新型高溫合金耐熱不銹鋼螺栓含有大量的奧氏體穩(wěn)定化元素，如鉻、鎳、鑰、鈦等合金元素。鉻、鎳在奧氏體型耐熱鋼中，能提高其抗氧化性；鑰能提高奧氏體型鋼的熱強(qiáng)性；鈦是比鉻更易與碳結(jié)合形成穩(wěn)定碳化物的元素，鈦含量1. 90%可以使大部分的碳存在于鈦的碳化物之中，從而改善鋼的抗晶間腐蝕能力。合金添加中有Al等元素，這種材料經(jīng)過(guò)高溫處理，并進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的時(shí)效后，在組織中析出一種彌散的金屬化合物，從而使該材料的抗拉強(qiáng)度提高。
本發(fā)明新型高溫合金耐熱不銹鋼螺栓可作為耐熱鋼使用，這是由于奧氏體的再結(jié)晶溫度高，鐵和其它元素的原子在其中的擴(kuò)散系數(shù)小，故其強(qiáng)化穩(wěn)定性比鐵素體高，用于工作溫度高于650°C的發(fā)動(dòng)機(jī)耐熱緊固件多系奧氏體材料，是以?shī)W氏體型不銹鋼為基礎(chǔ)添加一些熱強(qiáng)性的合金元素而成。它們既可作為耐蝕性使用，也可作為耐熱鋼使用。本發(fā)明新型高溫合金耐熱不銹鋼螺栓退火狀態(tài)下塑性和韌性較好，可以進(jìn)行冷鐓成形，切削加工性能和熱處理性能良好，可使用到650-700°C，用于耐熱、耐腐蝕的受力的發(fā)動(dòng)機(jī)殼體螺栓完全可行，具有高強(qiáng)度、高抗松弛性、低缺口敏感性、一定的持久強(qiáng)度、良好的抗氧化性。本發(fā)明新型高溫合金耐熱不銹鋼螺栓的生產(chǎn)工藝中，固溶處理，就是將剛加熱至高溫，使碳化物得到充分溶解，然后迅速冷卻，得到單一奧氏體組織。經(jīng)固溶處理后，硬度最低、塑性韌度良好，硬度在17-20HRC，這時(shí)加工成型性能最好。固溶處理采用井式滲碳加熱爐RQ3-90-9D設(shè)備。采用甲醇20-40d/min和氨氣O. 15L/h、或氮?dú)釵. 30L/h保護(hù)，滴控式裝 置控制。再結(jié)晶退火，溫度830-850°C、保溫2-3h，使用設(shè)備RQ3-90-9D，采用甲醇20_40d/min和氨氣O. 15L/h、或氮?dú)釵. 30L/h保護(hù)。在該溫度下加熱時(shí)碳化物沿晶界及滑形線析出，硬度下降。后續(xù)再去應(yīng)力回火700-710°C，保溫2-3h，硬度在18-23HRC。雖然比冷鐓后硬度只是略有下降，但由于奧氏體晶粒進(jìn)行再結(jié)晶退火后，在沖床切六角頭邊時(shí)容易斷屑，抗變形能力下降。螺栓經(jīng)搓絲完工，要經(jīng)過(guò)清洗用堿性溶液洗凈磷化膜，便于在熱處理后著色。本發(fā)明元素鉻、鎳含量相對(duì)較低，故抗氧化的溫度僅在800°C以下，但是含彌散強(qiáng)化相形成元素(Al、Ti )量相對(duì)較高，在固溶體基體上可形成化合物強(qiáng)化相，所以常用熱處理形式為固溶處理+時(shí)效。通過(guò)固溶處理，可以使合金固溶強(qiáng)化；通過(guò)時(shí)效處理，可以使合金析出細(xì)小強(qiáng)化相〔Ni3Al、Ni3Ti，Ni3 (Al . Ti)〕碳化物，從而提高室溫和高溫強(qiáng)度。為了獲得一定數(shù)量的碳化物使鋼強(qiáng)化必須進(jìn)行調(diào)整處理，采用830-850°C穩(wěn)定化處理工藝，在此溫度范圍內(nèi)，Cr23C6碳化物將溶解，保溫5h水冷或采用噴水冷卻，以快速通過(guò)析出碳化物的溫度區(qū)間，而TiC、VC碳化物仍然穩(wěn)定，由此提高螺栓的抗晶界腐蝕能力。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，能進(jìn)行淬火回火，具有高強(qiáng)度、高抗松弛性、低缺口敏感性、一定的持久強(qiáng)度、良好的抗氧化性的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一
一種新型高溫合金耐熱不銹鋼螺栓及生產(chǎn)工藝，其成分質(zhì)量百分比為c: O. 07，S1: O. 08, Mn:1. 50, P O. 030, S O. 030, Ni 25. 9, Cr 15. O, Ti 2. 20, Al O. 30,Mo 1. 3，余量Fe和不可避免雜質(zhì)；其生產(chǎn)工藝取上述組分原料，經(jīng)固溶、冷鐓成型、再結(jié)晶退火、去應(yīng)力回火、切六角頭及搓絲、清洗、穩(wěn)定化處理、時(shí)效處理，具體包括下列步驟
(I)、備料固溶，在995±10°C保溫1. 5h,然后水冷；
⑵、冷鐓成型，在二模二沖(雙擊整模)冷鐓機(jī)上冷鐓出螺栓的頭部和桿部；
⑶、再結(jié)晶退火，溫度830-850°C、保溫2-3h，使用設(shè)備RQ3-90-9D，采用甲醇20_40d/min和氨氣O. 15L/h、或氮?dú)釵. 30L/h保護(hù)、滴控式裝置控制；
⑷、去應(yīng)力回火，溫度700-710°C，保溫2-3h ；
(5)、切六角頭及搓絲；(6)、清洗，用堿性溶液洗凈磷化膜；
(7)、穩(wěn)定化處理，溫度830-850°C；
⑶、時(shí)效處理，溫度690-710°C，保溫12-16h，空冷，
⑶、著色上臘得成品。實(shí)施例二
一種新型高溫合金耐熱不銹鋼螺栓及生產(chǎn)工藝，其成分質(zhì)量百分比為c: O. 05，Si 008, Mnl. 50，P :0. 03，S :0. 025，N1:26. 5，Cr :15. 5，T1:2. 00，Al :0. 30，Mo :1. 05，余量Fe和不可避免雜質(zhì)；其生產(chǎn)工藝取上述組分原料，經(jīng)固溶、冷鐓成型、再結(jié)晶退火、去應(yīng)力 回火、切六角頭及搓絲、清洗、穩(wěn)定化處理、時(shí)效處理，具體包括下列步驟
(I)、備料固溶，在995±10°C保溫1. 5h,然后水冷；
⑵、冷鐓成型，在二模二沖(雙擊整模)冷鐓機(jī)上冷鐓出螺栓的頭部和桿部；
⑶、再結(jié)晶退火，溫度830-850°C、保溫2-3h，使用設(shè)備RQ3-90-9D，采用甲醇20_40d/min和氨氣O. 15L/h、或氮?dú)釵. 30L/h保護(hù)、滴控式裝置控制；
⑷、去應(yīng)力回火，溫度700-71 (TC，保溫2-3h ；
(5)、切六角頭及搓絲；
(6)、清洗，用堿性溶液洗凈磷化膜；
(7)、穩(wěn)定化處理，溫度830-850°C；
⑶、時(shí)效處理，溫度690-710°C，保溫12-16h，空冷，
⑶、著色上臘得成品。以上詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但這只是為了便于理解而舉的實(shí)例，不應(yīng)被視為是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。同樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員均可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其較佳實(shí)施例的描述，做出各種可能的等同改變或替換，但所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.新型高溫合金耐熱不銹鋼螺栓及生產(chǎn)工藝，其成分質(zhì)量百分比為C:<0.08，Si ^1. 00，Mn ^ 2. 00, P ^ O. 035，S ^ O. 030，N1:24. 0-27. O, Cr :13. 5-16. O, Ti 1.90-2.23，Al O. 35, Mo O. 10 -1. 50，余量Fe和不可避免雜質(zhì)；其生產(chǎn)工藝取上述組分原料，經(jīng)固溶、冷鐓成型、再結(jié)晶退火、去應(yīng)力回火、切六角頭及搓絲、清洗、穩(wěn)定化處理、時(shí)效處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型高溫合金耐熱不銹鋼螺栓及生產(chǎn)工藝，其特征在于它還含稀土元素，其質(zhì)量百分比為稀土元素(Re) O. 10-0. 30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型高溫合金耐熱不銹鋼螺栓及生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括下列步驟 (I)、備料固溶，在995±10°C保溫1. 5h,然后水冷； ⑵、冷鐓成型，在二模二沖(雙擊整模)冷鐓機(jī)上冷鐓出螺栓的頭部和桿部； ⑶、再結(jié)晶退火，溫度830-850°C、保溫2-3h，使用設(shè)備RQ3-90-9D，采用甲醇20_40d/min和氨氣O. 15L/h、或氮?dú)釵. 30L/h保護(hù)，滴控式裝置控制； ⑷、去應(yīng)力回火，溫度700-710°C，保溫2-3h ； (5)、切六角頭及搓絲； (6)、清洗，用堿性溶液洗凈磷化膜； (7)、穩(wěn)定化處理，溫度830-850°C； ⑶、時(shí)效處理，溫度690-710°C，保溫12-16h，空冷， ⑶、著色上臘得成品。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種新型高溫合金耐熱不銹鋼螺栓及生產(chǎn)工藝，其成分質(zhì)量百分比為:C≤0.08，Si≤1.00，Mn≤2.00，P≤0.035，S≤0.030，Ni24.0-27.0，Cr13.5-16.0，Ti1.90-2.23，A1≤0.35，Mo≤0.10－1.50，余量Fe和不可避免雜質(zhì)；其生產(chǎn)工藝取上述組分原料，經(jīng)固溶、冷鐓成型、再結(jié)晶退火、去應(yīng)力回火、切六角頭及搓絲、清洗、穩(wěn)定化處理、時(shí)效處理，其具有高強(qiáng)度、高抗松弛性、低缺口敏感性、一定的持久強(qiáng)度、良好的抗氧化性的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22C38/52GK103014551SQ20111028258
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者朱根玉, 范軍平, 符紅所, 莫志鵬 申請(qǐng)人:興化市新迅達(dá)不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)件有限公司