一種主缸嵌件螺母及其加工方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種螺母及其加工方法，尤其涉及一種主缸嵌件螺母及其加工，屬于 螺母加工技術領域。
【背景技術】
[0002] 螺母就是螺帽，與螺栓或螺桿擰在一起用來起緊固作用的零件，所有生產(chǎn)制造機 械必須用的一種元件根據(jù)材質(zhì)的不同，可分為碳鋼、不銹鋼、有色金屬（如銅）等幾大類型。 現(xiàn)有技術中的螺母所實用的金屬材料多為含銅量很高的銅合金，但是這種材料制成的螺母 硬度較低，且韌性也低，無法滿足高速發(fā)展的工業(yè)、建筑業(yè)的需求，也無法滿足汽車業(yè)的需 求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術所存在的缺陷，提供一種不僅強度、韌性較高，高溫性能也較 高的使用壽命長的螺母，特別適合用于主缸中。
[0004] 本發(fā)明的上述目的可以通過以下技術方案得以實施：一種主缸嵌件螺母，該主缸 嵌件螺母是由改進后的10B21鋼加工而成，所述的改進后的10B21鋼由以下質(zhì)量百分數(shù)的 化學成分組成：
[0005] C ：0. 15% -0. 22% ；Mn ：1. 0% -I. 20% ；Si ^ 0. 10% ；
[0006] Mo ：0. 02% -0. 03% ；B ：0. 001% -〇. 002% ；V ：0. 05% -〇. 2% ；
[0007] Nb ：0. 02% -0. 06% ；S ^ 0. 020% ；P ^ 0. 020% ；
[0008] 其余為Fe。
[0009] 現(xiàn)有技術中10B21鋼的化學成分為C :0· 18 % -0· 23 %，Si彡0· 10 %，Mn : 0· 70% -L 00%，P 彡 0· 030%，S 彡 0· 030%，B :0· 0005% -0· 003%，其余為 Fe。本發(fā)明螺 母在現(xiàn)有10B21鋼的基礎上提高了 Mn的含量，降低了 C、P、S的含量，優(yōu)選了 B的含量，并添 加了 Mo、V、Nb元素。由于碳含量較低，螺母的焊接性能和韌性較好。B在低碳合金鋼中主 要是利用晶界偏聚的固溶B強烈抑制先公析鐵素體轉(zhuǎn)變作用。經(jīng)研宄發(fā)現(xiàn)，改進后的10B21 鋼中，B和Mo、Nb、V復合添加時能起到更好的效果，如果只是單獨添加 B時，偏聚于奧氏體 晶界的B和C與Fe結(jié)合形成碳化物Fe23 (C，B) 6,降低了固溶B含量。而當B和Mo、Nb、V 復合添加后，可減小了 C原子偏聚傾向，從而避免了 Fe23(C，B)6析出。另外，添加少量的 Mo,與B能抑制先共析鐵素體的形成，延遲先共析鐵素體轉(zhuǎn)變，促進針狀鐵素體和貝氏體的 形成，提高螺母低合金鋼的強韌性，同時，Mo提高了微合金元素 Nb、V在奧氏體中的固溶度， 促進微合金碳氮化物在鐵素體中的析出，適當提高螺母的強度；提高微合金碳氮化物的熱 穩(wěn)定性，改善螺母的高溫性能；延遲奧氏體再結(jié)晶，擴大奧氏體未再結(jié)晶區(qū)。由于改進后的 10B21鋼化學成分的改變，其顯微組織也發(fā)生改變，強度、韌性、高溫性能均得到了很大的提 高，使其滿足螺母在主缸中工作的要求。另外，降低硫含量可提高鋼的變形能力；降低磷含 量會使鋼的變形抗力減小。因此，降低磷、硫含量不僅可以改善鋼的塑韌性和耐延遲斷裂性 能，還可以改善鋼的加工性能。
[0010] 在上述主缸嵌件螺母中，作為優(yōu)選，所述的改進后的10B21鋼由以下質(zhì)量百分數(shù) 的化學成分組成：
[0011] C ：0. 16% -0. 20% ；Mn ：1. 0% -I. 10% ；Si ^ 0. 10% ；
[0012] Mo ：0. 02% -0. 025% ；B ：0. 001% -〇. 002% ；V ：0. 08% -〇. 15% ；
[0013] Nb ：0. 02% -0. 05% ；S ^ 0. 020% ；P ^ 0. 020% ；
[0014] 其余為Fe。
[0015] 進一步優(yōu)選，所述的改進后的10B21鋼由以下質(zhì)量百分數(shù)的化學成分組成：
[0016] C ：0. 18% ；Mn ：1. 05% ；Si ^ 0. 10% ；
[0017] Mo ：0. 022% ；B ：0. 0015% ；V ：0. 10% ；
[0018] Nb ：0. 03% ；S ^ 0. 020% ；P ^ 0. 020% ；
[0019] 其余為Fe。
[0020] 進一步優(yōu)選，所述的改進后的10B21鋼由以下質(zhì)量百分數(shù)的化學成分組成：
[0021] C ：0. 16% ；Mn ：1. 10% ；Si ^ 0. 10% ；
[0022] Mo ：0. 02% ；B ：0. 002% ；V ：0. 08% ；
[0023] Nb ：0. 05% ；S ^ 0. 020% ；P ^ 0. 020% ；
[0024] 其余為Fe。
[0025] 進一步優(yōu)選，所述的改進后的10B21鋼由以下質(zhì)量百分數(shù)的化學成分組成：
[0026] C ：0. 20% ；Mn ：1. 05% ；Si ^ 0. 10% ；
[0027] Mo ：0. 025% ；B ：0. 0015% ；V ：0. 12% ；
[0028] Nb ：0. 04% ；S ^ 0. 020% ；P ^ 0. 020% ；
[0029] 其余為Fe。
[0030] 進一步優(yōu)選，所述的改進后的10B21鋼由以下質(zhì)量百分數(shù)的化學成分組成：
[0031] C ：0. 22% ；Mn ：1. 0% ；Si ^ 0. 10% ；
[0032] Mo ：0. 03% ；B ：0. 001% ；V ：0. 2% ；
[0033] Nb ：0. 02% ；S ^ 0. 020% ；P ^ 0. 020% ；
[0034] 其余為Fe。
[0035] 進一步優(yōu)選，所述的改進后的10B21鋼由以下質(zhì)量百分數(shù)的化學成分組成：
[0036] C ：0. 15% ；Mn ：1. 20% ；Si ^ 0. 10% ；
[0037] Mo ：0. 02% ；B ：0. 002% ；V ：0. 05% ；
[0038] Nb ：0. 06% ；S ^ 0. 020% ；P ^ 0. 020% ；
[0039] 其余為Fe。
[0040] 本發(fā)明的另一個目的在于提供一種主缸嵌件螺母的加工方法，所述加工方法除了 采用普通的機械粗加工方法將改進后的10B21鋼加工成主缸嵌件螺母半成品外還包括以 下步驟：
[0041] (1)、熱處理：將機械粗加工的主缸嵌件螺母半成品先以80-KKTC /h速率升溫至 300-350°C，保溫 2-3h ;再以 60-80°C /h 速率升溫至 600-650°C，保溫 2-3h ;再以 50-60°C / h速率升溫至1100-1200°C，保溫4-6h;再以100-120°C /h速率降溫至260-280°C，保溫 2-3h ;再以50-60 °C /h速率升溫至580-620 °C，保溫l_2h，再以130-150 °C /h速率降溫至 200-230°C，保溫1-2h，最后水冷至室溫；
[0042] (2)后處理：對熱處理后的主缸嵌件螺母半成品進行除油、酸洗除銹，最后進行防 銹處理，得主缸嵌件螺母成品。
[0043] 本發(fā)明對主缸嵌件螺母半成品進行特定的熱處理，極大改善了冷墩鋼的組織，大 幅降低冷墩鋼冷墩開裂問題，提高螺母的強度、韌性、高溫性能。另外，在加工中由于儲備 用需將其放在倉庫中保存，在庫存過程中，金屬會因為周圍不同的環(huán)境，或多或少的遭到腐 蝕，腐蝕后會影響其本身的特性以及影響使用，因此，本發(fā)明主缸嵌件螺母使用成本低廉， 效果好，操作簡單的防銹油對成品螺母進行防銹處理。
[0044] 現(xiàn)有普通的機械粗加工包括冷鍛、粗車、振拋、鉆孔、精車、沖壓和螺紋加工（滾絲 或搓絲、攻牙）等多種形式的加工方法，本領域普通技術人員可以根據(jù)需要選擇不同的機 械加工方法。
[0045] 在上述主缸嵌件螺母的加工方法中，步驟（2)防銹處理所用的防銹油由如下重 量份的組分組成：羊毛脂1-3份、環(huán)烷酸鋅3-12份、氧化蠟膏鈉鋇皂3-8份、石油磺酸鈉 0. 1-0. 5份、石油磺酸鋇0. 1-1份、石油磺酸鈣0. 1-0. 5份、苯并三唑3-6份、正丁醇1-10 份、松香3-8份、瀝青10-20份、汽油10-20份。本發(fā)明的防銹油價格低廉，用量少，持續(xù)周 期長，實用簡便，具有優(yōu)異的防銹效果，實用性強，可減少不必要的浪費。
[0046] 作為優(yōu)選，所述防銹油由如下重量份的組分組成：羊毛脂1-3份、環(huán)烷酸鋅5-10 份、氧化蠟膏鈉鋇皂4-6份、石油磺酸鈉0. 1-0. 3份、石油磺酸鋇0. 1-0. 8份、石油磺酸鈣 0. 3-0. 5份、苯并三唑4-6份、正丁醇2-8份、松香3-6份、瀝青12-20份、汽油10-18份。
[0047] 綜上所述，本發(fā)明主缸嵌件螺母在普通10B21鋼的基礎上提高了 Mn的含量，降低 了 C、P、S的含量，進一步優(yōu)選了 B的含量，并添加了 Mo、V、Nb元素，由于化學成分的改變， 其顯微組織也發(fā)生改變。且對主缸嵌件螺母進行特定的熱處理，再用特定的防銹油進行防 銹，使本發(fā)明主缸嵌件的螺母不僅強度、韌性較高，高溫性能也較高，使用壽命長，使其極其 適合用于固定汽車主缸嵌件。
【具體實施方式】
[0048] 以下是本發(fā)明的具體實施例，對本發(fā)明的技術方案作進一步的描述，但本發(fā)明并 不限于這些實施例。
[0049] 一種主缸嵌件螺母，該主缸嵌件螺母是由改進后的10B21鋼加工而成，所述的改 進后的10B21鋼由以下質(zhì)量百分數(shù)的化學成分組成：C:0. 15%-0. 22%;Mn :1.0%-1.20%;Si ^ 0. 10 % ；Mo ：0. 02 % -0. 03 % ；B ：0. 001 % -〇. 002 % ；V ：0. 05 % -〇. 2 % ；Nb ： 0· 02% -0· 06% ;S 彡 0· 020% ;P 彡 0· 020% ;其余為 Fe。
[0050] 作為優(yōu)選，所述的改進后的10B21鋼由以下質(zhì)量百分數(shù)的化學成分組 成：C :0· 16 % -0· 20 % ;Mn :1. 0 % -I. 10 % ;Si 彡 0· 10 % ;Mo :0· 02 % -0· 025 % ;B : 0· 001% -0· 002% ;V :0· 08% -0· 15% ;Nb :0· 02% -0· 05% ;S 彡 0· 020% ;P 彡 0· 020% ;其 余為Fe。
[0051] 進一步優(yōu)選，所述的改進后的10B21鋼由以下質(zhì)量百分數(shù)的化學成分組成：C : 0. 18 % ；Mn ：1. 05 % ；Si ^ 0. 10 % ；Mo ：0. 022 % ；B ：0. 0015 % ；V ：0. 10 % ；Nb ：0. 03 % ； S < 0· 020% ;P < 0· 020% ;其余為 Fe。
[0052] 進一步優(yōu)選，所述的改進后的10B21鋼由以下質(zhì)量百分數(shù)的化學成分組成： C ：0. 16 % ；Mn ：1. 10 % ；Si ^ 0. 10 % ；Mo ：0. 02 % ；B ：0. 002 % ；V ：0. 08 % ；Nb ：0. 05 % ； S < 0· 020% ;P < 0· 020% ;其余為 Fe。
[0053] 進一步優(yōu)選，所述的改進后的10B21鋼由以下質(zhì)量百分數(shù)的化學成分組成：C : 0. 20 % ；Mn ：1. 05 % ；Si ^ 0. 10 % ；Mo ：0. 025 % ；B ：0. 0015 % ；V ：0. 12 % ；Nb ：0. 04 % ； S < 0· 020% ;P < 0· 020% ;其余為 Fe。
[0054] 進一步優(yōu)選，所述的改進后的10B21鋼由以下質(zhì)量百分數(shù)的化學成分組成：C : 0. 22%；Mn ：1. 0%；Si ^ 0. 10%；M〇 ：0. 03% ；B ：0. 001%；V ：0. 2%；Nb ：0. 02%；S ^ 0. 020%； 0.020% ;其余為 Fe。
[0055] 進一步優(yōu)選，所述的改進后的10B21鋼由以下質(zhì)量百分數(shù)的化學成分組成： C ：0. 15 % ；Mn ：1. 20 % ；Si ^ 0. 10 % ；Mo ：0. 02 % ；B ：0. 002 % ；V ：0. 05 % ；Nb ：0. 06 % ； S < 0· 020% ;P < 0· 020% ;其余為 Fe。
[0056] 本發(fā)明還提供一種上述主缸嵌件螺母的加工方法，所述加工方法除了采用普通的 機械加工方法將改進后的10B21鋼加工成主缸嵌件螺母半成品外還包括以下步驟：
[0057] (1)、熱處理：將機械粗加工的主缸嵌件螺母半