[发明专利]一种高强度紧固件及其处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种紧固件的处理方法，尤其涉及一种高强度紧固件及其处理方法。

背景技术

紧固件的材料主要采用钢材，根据用途不同主要有35CrMo、40Cr、42CrMo、SCM435、40CrMnMo等，但是现有的制作紧固件的钢材由于其化学成分配伍不合理，导致其力学性能不能满足要求。现有技术为了改进材料力学性能的不足，采用改进其多种处理方法来提高材料的力学性能和表面性能。

中国专利申请(公开号：CN101037718A)涉及一种提高42CrMo力学性能的热处理方法，采用以下步骤：第一步，正火：840～860℃≥5h，出炉空冷至室温；第二步，回火：600～620℃≥6h，出炉空冷至室温；第三步，调质：840～860℃≥5h，油冷60～70分钟后空冷，淬火油添加8％的复合剂，零件温度空冷至200℃左右时回火，回火温度460～480℃≥6h，出炉空冷至室温。虽然该方法在一定程度上能提高42CrMo钢的力学性能，但是由于42CrMo本身化学成分的限制，不仅力学性能特别是塑性和韧性无法达到高强度紧固件的要求，而且该方法也没有经过表面处理。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的缺陷，提供一种不仅强度、硬度较高；而且塑性和韧性都能达到要求的高强度紧固件。

本发明的上述目的可以通过以下技术方案得以实施：一种高强度紧固件，该紧固件是由改进后的高强度42CrMo钢加工而成，所述的改进后的高强度42CrMo钢由以下质量百分数的化学成分组成：

C：0.38％-0.48％；Mn：0.15％-0.50％；Cr：0.8％-1.2％；

Mo：0.25％-1.0％；Si：0.05％-0.16％；S＜0.020％；

P＜0.020％；Ni＜0.020％；Cu＜0.020％

其余为Fe。

现有普通的42CrMo钢的化学成分如表1所示：

表1

本发明在普通的42CrMo钢的基础上降低了硫(S)、磷(P)，硅(Si)，锰(Mn)的含量，并增加了Mo的含量，不仅在强度和硬度上能够达到高强度螺栓钢42CrMo的要求，而且由于化学成分的改变，其显微组织也发生改变，奥氏体晶粒变细，塑性和韧性得到了很大的提高，使其满足10.9级紧固件的最低要求。降低硫含量可提高钢的变形能力；降低磷含量会使钢的变形抗力减小。因此，降低磷、硫含量不仅可以改善钢的塑韧性和耐延迟断裂性能，还可以改善钢的加工性能。

在上述的高强度紧固件中，作为优选，所述的改进后的高强度42CrMo钢由以下质量百分数的化学成分组成：

C：0.40％-0.42％；Mn：0.18％-0.22％；Cr：0.9％-1.1％；

Mo：0.6％-1.0％；Si：0.06％-0.10％；S＜0.010％；

P＜0.010％；Ni＜0.010％；Cu＜0.010％

其余为Fe。

本发明的另一个目的在于提供该高强度紧固件的处理方法，该方法除了采用普通的机械加工加工成紧固件半成品外还包括以下步骤：

(1)、热处理：将机械粗加工的紧固件半成品先正火处理，温度为870-910℃，保温时间为10-20小时，出炉空冷至室温；然后回火处理，温度为680-700℃，保温时间为10-20小时；出炉空冷至室温；再调质处理：在920-960℃条件下用淬火油进行淬火处理，油冷80-120分钟空冷，冷至200℃左右时回火，回火温度600-650℃，保温时间6-15小时；出炉空冷至室温；

(2)、发黑处理：将上述经过热处理后的紧固件粗品经过除油、酸洗除锈后在pH值为1.5-3.5的条件下常温发黑处理10-20分钟，常温发黑处理处理后经过清洗，然后立即作脱水封闭处理后即得成品。

现有普通的机械加工包括热锻、冷锻、粗车、钻孔、精车和螺纹加工(滚丝或搓丝、攻牙)等多种形式的加工方法，本领域普通技术人员可以根据需要选择不同的机械加工方法。