[发明专利]一种螺栓冷镦钢材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢材料，具体是一种螺栓冷镦钢材料的制备方法。

背景技术

紧固件是作紧固连接用且应用极为广泛的一类机械零件。在各种机械、设备、车辆、船舶、铁路、桥梁、建筑、结构、工具、仪器、仪表和用品等上面，都可以看到各式各样的紧固件。紧固件是机械工业基础件，需求量极大，紧固件包括各种螺栓、铆接头、螺母、铆钉等，由于紧固件用于各种结构材料的连接，需要承受很大的压力、剪切力。现在的紧固件材料，多采用冷镦钢，现在冷铆钢在冷镦时易劈裂、崩裂或折断，影响使用安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种螺栓冷镦钢材料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种螺栓冷镦钢材料的制备方法，包括熔化、氧化、检测合金成分并调整、精炼、浇铸、热轧、热处理，其特征在于：其化学元素重量的百分比为：C0.15-0.25、Si0.45-0.55、Mn1.30-1.50、P≤0.030、S≤0.050、镁0.3-0.45、Nb0.06-0.08、V0.2-0.4、Cr1.2-1.4、Pr0.02-0.04、Hf0.18-0.22、Bi0.15-0.18、Ni0.2-0.3、Zr0.06-0.09、余量为铁；

热处理是指:轧件先以160-170℃/小时速率升温至940-960℃，保温2-3小时；再以50-60℃/小时速率升温至1020-1050℃下，保温3-4小时；再以120-140℃/小时速率降温至320-350℃下保温2-3小时，然后，以80-90℃/小时速率升温至760-780℃，保温1-2小时；再以120-140℃/小时速率降温至160-180℃，保温3-4小时，然后空气中自然冷却至室温后，再加热至120-150℃，保温1-2小时后，自然冷却至室温。

本发明经过热处理工艺后，直接冷镦成形，冷镦性能非常好。冷镦成的螺栓也不需要再经过淬火并回火热处理，通过冷镦时TRIP效应，就能获得很高的力学性能。在具有高强度的同时兼有高塑性，符合12.9高强度螺栓性能要求。

具体实施方式

一种螺栓冷镦钢材料的制备方法，包括熔化、氧化、检测合金成分并调整、精炼、浇铸、热轧、热处理，其化学元素重量的百分比为：C0.15-0.25、Si0.45-0.55、Mn1.30-1.50、P≤0.030、S≤0.050、镁0.3-0.45、Nb0.06-0.08、V0.2-0.4、Cr1.2-1.4、Pr0.02-0.04、Hf0.18-0.22、Bi0.15-0.18、Ni0.2-0.3、Zr0.06-0.09、余量为铁；

轧件先以160-170℃/小时速率升温至940-960℃，保温2-3小时；再以50-60℃/小时速率升温至1020-1050℃下，保温3-4小时；再以120-140℃/小时速率降温至320-350℃下保温2-3小时，然后，以80-90℃/小时速率升温至760-780℃，保温1-2小时；再以120-140℃/小时速率降温至160-180℃，保温3-4小时，然后空气中自然冷却至室温后，再加热至120-150℃，保温1-2小时后，自然冷却至室温。

在精炼时采用下列重量份（公斤）原料制备的精炼剂：铝酸钙2、纳米碳酸钙1、石英砂2.6、刚玉粉1.2、SnO₂2.0、氟化钙2.2、氯化钠3、明矾2。将上述物料加去离子水研磨2-3小时制浆过300-500目筛，喷雾干燥，在200-250℃下焙烧2-3小时即得。

本发明脱氧、脱硫、脱磷率在60-75%之间，去除钢液中的夹杂物及使夹杂物变性效果好、净化钢液提高了钢的内部质量，铸件中的气孔度降低1-2度，得到有效的控制。

本发明所制得的紧固件用冷镦钢材料力学性能为：抗拉强度1260Mpa，屈服强度1180Mpa，冲击功A_Ku178J，延伸率：27%，断面收缩率：47%。洛氏硬度53-57HRC。