[发明专利]一种高强度高耐磨的双头螺柱及其制备工艺

说明书

本发明公开一种高强度高耐磨的双头螺柱及其制备工艺，涉及紧固件加工技术领域。本发明公开的强度高耐磨的双头螺柱是由双头螺柱基体和激光熔覆于双头螺柱基体表面的耐磨涂层组成；双头螺柱基体的化学成分为：C、Mn、Si、Cr、Ti、Ni、Cu、Al、N、Mo、Zr、Ca、Nb，Als，其余为Fe及不可避免的杂质；耐磨涂层为TiC‑B‑Ni‑Cr合金材料；本发明还提供了双头螺柱的制备工艺，限定了孕育剂的成分含量以及热处理加工工艺。本发明提供的双头螺柱制备效率高，污染低，制得的双头螺柱的硬度高，具有优异的力学性能、耐腐蚀性、耐磨性和耐高低温性，该耐磨涂层采用激光熔覆技术，使双头螺柱基体与涂层的结合力和结合效果较佳，延长了双头螺柱的使用寿命。

技术领域

本发明属于紧固件加工的技术领域，尤其涉及一种高强度高耐磨的双头螺柱及其制备工艺。

背景技术

双头螺柱是指两端均有螺纹的圆柱形紧固件，广泛应用于风电力、化工、炼油、阀门、铁路、桥梁和大型建筑等。在螺纹螺柱联接的部件中，螺母、垫圈所处的工作状态较好，损坏较小，最薄弱的环节是螺柱，它的损坏，尤其是断裂引起的破坏性最大。双头螺柱一般为合金材质，其作用是在两个被连接件结合处产生一定的额压紧力，是被连接件在设计的期限内保持密封，不发生泄漏和突然断裂。根据材质的不同，双头螺柱分为碳钢、不锈钢、有色金属(铜)等几大类型。传统工艺中双头螺柱多使用含铜量较高的铜合金(有色金属)，但该材料硬度较低，耐磨性能差，无法满足高速发展的风机、制造业的需求；碳钢是目前市场上应用最多的双头螺柱材质，其价格低，容易冶炼，加工性能好，但是其强度较低，不耐腐蚀，耐高低温性差，淬透性差，普遍存在延迟断裂问题；不锈钢螺柱的材质较软，硬度较低，经常因表面强度不够，与相配套的螺母发生咬死现象，不利于拆卸，并且咬死时，铁屑会附着在螺柱表面继续发生反应，在交变载荷与持续压力的作用下会产生高温高压的应力破坏，致使耐磨损性较差。

中国专利CN201911300443.1公开了一种高强高韧盾构机主驱动螺柱材料及制备方法，其采用酸洗、淬火、回火、滚丝碾牙、去应力处理和表面处理等工艺，对螺柱进行处理，采用碾牙处理，冷加工塑性变形不会热处理后的组织昌盛影响，提高了材料的强度和韧性，但是该螺柱材料的含碳量较高，易与螺柱材料中的Si、Cr等成分形成易晶界析出的碳化物，致使螺柱材料的耐腐蚀性和韧性降低，且该螺柱材料的硬度一般，易发生与螺母配套时发生咬死现象，影响使用效果和寿命。中国发明专利CN201910388093.2公开了一种扭剪型螺柱的制造方法，该方法在坯料酸洗后，利用电子束蒸发镀膜法将复合皮膜剂镀到草酸处理后的坯料表面而得到的，皮膜剂采用无磷材料，环保性好，且镀膜后的螺柱，耐腐蚀和抗氧化性高，可有效的提高螺柱的使用寿命，但是该皮膜剂是采用有机溶剂和无机材料组合而成，在电镀过程中会产生挥发性物质，对环境产生污染，不环保，且镀膜的强度和硬度一般，易因表面强度不够而发生锁死，致使耐磨损性较差，影响产品的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度高耐磨的双头螺柱，该螺柱的制备工艺简单，操作方便，制备效率高，污染低，制得的双头螺柱的硬度高，具有优异的力学性能、耐腐蚀性、耐磨性和耐高低温性，该耐磨涂层采用激光熔覆技术，使耐磨涂层与双头螺柱基体之间可相互渗入，提高了基体与涂层的结合力和结合效果，延长了双头螺柱的使用寿命。

为了实现本发明的目的，本发明提供一种高强度高耐磨的双头螺柱，是由双头螺柱基体和激光熔覆于双头螺柱基体表面的耐磨涂层组成；

以质量百分比为计，所述双头螺柱基体的化学成分为：C0.03-0.07％、Mn1.3-1.7％、Si0.12-0.18％、Cr17-19％、Ti0.08-0.11％、Ni8.4-10.5％、Cu0.5-0.9％、Al0.8-1.5％、N0.08-0.12％、Mo0.2-0.5％、Zr0.11-0.16％、Ca0.18-0.25％、Nb0.01-0.03％，Als0.01-0.014％，其余为Fe及不可避免的杂质；

所述耐磨涂层为TiC-B-Ni-Cr合金材料。