一種防松螺母及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于機(jī)械零部件的制造領(lǐng)域，尤其涉及一種防松螺母及其制造方法。所述防松螺母的制造方法包括合金材料的制造步驟和螺母的澆鑄成型步驟。本發(fā)明采用合金鋼材料取代現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材料，制造的防松螺母硬度高，高耐磨，滿足了工業(yè)、建筑業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)需求；采用分級淬火工藝，有效減少防松螺母材料結(jié)構(gòu)從奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的過程中的相變應(yīng)力，有效減少轉(zhuǎn)變過程中裂紋的產(chǎn)生。本發(fā)明制造所得的防松螺母硬度較現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品提高39-45％，耐磨度提高18-22％，裂紋率降低13-20％。
【專利說明】一種防松螺母及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械零部件的制造領(lǐng)域，尤其涉及一種防松螺母及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]螺釘及螺母是各行業(yè)常見的緊固件，使用過程中容易發(fā)生螺釘、螺母松脫，導(dǎo)致緊固失效。業(yè)內(nèi)針對螺釘、螺母的防松功能進(jìn)行了大量的改進(jìn)。傳統(tǒng)的防松螺母是大多以特殊的工程塑料附著在螺紋上，使內(nèi)外螺紋在縮緊過程，工程塑料被擠壓而產(chǎn)生強大的反作用力，從而增加了內(nèi)外螺紋之間的摩擦力，提供了對振動的絕對阻力。但塑料防松方式受環(huán)境影響，不能滿足高溫和嚴(yán)寒要求，現(xiàn)有技術(shù)中多將金屬材料取代工程塑料以達(dá)到克服上述技術(shù)缺陷的目的，但所使用的金屬材料多為含銅量很高的銅合金，材料硬度較低，無法滿足高速發(fā)展的工業(yè)、建筑業(yè)的需求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是提供一種防松螺母及其制造方法，本發(fā)明方法簡單，制造的防松螺母硬度高，高耐磨，適用于工業(yè)、建筑業(yè)以及其他領(lǐng)域。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種防松螺母，其特征在于，通過上述澆鑄成型步驟所制得的防松螺母，其特征在于，其包括多個內(nèi)層螺母本體及一個外層螺母本體；所述多個內(nèi)層螺母本體中心均為中空螺紋腔，外周呈圓筒狀；所述多個內(nèi)層螺母本體螺紋腔直徑與螺栓直徑相匹配；安裝于螺栓時，從螺栓尾部方向自上而下外層螺母本體及多個內(nèi)層螺母本體沿軸向呈階梯狀安裝；位于下層的內(nèi)層螺母本體半徑大于位于上層的內(nèi)層螺母本體半徑；所述多個內(nèi)層螺母本體的厚度之和小于螺栓的徑向長度；安裝于螺栓時，多個內(nèi)層螺母本體完全被外層螺母本體包覆；所述外層螺母本體空腔沿軸向剖面呈中空倒置階梯狀；沿軸向自下而上每層階梯的高度對應(yīng)每級內(nèi)層螺母本體的厚度，階梯寬度對應(yīng)每級內(nèi)層螺母本體的半徑差；所述外層螺母本體空腔最上級為中空螺紋腔，且直徑與螺栓直徑相匹配；所述防松螺母由合金材料制成。
[0006]優(yōu)選地，外層螺母本體橫截面外圍為六邊形或四邊形。
[0007]優(yōu)選地，所述多個內(nèi)層螺母本體的上下表面均設(shè)置有防滑紋。
[0008]優(yōu)選地，所述最下層內(nèi)層螺母本體的下端進(jìn)一步包含至少一個防脫結(jié)構(gòu)，所述防脫結(jié)構(gòu)為彈片。
[0009]優(yōu)選地，與所述螺母配套安裝的螺栓在靠近頭部一側(cè)還設(shè)置有多個卡槽。
[0010]優(yōu)選地，當(dāng)所述最下層內(nèi)層螺母本體安裝于螺栓上時，除了通過螺紋與螺栓緊固連接，所述至少一個防脫結(jié)構(gòu)與螺栓上的卡槽單向咬合。
[0011]一種防松螺母的制造方法，包括合金材料的制造步驟和螺母的澆鑄成型步驟，所述合金材料的制造步驟如下:
[0012]I)取原料鐵放入低頻熔解爐中在1000-1200°C加熱10_15h，然后將低頻熔解爐中的熔融物置于轉(zhuǎn)爐中同時20-35T氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐；
[0013]2)氧氣頂吹10-30min后，進(jìn)行LF精煉80-100min，向LF精煉爐中加入石灰100-150Kg/爐，電石50-65Kg/爐，同時進(jìn)行攪拌40_60min，造渣時間為10_20min ；
[0014]3)LF精煉后使用擋渣板出鋼，同時進(jìn)行吹氬，吹氬后的鋼水進(jìn)行方坯連鑄，拉速為3-4m/min，比水量為1.5L/Kg，中包溫度為1000-1250°C，連鑄成130mmX 130mm的鋼坯，所述鋼坯的組分如下:C8-10%, CulO-15%, Mn0.8-1.2%, Sil.3-1.8%, Cr0.2-0.4%,V0.5-1.8%, P ^ 0.08, S ^ 0.08，余量為鐵；
[0015]所述螺母的澆鑄成型步驟如下:
[0016]取上述鋼坯在放入加熱爐中在1200-1300°C下熔融，然后在氮氣環(huán)境中，將熔融物在500-700°C導(dǎo)入模具中進(jìn)行冷卻，冷卻后的產(chǎn)物進(jìn)行分級淬火工藝，淬火后即得所述防松螺母。
[0017]優(yōu)選地，所述合金材料的制造步驟如下:取原料鐵放入低頻熔解爐中在1100°C加熱15h，然后將低頻熔解爐中的熔融物置于轉(zhuǎn)爐中同時35T氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐；氧氣頂吹30min后，進(jìn)行LF精煉80min，向LF精煉爐中加入石灰10Kg/爐，電石50Kg/爐，同時進(jìn)行攪拌60min,造洛時間為20min ；LF精煉后使用擋洛板出鋼，同時進(jìn)行吹気,吹IS后的鋼水進(jìn)行方坯連鑄，拉速為4m/min，比水量為1.5L/Kg，中包溫度為1250°C，連鑄成130mmX 130mm的鋼坯，所述鋼坯的組分如下:C8-10%,Cul0-15%,Mn0.8-1.2%, Sil.3-1.8%, Cr0.2-0.4%,V0.5-1.8%, P ^ 0.08, S ^ 0.08，余量為 Fe。
[0018]優(yōu)選地，螺母的澆鑄成型步驟中，所述的分級淬火工藝如下:將模具內(nèi)冷卻后的產(chǎn)物加熱至800°C后保溫10-15min，之后淬入溫度200-250°C的油中并保溫10_13min，然后取出產(chǎn)物在室溫下空冷。
[0019]優(yōu)選地，螺母的澆鑄成型步驟如下:取鋼坯在放入加熱爐中在1250°C下熔融，然后在氮氣環(huán)境中，將熔融物在500°C導(dǎo)入模具中進(jìn)行冷卻，將模具內(nèi)冷卻后的產(chǎn)物加熱至800°C后保溫13min，之后淬入溫度200°C的油中并保溫Ilmin，然后取出產(chǎn)物在室溫下空冷，即得所述防松螺母。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
[0021]I)本發(fā)明的防松螺母通過多級嵌套式安裝，多級內(nèi)層螺母及外層螺母之間相互咬合，抵消由于振蕩及形變等因素導(dǎo)致螺母與螺栓之間緊固性變差。
[0022]2)本發(fā)明的合金材料由于增加了內(nèi)外螺紋之間的摩擦力，提供了對振動的絕對阻力，從而達(dá)到了防松的作用，且耐高溫、耐嚴(yán)寒，又采用合金鋼材料取代現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材料，制造的防松螺母硬度高，高耐磨，滿足了工業(yè)、建筑業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)需求；通過洛氏硬度試驗，本發(fā)明制造所得的防松螺母的硬度較現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品提高39-45%，通過測量磨料磨損試驗中防松螺母的重量損失，本發(fā)明制造所得的防松螺母的耐磨度較現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品提高18-22%，通過裂紋檢測儀，本發(fā)明制造所得的防松螺母的裂紋率較現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品降低13-20%。
[0023]3)本發(fā)明采用分級淬火工藝，有效減少防松螺母材料結(jié)構(gòu)從奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的過程中的相變應(yīng)力，有效減少轉(zhuǎn)變過程中裂紋的產(chǎn)生。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為根據(jù)本發(fā)明【具體實施方式】的防松螺母安裝狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為根據(jù)本發(fā)明【具體實施方式】的防松螺母分離狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為根據(jù)本發(fā)明【具體實施方式】的防松螺母分離狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4為根據(jù)本發(fā)明【具體實施方式】的防松螺母分離狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5為根據(jù)本發(fā)明【具體實施方式】的防松螺母防脫結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖6為根據(jù)本發(fā)明【具體實施方式】中防松螺母制造方法的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0030]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0031]實施例1
[0032]如圖1-4所示，防松螺母中包括多個內(nèi)層螺母本體(101、102、103)及一個外層螺母本體(104);所述多個內(nèi)層螺母本體中心均為中空螺紋腔；所述多個內(nèi)層螺母本體螺紋腔直徑與螺栓(105)直徑相匹配；安裝于螺栓時，從螺栓尾部方向自上而下外層螺母本體及多個內(nèi)層螺母本體沿軸向呈階梯狀安裝；位于下層的內(nèi)層螺母本體半徑大于位于上層的內(nèi)層螺母本體半徑；所述多個內(nèi)層螺母本體的厚度之和小于螺栓的徑向長度；安裝于螺栓時，多個內(nèi)層螺母本體完全被外層螺母本體包覆；所述外層螺母本體空腔沿軸向剖面呈中空倒置階梯狀；沿軸向自下而上每層階梯的高度對應(yīng)每級內(nèi)層螺母本體的厚度，階梯寬度對應(yīng)每級內(nèi)層螺母本體的半徑差；所述外層螺母本體空腔最上級為中空螺紋腔，且直徑與螺栓直徑相匹配；所述防松螺母由合金材料制成。
[0033]如圖3-4所示，外層螺母本體橫截面外圍可為六邊形。在本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式中外層螺母本體橫截面外圍可為四邊形；所述多個內(nèi)層螺母本體外周呈圓筒狀。
[0034]如圖4所示，所述多個內(nèi)層螺母本體的上下表面可設(shè)置有防滑紋；所述外層螺母本體的下表面及內(nèi)表面也可設(shè)置有防滑紋。通過所述防滑紋，在安裝時內(nèi)層螺母之間以及最上級內(nèi)層螺母與外層螺母的內(nèi)表面之間可以形成足夠的摩擦力，進(jìn)一步實現(xiàn)防松效果。
[0035]如圖5所示，所述最下層內(nèi)層螺母本體的下端進(jìn)一步包含至少一個防脫結(jié)構(gòu)，所述防脫結(jié)構(gòu)為彈片；與所述螺母配套安裝的螺栓在靠近頭部一側(cè)還設(shè)置有多個卡槽。為簡便起見，圖5中僅示意性地示出了螺母所中設(shè)置的防脫結(jié)構(gòu)以及螺栓中所設(shè)置的多個卡槽，而未示出多個內(nèi)層螺母本體及外層螺母。當(dāng)所述最下層內(nèi)層螺母本體安裝于螺栓上時，除了通過螺紋與螺栓緊固連接，所述至少一個防脫結(jié)構(gòu)與螺栓上的卡槽單向咬合。
[0036]如圖6所示，所述防松螺母的制造方法中，包括合金材料的制造步驟和螺母的澆鑄成型步驟，所述合金材料的制造步驟如下:
[0037]I)取原料鐵放入低頻熔解爐中在1000°C加熱10h，然后將低頻熔解爐中的熔融物置于轉(zhuǎn)爐中同時20T氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐；低頻熔解爐是通過電磁感應(yīng)來對物料加熱。
[0038]鋼液的爐外精煉是把一般煉鋼爐中要完成的精煉任務(wù)，如脫硫，脫氧，除氣，去除非金屬夾雜物，調(diào)整鋼的成分和鋼液溫度等，移到爐外的“鋼包”或者專用的容器中進(jìn)行。這樣就把原來的煉鋼工藝分成兩步進(jìn)行，第一，在一般煉鋼爐中進(jìn)行熔化和初煉，在本實施例中采用低頻熔解爐進(jìn)行初煉；第二，在鋼包或?qū)Ｓ玫木珶捜萜髦羞M(jìn)行精煉，這些“鋼包”或者專用的容器稱為精煉爐。在本實施例中采用LF精煉爐進(jìn)行精煉。LF精煉法能適應(yīng)連鑄的要求。在連鑄工藝流程中，需建立在一定時間可供一定溫度鋼液的體制，因此其操作，質(zhì)量穩(wěn)定起著至關(guān)重要作用。LF精煉法在鋼液溫度嚴(yán)密調(diào)整和工序時間管理方面能發(fā)揮最大的效果。另外，LF精煉從鋼包底部進(jìn)行吹氬攪拌，使鋼液連續(xù)循環(huán)流動，鋼包內(nèi)鋼液成分偏差極小，可達(dá)到精確控制成分的目的，這種功能對特殊鋼連鑄發(fā)揮極大的效果，使連鑄相鄰爐間存在元素濃度差極小，有效控制產(chǎn)品質(zhì)量特性的波動。
[0039]所述原料鐵由生鐵塊、廢鋼組成，其中生鐵塊是煉鋼的主要原材料，一般占裝入量的70%?100%。生鐵塊經(jīng)加熱得到的鐵水的化學(xué)熱與物理熱是氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要熱源。生鐵塊中各元素的硅(Si)含量為0.30%?0.60%;錳(Mn)含量為0.20%?0.80%；磷⑵含量越低彡0.20% ;硫⑶含量彡0.05% ;碳(C)含量為3.5%?4.5%。廢鋼的硫、磷含量均不得大于0.050%。廢鋼中殘余元素含量應(yīng)符合以下要求:鎳(Ni) ^ 0.30%,鉻(Cr) < 0.30%、銅(Cu) < 0.30%、砷(As) < 0.80%。除錳、硅外，其他合金元素殘余含量的總和不超過0.60%。
[0040]2)氧氣頂吹1min后，進(jìn)行LF精煉80min，向LF精煉爐中加入石灰10Kg/爐，電石50Kg/爐，同時進(jìn)行攪拌40min,造洛時間為lOmin。
[0041]3) LF精煉后使用擋洛板出鋼，同時進(jìn)行吹気，吹IS后的鋼水進(jìn)行方還連鑄，拉速為3m/min,比水量為1.5L/Kg，中包溫度為1000°C，連鑄成130mmX 130mm的鋼坯，所述鋼坯的組分(重量)如下:碳(C)8-10%、銅(Cu) 10-15%、錳(Mn)0.8-1.2%、硅(Si) 1.3-1.8%、鉻(Cr)0.2-0.4%、釩(V)0.5-1.8%，磷(P) ( 0.08，硫(S) ( 0.08，余量為鐵(Fe)。
[0042]吹氬攪拌使鋼液在鋼包內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流，可用控制吹氬流量的方法來控制鋼液的攪拌強度，促使鋼液成分和溫度的均勻。攪動的鋼液增加了鋼中非金屬夾雜物碰撞長大的機(jī)會，上浮的氬氣泡不僅能夠吸收鋼中的氣體，還會吸附浮于鋼液中的夾雜物，能把附的夾雜物帶到鋼液表面由渣層所吸收，凈化鋼液。此外，還可以通過吹氬來降低鋼液溫度，使之滿足澆鑄工序的要求。
[0043]所述螺母的澆鑄成型步驟如下:
[0044]取上述鋼坯在放入加熱爐中在1200°C下熔融，然后在氮氣環(huán)境中，將熔融物在500°C導(dǎo)入模具中進(jìn)行冷卻，將模具內(nèi)冷卻后的產(chǎn)物加熱至800°C后保溫lOmin，之后淬入溫度200°C的油中并保溫lOmin，然后取出產(chǎn)物在室溫下空冷。
[0045]通過國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T230.1_2009《金屬洛氏硬度試驗》，對本實施例制造所得的防松螺母和現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品進(jìn)行硬度測試，測試五次取平均值，本實施例制造所得的防松螺母硬度較現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品提高40%。
[0046]通過與砂石發(fā)生摩擦后，測量本實施例制造所得的防松螺母和現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品的重量損失，測試五次取平均值，本發(fā)明制造所得的防松螺母的耐磨度較現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品提高耐磨度提高20%。
[0047]通過裂紋檢測儀，測量本實施例制造所得的防松螺母和現(xiàn)有技術(shù)中的工藝制造所得的同類產(chǎn)品的裂紋率，本實施例制造所得的防松螺母裂紋率降低15%。
[0048]實施例2
[0049]如圖1-4所示，防松螺母中包括多個內(nèi)層螺母本體(101、102、103)及一個外層螺母本體(104);所述多個內(nèi)層螺母本體中心均為中空螺紋腔，外周呈圓筒狀；所述多個內(nèi)層螺母本體螺紋腔直徑與螺栓(105)直徑相匹配；安裝于螺栓時，從螺栓尾部方向自上而下外層螺母本體及多個內(nèi)層螺母本體沿軸向呈階梯狀安裝；位于下層的內(nèi)層螺母本體半徑大于位于上層的內(nèi)層螺母本體半徑；所述多個內(nèi)層螺母本體的厚度之和小于螺栓的徑向長度；安裝于螺栓時，多個內(nèi)層螺母本體完全被外層螺母本體包覆；所述外層螺母本體空腔沿軸向剖面呈中空倒置階梯狀；沿軸向自下而上每層階梯的高度對應(yīng)每級內(nèi)層螺母本體的厚度，階梯寬度對應(yīng)每級內(nèi)層螺母本體的半徑差；所述外層螺母本體空腔最上級為中空螺紋腔，且直徑與螺栓直徑相匹配；所述防松螺母由合金材料制成。
[0050]如圖3-4所示，外層螺母本體橫截面外圍可為六邊形。在本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式中外層螺母本體橫截面外圍可為四邊形。
[0051]如圖4所示，所述多個內(nèi)層螺母本體的上下表面可設(shè)置有防滑紋；所述外層螺母本體的下表面及內(nèi)表面也可設(shè)置有防滑紋。通過所述防滑紋，在安裝時內(nèi)層螺母之間以及最上級內(nèi)層螺母與外層螺母的內(nèi)表面之間可以形成足夠的摩擦力，進(jìn)一步實現(xiàn)防松效果。
[0052]如圖5所示，所述最下層內(nèi)層螺母本體的下端進(jìn)一步包含至少一個防脫結(jié)構(gòu)，所述防脫結(jié)構(gòu)為彈片；與所述螺母配套安裝的螺栓在靠近頭部一側(cè)還設(shè)置有多個卡槽。當(dāng)所述最下層內(nèi)層螺母本體安裝于螺栓上時，除了通過螺紋與螺栓緊固連接，所述至少一個防脫結(jié)構(gòu)與螺栓上的卡槽單向咬合。
[0053]如圖6所示，所述防松螺母的制造方法中，包括合金材料的制造步驟和螺母的澆鑄成型步驟，所述合金材料的制造步驟如下:
[0054]I)取原料鐵放入低頻熔解爐中在1200°C加熱15h，然后將低頻熔解爐中的熔融物置于轉(zhuǎn)爐中同時35T氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐；
[0055]所述原料鐵由生鐵塊、廢鋼組成，其中生鐵塊是煉鋼的主要原材料，一般占裝入量的70%?100%。生鐵塊經(jīng)加熱得到的鐵水的化學(xué)熱與物理熱是氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要熱源。生鐵塊中各元素的硅(Si)含量為0.30%?0.60%;錳(Mn)含量為0.20%?0.80%；磷⑵含量越低彡0.20% ;硫⑶含量彡0.05% ;碳(C)含量為3.5%?4.5%。廢鋼的硫、磷含量均不得大于0.050%。廢鋼中殘余元素含量應(yīng)符合以下要求:鎳(Ni) ^ 0.30%,鉻(Cr) ( 0.30%、銅(Cu) ( 0.30%、砷(As) ( 0.80%。除錳、硅外，其他合金元素殘余含量的總和不超過0.60%。
[0056]2)氧氣頂吹30min后，進(jìn)行LF精煉lOOmin，向LF精煉爐中加入石灰150Kg/爐，電石65Kg/爐，同時進(jìn)行攪拌60min,造洛時間為20min ；
[0057]3)LF精煉后使用擋渣板出鋼，同時進(jìn)行吹氬，吹氬后的鋼水進(jìn)行方坯連鑄，拉速為4m/min，比水量為1.5L/Kg，中包溫度為1250°C，連鑄成130mmX 130mm的鋼坯，所述鋼坯的組分如下:C8-10%,Cul0-15%,Mn0.8-1.2%, Sil.3-1.8%, Cr0.2-0.4%, V0.5-1.8%,P彡0.08，S彡0.08，余量為鐵；
[0058]所述螺母的澆鑄成型步驟如下:
[0059]取上述鋼坯在放入加熱爐中在1300°C下熔融，然后在氮氣環(huán)境中，將熔融物在700°C導(dǎo)入模具中進(jìn)行冷卻，將模具內(nèi)冷卻后的產(chǎn)物加熱至800°C后保溫15min，之后淬入溫度250°C的油中并保溫13min，然后取出產(chǎn)物在室溫下空冷。
[0060]通過國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T230.1_2009《金屬洛氏硬度試驗》，對本實施例制造所得的防松螺母和現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品進(jìn)行硬度測試，測試五次取平均值，本實施例制造所得的防松螺母硬度較現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品提高41%。
[0061]通過與砂石發(fā)生摩擦后，測量本實施例制造所得的防松螺母和現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品的重量損失，測試五次取平均值，本發(fā)明制造所得的防松螺母的耐磨度較現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品提高耐磨度提高22%。
[0062]通過裂紋檢測儀，測量本實施例制造所得的防松螺母和現(xiàn)有技術(shù)中的工藝制造所得的同類產(chǎn)品的裂紋率，本實施例制造所得的防松螺母裂紋率降低13%。
[0063]實施例3
[0064]如圖1-4所示，防松螺母中包括多個內(nèi)層螺母本體(101、102、103)及一個外層螺母本體(104);所述多個內(nèi)層螺母本體中心均為中空螺紋腔；所述多個內(nèi)層螺母本體螺紋腔直徑與螺栓(105)直徑相匹配；安裝于螺栓時，多個內(nèi)層螺母本體沿軸向自下而上呈階梯狀安裝，位于下層的內(nèi)層螺母本體半徑大于位于上層的內(nèi)層螺母本體半徑；所述多個內(nèi)層螺母本體的厚度之和小于螺栓的徑向長度；安裝于螺栓時，多個內(nèi)層螺母本體完全被外層螺母本體包覆；所述外層螺母本體空腔沿軸向剖面呈中空倒置階梯狀；沿軸向自下而上每層階梯的高度對應(yīng)每級內(nèi)層螺母本體的厚度，階梯寬度對應(yīng)每級內(nèi)層螺母本體的半徑差；所述外層螺母本體空腔最上級為中空螺紋腔，且直徑與螺栓直徑相匹配；所述防松螺母由合金材料制成。
[0065]如圖3-4所示，外層螺母本體橫截面外圍可為六邊形。在本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式中外層螺母本體橫截面外圍可為四邊形；所述多個內(nèi)層螺母本體外周呈圓筒狀。
[0066]如圖4所示，所述多個內(nèi)層螺母本體的上下表面可設(shè)置有防滑紋；所述外層螺母本體的下表面及內(nèi)表面也可設(shè)置有防滑紋。通過所述防滑紋，在安裝時內(nèi)層螺母之間以及最上級內(nèi)層螺母與外層螺母的內(nèi)表面之間可以形成足夠的摩擦力，進(jìn)一步實現(xiàn)防松效果。
[0067]如圖5所示，所述最下層內(nèi)層螺母本體的下端進(jìn)一步包含至少一個防脫結(jié)構(gòu)，所述防脫結(jié)構(gòu)為彈片；與所述螺母配套安裝的螺栓在靠近頭部一側(cè)還設(shè)置有多個卡槽。當(dāng)所述最下層內(nèi)層螺母本體安裝于螺栓上時，除了通過螺紋與螺栓緊固連接，所述至少一個防脫結(jié)構(gòu)與螺栓上的卡槽單向咬合。
[0068]如圖6所示，所述防松螺母的制造方法中，包括合金材料的制造步驟和螺母的澆鑄成型步驟，所述合金材料的制造步驟如下:
[0069]I)取原料鐵放入低頻熔解爐中在1050°C加熱12h，然后將低頻熔解爐中的熔融物置于轉(zhuǎn)爐中同時25T氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐；
[0070]所述原料鐵由生鐵塊、廢鋼組成，其中生鐵塊是煉鋼的主要原材料，一般占裝入量的70%?100%。生鐵塊經(jīng)加熱得到的鐵水的化學(xué)熱與物理熱是氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要熱源。生鐵塊中各元素的硅(Si)含量為0.30%?0.60%;錳(Mn)含量為0.20%?0.80%；磷⑵含量越低彡0.20% ;硫⑶含量彡0.05% ;碳(C)含量為3.5%?4.5%。廢鋼的硫、磷含量均不得大于0.050%。廢鋼中殘余元素含量應(yīng)符合以下要求:鎳(Ni) ^ 0.30%,鉻(Cr) < 0.30%、銅(Cu) < 0.30%、砷(As) < 0.80%。除錳、硅外，其他合金元素殘余含量的總和不超過0.60%。
[0071]2)氧氣頂吹30min后，進(jìn)行LF精煉90min，向LF精煉爐中加入石灰140Kg/爐，電石55Kg/爐，同時進(jìn)行攪拌45min,造洛時間為18min ；
[0072]3)LF精煉后使用擋渣板出鋼，同時進(jìn)行吹氬，吹氬后的鋼水進(jìn)行方坯連鑄，拉速為3m/min，比水量為1.5L/Kg，中包溫度為1050°C，連鑄成130mmX 130mm的鋼坯，所述鋼坯的組分如下:C8-10%,Cul0-15%,Mn0.8-1.2%, Sil.3-1.8%, Cr0.2-0.4%, V0.5-1.8%,P彡0.08，S彡0.08，余量為鐵；
[0073]所述螺母的澆鑄成型步驟如下:
[0074]取上述鋼坯在放入加熱爐中在1200°C下熔融，然后在氮氣環(huán)境中，將熔融物在550°C導(dǎo)入模具中進(jìn)行冷卻，將模具內(nèi)冷卻后的產(chǎn)物加熱至800°C后保溫13min，之后淬入溫度230°C的油中并保溫13min，然后取出產(chǎn)物在室溫下空冷。
[0075]通過國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T230.1_2009《金屬洛氏硬度試驗》，對本實施例制造所得的防松螺母和現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品進(jìn)行硬度測試，測試五次取平均值，本實施例制造所得的防松螺母硬度較現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品提高39%。
[0076]通過與砂石發(fā)生摩擦后，測量本實施例制造所得的防松螺母和現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品的重量損失，測試五次取平均值，本發(fā)明制造所得的防松螺母的耐磨度較現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品提高耐磨度提高21%。
[0077]通過裂紋檢測儀，測量本實施例制造所得的防松螺母和現(xiàn)有技術(shù)中的工藝制造所得的同類產(chǎn)品的裂紋率，本實施例制造所得的防松螺母裂紋率降低17%。
[0078]實施例4
[0079]如圖1-4所示，防松螺母中包括多個內(nèi)層螺母本體(101、102、103)及一個外層螺母本體(104);所述多個內(nèi)層螺母本體中心均為中空螺紋腔，外周呈圓筒狀；所述多個內(nèi)層螺母本體螺紋腔直徑與螺栓(105)直徑相匹配；安裝于螺栓時，從螺栓尾部方向自上而下外層螺母本體及多個內(nèi)層螺母本體沿軸向呈階梯狀安裝；位于下層的內(nèi)層螺母本體半徑大于位于上層的內(nèi)層螺母本體半徑；所述多個內(nèi)層螺母本體的厚度之和小于螺栓的徑向長度；安裝于螺栓時，多個內(nèi)層螺母本體完全被外層螺母本體包覆；所述外層螺母本體空腔沿軸向剖面呈中空倒置階梯狀；沿軸向自下而上每層階梯的高度對應(yīng)每級內(nèi)層螺母本體的厚度，階梯寬度對應(yīng)每級內(nèi)層螺母本體的半徑差；所述外層螺母本體空腔最上級為中空螺紋腔，且直徑與螺栓直徑相匹配；所述防松螺母由合金材料制成。
[0080]如圖3-4所示，外層螺母本體橫截面外圍可為六邊形。在本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式中外層螺母本體橫截面外圍可為四邊形；所述多個內(nèi)層螺母本體外周呈圓筒狀。
[0081]如圖4所示，所述多個內(nèi)層螺母本體的上下表面可設(shè)置有防滑紋；所述外層螺母本體的下表面及內(nèi)表面也可設(shè)置有防滑紋。通過所述防滑紋，在安裝時內(nèi)層螺母之間以及最上級內(nèi)層螺母與外層螺母的內(nèi)表面之間可以形成足夠的摩擦力，進(jìn)一步實現(xiàn)防松效果。
[0082]如圖5所示，所述最下層內(nèi)層螺母本體的下端進(jìn)一步包含至少一個防脫結(jié)構(gòu)，所述防脫結(jié)構(gòu)為彈片；與所述螺母配套安裝的螺栓在靠近頭部一側(cè)還設(shè)置有多個卡槽。當(dāng)所述最下層內(nèi)層螺母本體安裝于螺栓上時，除了通過螺紋與螺栓緊固連接，所述至少一個防脫結(jié)構(gòu)與螺栓上的卡槽單向咬合。
[0083]如圖6所示，所述防松螺母的制造方法中，包括合金材料的制造步驟和螺母的澆鑄成型步驟，所述合金材料的制造步驟如下:
[0084]I)取原料鐵放入低頻熔解爐中在1180°C加熱13h，然后將低頻熔解爐中的熔融物置于轉(zhuǎn)爐中同時35T氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐；
[0085]所述原料鐵由生鐵塊、廢鋼組成，其中生鐵塊是煉鋼的主要原材料，一般占裝入量的70%?100%。生鐵塊經(jīng)加熱得到的鐵水的化學(xué)熱與物理熱是氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要熱源。生鐵塊中各元素的硅(Si)含量為0.30%?0.60%;錳(Mn)含量為0.20%?0.80%；磷(P)含量越低彡0.20% ;硫⑶含量彡0.05% ;碳(C)含量為3.5%?4.5%。廢鋼的硫、磷含量均不得大于0.050%。廢鋼中殘余元素含量應(yīng)符合以下要求:鎳(Ni) ^ 0.30%,鉻(Cr) < 0.30%、銅(Cu) < 0.30%、砷(As) < 0.80%。除錳、硅外，其他合金元素殘余含量的總和不超過0.60%。
[0086]2)氧氣頂吹10-30min后，進(jìn)行LF精煉80-100min，向LF精煉爐中加入石灰150Kg/爐，電石65Kg/爐，同時進(jìn)行攪拌50min,造洛時間為20min ；
[0087]3)LF精煉后使用擋渣板出鋼，同時進(jìn)行吹氬，吹氬后的鋼水進(jìn)行方坯連鑄，拉速為4m/min，比水量為1.5L/Kg，中包溫度為1250°C，連鑄成130mmX 130mm的鋼坯，所述鋼坯的組分如下:C8-10%,Cul0-15%,Mn0.8-1.2%, Sil.3-1.8%, Cr0.2-0.4%, V0.5-1.8%,P彡0.08，S彡0.08，余量為鐵；
[0088]所述螺母的澆鑄成型步驟如下:
[0089]取上述鋼坯在放入加熱爐中在1300°C下熔融，然后在氮氣環(huán)境中，將熔融物在700°C導(dǎo)入模具中進(jìn)行冷卻，將模具內(nèi)冷卻后的產(chǎn)物加熱至800°C后保溫lOmin，之后淬入溫度200°C的油中并保溫lOmin，然后取出產(chǎn)物在室溫下空冷。
[0090]通過國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T230.1_2009《金屬洛氏硬度試驗》，對本實施例制造所得的防松螺母和現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品進(jìn)行硬度測試，測試五次取平均值，本實施例制造所得的防松螺母硬度較現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品提高45%。
[0091]通過與砂石發(fā)生摩擦后，測量本實施例制造所得的防松螺母和現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品的重量損失，測試五次取平均值，本發(fā)明制造所得的防松螺母的耐磨度較現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品提高耐磨度提高20%。
[0092]通過裂紋檢測儀，測量本實施例制造所得的防松螺母和現(xiàn)有技術(shù)中的工藝制造所得的同類產(chǎn)品的裂紋率，本實施例制造所得的防松螺母裂紋率降低18%。
[0093]實施例5
[0094]如圖1-4所示，防松螺母中包括多個內(nèi)層螺母本體(101、102、103)及一個外層螺母本體(104);所述多個內(nèi)層螺母本體中心均為中空螺紋腔，外周呈圓筒狀；所述多個內(nèi)層螺母本體螺紋腔直徑與螺栓(105)直徑相匹配；安裝于螺栓時，從螺栓尾部方向自上而下外層螺母本體及多個內(nèi)層螺母本體沿軸向呈階梯狀安裝；位于下層的內(nèi)層螺母本體半徑大于位于上層的內(nèi)層螺母本體半徑；所述多個內(nèi)層螺母本體的厚度之和小于螺栓的徑向長度；安裝于螺栓時，多個內(nèi)層螺母本體完全被外層螺母本體包覆；所述外層螺母本體空腔沿軸向剖面呈中空倒置階梯狀；沿軸向自下而上每層階梯的高度對應(yīng)每級內(nèi)層螺母本體的厚度，階梯寬度對應(yīng)每級內(nèi)層螺母本體的半徑差；所述外層螺母本體空腔最上級為中空螺紋腔，且直徑與螺栓直徑相匹配；所述防松螺母由合金材料制成。
[0095]如圖3-4所示，外層螺母本體橫截面外圍可為六邊形。在本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式中外層螺母本體橫截面外圍可為四邊形；所述多個內(nèi)層螺母本體外周呈圓筒狀。
[0096]如圖4所示，所述多個內(nèi)層螺母本體的上下表面可設(shè)置有防滑紋；所述外層螺母本體的下表面及內(nèi)表面也可設(shè)置有防滑紋。通過所述防滑紋，在安裝時內(nèi)層螺母之間以及最上級內(nèi)層螺母與外層螺母的內(nèi)表面之間可以形成足夠的摩擦力，進(jìn)一步實現(xiàn)防松效果。
[0097]如圖5所示，所述最下層內(nèi)層螺母本體的下端進(jìn)一步包含至少一個防脫結(jié)構(gòu)，所述防脫結(jié)構(gòu)為彈片；與所述螺母配套安裝的螺栓在靠近頭部一側(cè)還設(shè)置有多個卡槽。當(dāng)所述最下層內(nèi)層螺母本體安裝于螺栓上時，除了通過螺紋與螺栓緊固連接，所述至少一個防脫結(jié)構(gòu)與螺栓上的卡槽單向咬合。
[0098]如圖6所示，所述防松螺母的制造方法中，包括合金材料的制造步驟和螺母的澆鑄成型步驟，所述合金材料的制造步驟如下:
[0099]取原料鐵放入低頻熔解爐中在1100°C加熱15h，然后將低頻熔解爐中的熔融物置于轉(zhuǎn)爐中同時35T氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐；
[0100]所述原料鐵由生鐵塊、廢鋼組成，其中生鐵塊是煉鋼的主要原材料，一般占裝入量的70%?100%。生鐵塊經(jīng)加熱得到的鐵水的化學(xué)熱與物理熱是氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要熱源。生鐵塊中各元素的硅(Si)含量為0.30%?0.60%;錳(Mn)含量為0.20%?0.80%；磷⑵含量越低彡0.20% ;硫⑶含量彡0.05% ;碳(C)含量為3.5%?4.5%。廢鋼的硫、磷含量均不得大于0.050%。廢鋼中殘余元素含量應(yīng)符合以下要求:鎳(Ni) ^ 0.30%,鉻(Cr) < 0.30%、銅(Cu) < 0.30%、砷(As) < 0.80%。除錳、硅外，其他合金元素殘余含量的總和不超過0.60%。
[0101]氧氣頂吹30min后，進(jìn)行LF精煉80min，向LF精煉爐中加入石灰10Kg/爐，電石50Kg/爐，同時進(jìn)行攪拌60min,造洛時間為20min ；LF精煉后使用擋洛板出鋼，同時進(jìn)行吹気，吹IS后的鋼水進(jìn)行方還連鑄，拉速為4m/min,比水量為1.5L/Kg,中包溫度為1250°C,連鑄成130mmX 130mm的鋼坯，所述鋼坯的組分如下:C8-10%, CulO-15%, Mn0.8-1.2%,Sil.3-1.8%,Cr0.2-0.4%, V0.5-1.8%, P ^ 0.08, S ^ 0.08，余量為鐵。
[0102]所述螺母的澆鑄成型步驟如下:
[0103]取鋼坯在放入加熱爐中在1250°C下熔融，然后在氮氣環(huán)境中，將熔融物在500°C導(dǎo)入模具中進(jìn)行冷卻，將模具內(nèi)冷卻后的產(chǎn)物加熱至800°C后保溫13min，之后淬入溫度200°C的油中并保溫llmin，然后取出產(chǎn)物在室溫下空冷，即得所述防松螺母。
[0104]通過國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T230.1_2009《金屬洛氏硬度試驗》，對本實施例制造所得的防松螺母和現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品進(jìn)行硬度測試，測試五次取平均值，本實施例制造所得的防松螺母硬度較現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品提高40%。
[0105]通過與砂石發(fā)生摩擦后，測量本實施例制造所得的防松螺母和現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品的重量損失，測試五次取平均值，本發(fā)明制造所得的防松螺母的耐磨度較現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金材質(zhì)的同類產(chǎn)品提高耐磨度提高18%。
[0106]通過裂紋檢測儀，測量本實施例制造所得的防松螺母和現(xiàn)有技術(shù)中的工藝制造所得的同類產(chǎn)品的裂紋率，本實施例制造所得的防松螺母裂紋率降低20%。
[0107]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種防松螺母，其特征在于，包括多個內(nèi)層螺母本體(101、102、103)及一個外層螺母本體(104);所述多個內(nèi)層螺母本體中心均為中空螺紋腔；所述多個內(nèi)層螺母本體螺紋腔直徑與螺栓(105)直徑相匹配；安裝于螺栓時，從螺栓尾部方向自上而下外層螺母本體及多個內(nèi)層螺母本體沿軸向呈階梯狀安裝；位于下層的內(nèi)層螺母本體半徑大于位于上層的內(nèi)層螺母本體半徑；所述多個內(nèi)層螺母本體的厚度之和小于螺栓的徑向長度；安裝于螺栓時，多個內(nèi)層螺母本體完全被外層螺母本體包覆；所述外層螺母本體空腔沿軸向剖面呈中空倒置階梯狀；沿軸向自下而上每層階梯的高度對應(yīng)每級內(nèi)層螺母本體的厚度，階梯寬度對應(yīng)每級內(nèi)層螺母本體的半徑差；所述外層螺母本體空腔最上級為中空螺紋腔，且直徑與螺栓直徑相匹配；所述防松螺母由合金材料制成。
2.一種如權(quán)利要求1所述的防松螺母，外層螺母本體橫截面外圍為六邊形或四邊形；所述多個內(nèi)層螺母本體外周呈圓筒狀。
3.—種如權(quán)利要求2或3所述的防松螺母，所述多個內(nèi)層螺母本體的上下表面均設(shè)置有防滑紋。
4.一種如權(quán)利要求1-3任一所述的防松螺母，所述最下層內(nèi)層螺母本體的下端進(jìn)一步包含至少一個防脫結(jié)構(gòu)(501)，所述防脫結(jié)構(gòu)為彈片。
5.一種如權(quán)利要求1-4任一所述的防松螺母，與所述螺母配套安裝的螺栓在靠近頭部一側(cè)還設(shè)置有多個卡槽(502)。
6.一種如權(quán)利要求1-5任一所述的防松螺母，當(dāng)所述最下層內(nèi)層螺母本體安裝于螺栓上時，除了通過螺紋與螺栓緊固連接，所述至少一個防脫結(jié)構(gòu)與螺栓上的卡槽單向咬合。
7.一種制造如權(quán)利要求1-6任一所述防松螺母的方法,其特征在于,包括合金材料的制造步驟和螺母的澆鑄成型步驟，其中所述合金材料的制造步驟如下: 1)取原料鐵放入低頻熔解爐中在1000-1200°C加熱10-15h，然后將低頻熔解爐中的熔融物置于轉(zhuǎn)爐中同時20-35T氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐； 2)氧氣頂吹10-30min后，進(jìn)行LF精煉80-100min，向LF精煉爐中加入石灰100-150Kg/爐，電石50_65Kg/爐，同時進(jìn)行攪拌40-60min,造禮:時間為10_20min ； 3)LF精煉后使用擋渣板出鋼，同時進(jìn)行吹氬，吹氬后的鋼水進(jìn)行方坯連鑄，拉速為3-4m/min,比水量為1.5L/Kg,中包溫度為1000-1250 °C，連鑄成130_X 130mm的鋼坯，所述鋼坯的組分如下:C8-10%, CulO-15%, Mn0.8-1.2%, Sil.3-1.8%, Cr0.2-0.4%,V0.5-1.8%, P ^ 0.08, S ^ 0.08，余量為鐵； 所述螺母的澆鑄成型步驟如下: 取上述鋼坯在放入加熱爐中在1200-1300°C下熔融，然后在氮氣環(huán)境中，將熔融物在500-700°C導(dǎo)入模具中進(jìn)行冷卻，冷卻后的產(chǎn)物進(jìn)行分級淬火工藝，淬火后即得所述防松螺母。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的防松螺母的制造方法，其特征在于，所述合金材料的制造步驟如下:取原料鐵放入低頻熔解爐中在1100°C加熱15h，然后將低頻熔解爐中的熔融物置于轉(zhuǎn)爐中同時35T氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐；氧氣頂吹30min后，進(jìn)行LF精煉80min，向LF精煉爐中加入石灰10Kg/爐，電石50Kg/爐，同時進(jìn)行攪拌60min，造渣時間為20min ；LF精煉后使用擋洛板出鋼，同時進(jìn)行吹気，吹IS后的鋼水進(jìn)行方還連鑄，拉速為4m/min,比水量為1.5L/Kg，中包溫度為1250°C，連鑄成130mmX130mm的鋼坯，所述鋼坯的組分如下:C8_10%、CulO-15%,Mn0.8-1.2%,Sil.3-1.8%,Cr0.2-0.4%,V0.5-1.8%,P ( 0.08，S ( 0.08，余量為鐵。
9.根據(jù)權(quán)利要求7-8所述的防松螺母的制造方法，其特征在于，所述螺母的澆鑄成型步驟中，所述的分級淬火工藝如下:將模具內(nèi)冷卻后的產(chǎn)物加熱至800°C后保溫10-15min，之后淬入溫度200-250°C的油中并保溫10-13min，然后取出產(chǎn)物在室溫下空冷。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9所述的防松螺母的制造方法，其特征在于，螺母的澆鑄成型步驟如下:取鋼坯在放入加熱爐中在1250°C下熔融，然后在氮氣環(huán)境中，將熔融物在500°C導(dǎo)入模具中進(jìn)行冷卻，將模具內(nèi)冷卻后的產(chǎn)物加熱至800°C后保溫13min，之后淬入溫度200°C的油中并保溫llmin，然后取出產(chǎn)物在室溫下空冷，制得所述防松螺母。
【文檔編號】C21D1/18GK104251254SQ201410462099
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】陳雙, 周禮明 申請人:奧展實業(yè)有限公司