一種強酸堿環(huán)境下設(shè)備用緊固件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及緊固件加工領(lǐng)域，特別涉及一種高強度耐磨緊固件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技在不同領(lǐng)域的不斷進步，越來越多的未開發(fā)領(lǐng)域需要人進入，對于這些特殊環(huán)境，對設(shè)備零件的性能要求極高，緊固件的主要目的是用來連接各種部件，在設(shè)備的連接中起著非常重要的目的，因此其耐磨性和強度對設(shè)備的使用壽命有著非常非常大的影響，提高緊固件耐磨性和強度主要可通過對工藝進行改進，對緊固件材料配方進行改進，以及對緊固件原料進行精確配比來實現(xiàn)，傳統(tǒng)的緊固件生產(chǎn)工藝為了保證各步驟工藝生產(chǎn)精度雖然通過感應(yīng)器進行及時檢測，但是往往沒有統(tǒng)一管理，因此無法對工藝進行改進，隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)可以通過電腦對整個生產(chǎn)過程進行全程監(jiān)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)以上情況，本發(fā)明提供一種高強度耐磨緊固件及其制造方法，利用電腦對高強度耐磨緊固件的制造進行全程監(jiān)控，因此可去除一些不必要的檢測程序提高生產(chǎn)率，并可對部分重要步驟中所得數(shù)據(jù)進行及時反饋調(diào)整，并進行極值監(jiān)控，從而可得到配比精確度極高的性能極其優(yōu)秀的緊固件生產(chǎn)原料，從而能最大限度的提高緊固件的強度及耐磨性能，為達此目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種強酸堿環(huán)境下設(shè)備用緊固件，其特征在于:緊固件的各成分及其質(zhì)量百分比為:C:1.2-1.5%, Si:2.2-2.3%, Mn:1.6-1.8%, Nb:0.2-0.3%, Ni:0.2-0.3%, Al:0.12-0.15%,Zn:0.2-0.35%, Cr:0.5-1.1%，B:0.05%, V:0.2-0.3%, Sn:0.02-0.03%, S 彡 0.04%,P^0.05%，其余為碳化鎢。
[0004]在上述成分設(shè)計中，C可以提高沖擊韌性，但含碳量過高也容易造成缺陷，故C的質(zhì)量百分比選擇在1.2-1.5%。Mn可以提高珠光體含量，進而提高抗拉強度，但當含量過高時容易產(chǎn)生偏析，顯著提高韌脆轉(zhuǎn)變溫度，降低合金的塑性以及韌性，因此將Mn的質(zhì)量百分比控制在1.6-1.8%。Si在貝氏體轉(zhuǎn)變過程中具有強烈抑制碳化物析出的特點，并穩(wěn)定和細化奧氏體，增加C、Mn的偏聚，提高合金的淬透性，可充分提高緊固件的淬透性以及抗沖擊韌性。Ni和B均為強增加淬透性元素，可充分提高緊固件淬透性以及抗沖擊韌性。少量的Nb可使合金的晶粒細化，降低合金的過熱敏感性以及回火脆性，提高強度和抗蝕性。微量B可極大提高高合金的淬透性，每I份質(zhì)量的B相當于300份質(zhì)量的Mo。微量的V可以賦予合金一些特殊機能，如提高抗張強度和屈服點。其余成分為碳化鎢，碳化鎢的硬度與金剛石相近，并且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。
[0005]具體制造方法如下:
(I)對配料進行取樣，通過光譜分析儀得到取樣配料中的元素種類，通過密度檢測儀得到取樣配料的密度，將所得數(shù)據(jù)經(jīng)電腦進行比對行分析，得到樣品各元素配比精度，各元素配比精確度誤差為±0.05% ； (2)根據(jù)所得配比增加相應(yīng)的輔料，保證整個生產(chǎn)中原料各金屬含量的配比達到所需標準配比的要求，所述緊固件的原料及輔料各成分及其質(zhì)量百分比為:C:1.2-1.5%，Si:2.2-2.3%, Mn:1.6-1.8%, Nb:0.2-0.3%, N1:0.2-0.3%, Al:0.12-0.15%, Zn:0.2-0.35%, Cr:
0.5-1.1%，B:0.05%, V:0.2-0.3%, Sn:0.02-0.03%, S 彡 0.04%, P 彡 0.05%，其余為 Cu ；
(3)將用于制造緊固件的原料進行熔煉，熔煉設(shè)備中設(shè)置溫度感覺器，對熔煉溫度進行實時監(jiān)控，通過電腦控制保證溫度為1550±0.5°C ；
(4)進行造渣與電爐底吹，采用造渣劑進行造渣，通過置于爐底的噴嘴將底吹氣體吹入爐內(nèi)熔池，將噴嘴每平方米風(fēng)速由計算機控制在0.5±0.05m3/s，再攪拌鋼水進行初煉；
(5)爐外精煉:將初煉完成的鋼水在真空或含有惰性氣體的容器內(nèi)進行脫氣、脫氧、脫硫處理，去除鋼水內(nèi)的夾雜物，經(jīng)檢測保證鋼水中雜質(zhì)的含量配比低于的各雜質(zhì)元素配比，保證鋼水中各雜質(zhì)的含量配比精確度誤差為±0.05% ；
(6)進行澆注處理:將鋼水升溫到所需溫度，通過電腦控制保證溫度為1420-1520°C，再進行出爐，出爐后鎮(zhèn)靜，保證鎮(zhèn)靜時間在2-3分鐘后溫度達1400-1500°C，將該溫度的合金鋼鋼水澆注于模具中，澆注成所需形狀的待加工緊固件材料；
(7)對澆注成所需形狀的待加工緊固件材料進行熱處理，通過電腦控制材料按不高于650C /h的速度在電爐中進行升溫至820-920°C，保溫5小時，爐冷至室溫；再通過電腦控制材料按不高于85°C /h的速度升溫至780-870°C，保溫4小時；出爐后通過電腦控制在55-750C的水中淬火至250-300°C ;在電爐中通過電腦控制升溫至300_350°C，進行低溫回火處理，保溫5小時，出爐空冷；
(8)進行退火處理:通過電腦控制將待加工緊固件加熱到900-950°C，保溫4-5小時，之后通過電腦控制以45°C /h的速度冷卻到600-650°C，出爐進行空冷；
(9)進行熱沖壓處理:將待加工緊固件材料按所需尺寸進行熱沖壓；
(10)除油除水并干燥:采用堿液進行脫脂，脫脂后晾干，進行清洗浙水；
(11)表面處理:將緊固件浸泡在液化耐酸堿聚乙烯中，并晾干；
(12)保溫烘干:通過電腦控制將緊固件放入60-70°C的容器內(nèi)進行烘干，并保溫I小時。
[0006]步驟(4)中的造渣劑為中高碳埋弧造渣劑，成分為:CaO:65-75%, S12:4-10%,MgO:l-3%, Al2037-14%, C:6_8%，S〈0.08% ;所述底吹氣體為 CO20
[0007]采用中高碳埋弧造渣劑進行造渣能夠生成足夠流動性和堿度的熔渣，以便把S與P降低到設(shè)計值的上限以下，并且可以使吹氧時噴濺和溢渣的量減至最小。通過置于爐底的噴嘴將CO2吹入爐內(nèi)熔池，可以時合金加速熔化，縮短冶煉時間，降低能耗，提高金屬和合金的收得率，改善合金質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)率。
[0008]步驟(10)中的脫脂的方法為:電解清洗。采用電解清洗進行脫脂最為高效。
[0009]步驟(11)中的液化耐酸堿聚乙烯的成分為:聚乙烯:50_90%，抗氧化劑:4.5-30%,導(dǎo)電石墨:2.5-5%，熱塑性樹脂:0.5-1.5%，增塑劑:0.5-2.5%，活性炭:0.5-5.5%，其他助劑:0.5-5.5%ο
[0010]步驟(11)中的液化耐酸堿聚乙烯的制備方法為:
(1)將固態(tài)聚乙烯配置成濃度大約為30%的溶液，加入反應(yīng)釜中；
(2)將反應(yīng)釜逐漸加熱至45-55°C，在常壓下邊攪拌邊加入一定比例的抗氧化劑、導(dǎo)電石墨、熱塑性樹脂、增塑劑以及其他助劑；
(3)待反應(yīng)結(jié)束后，加入活性炭進行凈化、過濾，得到濃度為50%的聚乙烯鹽水溶液；
(4)將聚乙烯鹽水溶液轉(zhuǎn)入充滿N2并且真空的容器內(nèi)進行蒸發(fā)、脫水、濃縮、結(jié)晶、干燥，得到固體聚乙烯鹽；
(5 )將得到的固體聚乙烯鹽進行低壓液化，得到液化耐酸堿聚乙烯。
[0011]抗氧化劑的添加使得經(jīng)過耐酸堿聚乙烯浸泡在緊固件形成的干膜具有抗氧化能力，可延長緊固件的使用壽命；導(dǎo)電石墨的加入可以改善耐摩擦、耐磨損性能；熱塑性樹脂作為合成樹脂加入，可以起到膠黏劑的作用；增塑劑的加入在一定程度上可以提高干膜的機械強度。在反應(yīng)結(jié)束之后，加入活性炭可以凈化去除雜質(zhì)，并且過濾。
[0012]本發(fā)明為一種強酸堿環(huán)境下設(shè)備用緊固件的制造方法，該方法采用計算機對整個緊固件的制造進行全程監(jiān)控，從而可得到配比精確度極高的合金鋼生產(chǎn)性能極高的緊固件，并去除一些不必要的檢測程序，并可對部分程序進行改進，從而可簡化生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)效率，此外本發(fā)明在各個步驟中均增加各種不同感應(yīng)器對各步驟中不同數(shù)據(jù)進行及時收集，進而可對部分重要步驟中所得數(shù)據(jù)進行及時反饋收集再根據(jù)整個制造過程進行及時調(diào)整，并可對部分重要數(shù)據(jù)進行極值監(jiān)控，從而得到的緊固件強度及耐酸堿性極高，而且由于每個步驟均經(jīng)過電腦進行全程監(jiān)控，因此生產(chǎn)產(chǎn)品不用檢測即可直接使用。
【具體實施方式】
[0013]以下將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明提供的技術(shù)方案進行詳細說明，應(yīng)理解下述【具體實施方式】僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0014]一種強酸堿環(huán)境下設(shè)備用緊固件，緊固件的各成分及其質(zhì)量百分比為:C:
1.2-1.5%, Si:2.2-2.3%, Mn:1.6-1.8%, Nb:0.2-0.3%, N1:0.2-0.3%, Al:0.12-0.15%, Zn:0.2-0.35%, Cr:0.5-1.1%，B:0.05%, V:0.2-0.3%, Sn:0.02-0.03%, S 彡 0.04%, P 彡 0.05%,其余為碳化鎢。
[0015]具體制造方法如下:
(1)對配料進行取樣，通過光譜分析儀得到取樣配料中的元素種類，通過密度檢測儀得到取樣配料的密度，將所得數(shù)據(jù)經(jīng)電腦進行比對行分析，得到樣品各元素配比精度，各元素配比精確度誤差為±0.05% ；
(2)根據(jù)所得配比增加相應(yīng)的輔料，保證整個生產(chǎn)中原料各金屬含量的配比達到所需標準配比的要求，所述緊固件的原料及輔料各成分及其質(zhì)量百分比為:C:1.2-1.5%，Si:
2.2-2.3%, Mn:1.6-1