一种高强度紧固件温镦复合成型工艺
阅读说明：本技术 一种高强度紧固件温镦复合成型工艺 (Warm-heading composite forming process for high-strength fastener ) 是由 杨照军 于 2021-07-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及紧固件加工技术领域,公开了一种高强度紧固件温镦复合成型工艺,包括如下步骤；S1、下料；S2、双头平头机平头；S3、自动感应线圈加热；S4、温镦成型；S5、滚丝；S6、热处理；S7、表面处理；本发明可以有效降低冲压强度要求,无需经过机加工车削过程,大大简化了工艺步骤,明显降低了生产成本,通过对紧固件依次进行热处理和表面处理,保证螺母的结构性能,成型后的螺栓的尺寸稳定,体积变化率小,既可保留冷镦成型的精度,且加热温度在蓝脆温度以上,具备热加工的塑性,金属流线好,产品尺寸精度可控制在±0.2mm。(The invention relates to the technical field of fastener processing, and discloses a high-strength fastener warm-heading composite forming process, which comprises the following steps of; s1, blanking; s2, flat head of a double-head flat head machine; s3, heating by an automatic induction coil; s4, warm heading forming; s5, rolling threads; s6, heat treatment; s7, surface treatment; the invention can effectively reduce the requirement on stamping strength, does not need a machining and turning process, greatly simplifies the process steps, obviously reduces the production cost, ensures the structural performance of the nut by sequentially carrying out heat treatment and surface treatment on the fastener, ensures the size stability of the formed bolt, has small volume change rate, can keep the precision of cold heading forming, has the heating temperature above the blue brittleness temperature, has the plasticity of hot processing, has good metal streamline, and can control the size precision of a product to be +/-0.2 mm.)
技术领域
本发明涉及紧固件加工技术领域，具体为一种高强度紧固件温镦复合成型工艺。
背景技术
在现在的工业生产和日常生活中，紧固件的使用非常普遍，紧固件是做紧固连接用，并被广泛应用于机械、电气、汽车、交通运输、航空航天等各个领域的机械零件。螺栓是一种配用螺母的圆柱形带螺纹的紧固件，由头部和螺杆两部分组成，与螺母配合对两个带有通孔的零件起到紧固连接的作用。随着经济的发展，螺栓等紧固件的制造标准已逐渐与国家标准接轨，这就对螺栓等紧固件的制造提出了更高的要求。
目前，螺栓等紧固件一般是采用冷镦工艺或者热镦工艺进行成型，由于金属材料在较高的温度下，容易受热膨胀；而在常温下成型，不仅对模具的强度要求较高，而且对成型设备的冲压力度要求也比较高，进而造成设备成本昂贵，增加了生产成本。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高强度紧固件温镦复合成型工艺，可保留冷镦成型的精度,且具备热加工的塑性，金属流线好，产品尺寸精度可控制的优点。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强度紧固件温镦复合成型工艺，包括如下步骤；
S1、下料：根据紧固件规格截取合适的钢材长度和直径得到紧固件用金属棒料；
S2、双头平头机平头：将S1中加工的棒料放入双头平头机内初加工，使棒料的两端进行打磨、无毛刺；
S3、自动感应线圈加热：将S2中初加工后的棒料放入自动感应线圈内加热，使棒料加热到合适到的温镦温度；
S4、温镦成型：将S3中加热后的棒料放入温镦机中自动冲压成型，使圆棒一端形成紧固件头部，另一端形成紧固件杆部；
S5、滚丝：将S4中的紧固件杆部放入滚丝机内，通过滚丝机加工出外螺纹；
S6、热处理：将S5中滚丝后的紧固件装炉升温后进行热处理，使紧固件的硬度得到提升，保证紧固件的结构性能；
S7、表面处理：将S6中热处理后的紧固件放入电镀池内进行表面处理得到性能优良的高强度紧固件。
优选的，所述S1中，棒料所用的钢材硬度为120-130HV，并经过检验合格方可进入下部工序。
优选的，所述S3中，初加工后的棒料加热到温镦温度为500-750℃，温升速率为30℃-36℃/分钟，然后保温30-45分钟。
优选的，所述S4中，温镦机冲压成型后的紧固件头部为六角形，并且紧固件的杆部为圆柱形。
优选的，所述S6中，装炉后以25℃/分钟将紧固件升温至1000℃，使上述紧固件在渗碳介质中进行保温1小时渗碳，所述渗碳介质以甲醇为载气、丙酮为渗碳剂，最后将渗碳后的紧固件以15℃/分钟的速度降温至820℃，保温8-15分钟，经油冷却至50-100℃，保温6-10分钟，将紧固件以10℃/分钟的速度升温至150℃进行回火处理，以3-18℃/分钟的速度空冷至室温，即可完成热处理。
优选的，所述S7中，在对紧固件进行电镀之前需要先经过酸洗和超声清洗才能放入助镀池内进行助镀，然后再进入电镀池内进行镀锌处理。
优选的，所述助镀池内成分按照百分比含量为：氯化锌：40％-50％、氯化铝：20％-30％、氯化铵：10％-16％、余量为水。
优选的，所述S7中，经过电镀处理之后制得的高强度紧固件需要进行烘干，烘干温度在180-220℃之间，烘干时间为8-10小时。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种高强度紧固件温镦复合成型工艺，具备以下有益效果：
1、该高强度紧固件温镦复合成型工艺，可以有效降低冲压强度要求，无需经过机加工车削过程，大大简化了工艺步骤，明显降低了生产成本，通过对紧固件依次进行热处理和表面处理，保证螺母的结构性能。
2、该高强度紧固件温镦复合成型工艺，成型后的螺栓的尺寸稳定，体积变化率小，既可保留冷镦成型的精度,且加热温度在蓝脆温度以上，具备热加工的塑性，金属流线好，产品尺寸精度可控制在±0.2mm。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种高强度紧固件温镦复合成型工艺做进一步详细的描述。
实施例1
一种高强度紧固件温镦复合成型工艺，包括如下步骤；
S1、下料：根据紧固件规格截取合适的钢材长度和直径得到紧固件用金属棒料，棒料所用的钢材硬度为120HV，并经过检验合格方可进入下部工序；
S2、双头平头机平头：将S1中加工的棒料放入双头平头机内初加工，使棒料的两端进行打磨、无毛刺；
S3、自动感应线圈加热：将S2中初加工后的棒料放入自动感应线圈内加热，使棒料加热到合适到的温镦温度，初加工后的棒料加热到温镦温度为500℃，温升速率为30℃/分钟，然后保温30分钟；
S4、温镦成型：将S3中加热后的棒料放入温镦机中自动冲压成型，使圆棒一端形成紧固件头部，紧固件头部为六角形，圆棒另一端形成紧固件杆部，并且紧固件的杆部为圆形；
S5、滚丝：将S4中的紧固件杆部放入滚丝机内，通过滚丝机加工出外螺纹；
S6、热处理：将S5中滚丝后的紧固件装炉升温后进行热处理，装炉后以25℃/分钟将紧固件升温至1000℃，使上述紧固件在渗碳介质中进行保温1小时渗碳，渗碳介质以甲醇为载气、丙酮为渗碳剂，最后将渗碳后的紧固件以15℃/分钟的速度降温至820℃，保温8分钟，经油冷却至60℃，保温6分钟，将紧固件以10℃/分钟的速度升温至150℃进行回火处理，以3℃/分钟的速度空冷至室温，使紧固件的硬度得到提升，保证紧固件的结构性能；
S7、表面处理：将S6中热处理后的紧固件放入在对紧固件进行电镀之前需要先经过酸洗和超声清洗，然后放入成分按照百分比含量为：氯化锌：40％、氯化铝：30％、氯化铵：10％、余量为水的助镀池内进行助镀，然后再让如电镀池内进行表面处理得到性能优良的高强度紧固件，经过电镀处理之后制得的高强度紧固件需要进行烘干，烘干温度在180℃，烘干时间为10小时。
实施例2
一种高强度紧固件温镦复合成型工艺，包括如下步骤：
S1、下料：根据紧固件规格截取合适的钢材长度和直径得到紧固件用金属棒料，棒料所用的钢材硬度为130HV，并经过检验合格方可进入下部工序；
S2、双头平头机平头：将S1中加工的棒料放入双头平头机内初加工，使棒料的两端进行打磨、无毛刺；
S3、自动感应线圈加热：将S2中初加工后的棒料放入自动感应线圈内加热，使棒料加热到合适到的温镦温度，初加工后的棒料加热到温镦温度为750℃，温升速率为36℃/分钟，然后保温45分钟；
S4、温镦成型：将S3中加热后的棒料放入温镦机中自动冲压成型，使圆棒一端形成紧固件头部，紧固件头部为六角形，圆棒另一端形成紧固件杆部，并且紧固件的杆部为圆形；
S5、滚丝：将S4中的紧固件杆部放入滚丝机内，通过滚丝机加工出外螺纹；
S6、热处理：将S5中滚丝后的紧固件装炉升温后进行热处理，装炉后以25℃/分钟将紧固件升温至1000℃，使上述紧固件在渗碳介质中进行保温1小时渗碳，渗碳介质以甲醇为载气、丙酮为渗碳剂，最后将渗碳后的紧固件以15℃/分钟的速度降温至820℃，保温15分钟，经油冷却至100℃，保温10分钟，将紧固件以10℃/分钟的速度升温至150℃进行回火处理，以18℃/分钟的速度空冷至室温，使紧固件的硬度得到提升，保证紧固件的结构性能；
S7、表面处理：将S6中热处理后的紧固件放入在对紧固件进行电镀之前需要先经过酸洗和超声清洗，然后放入成分按照百分比含量为：氯化锌：50％、氯化铝：20％、氯化铵：16％、余量为水的助镀池内进行助镀，然后再让如电镀池内进行表面处理得到性能优良的高强度紧固件，经过电镀处理之后制得的高强度紧固件需要进行烘干，烘干温度在220℃，烘干时间为8小时。
实施例3
一种高强度紧固件温镦复合成型工艺，包括如下步骤：
S1、下料：根据紧固件规格截取合适的钢材长度和直径得到紧固件用金属棒料，棒料所用的钢材硬度为125HV，并经过检验合格方可进入下部工序；
S2、双头平头机平头：将S1中加工的棒料放入双头平头机内初加工，使棒料的两端进行打磨、无毛刺；
S3、自动感应线圈加热：将S2中初加工后的棒料放入自动感应线圈内加热，使棒料加热到合适到的温镦温度，初加工后的棒料加热到温镦温度为600℃，温升速率为33℃/分钟，然后保温38分钟；
S4、温镦成型：将S3中加热后的棒料放入温镦机中自动冲压成型，使圆棒一端形成紧固件头部，紧固件头部为六角形，圆棒另一端形成紧固件杆部，并且紧固件的杆部为圆形；
S5、滚丝：将S4中的紧固件杆部放入滚丝机内，通过滚丝机加工出外螺纹；
S6、热处理：将S5中滚丝后的紧固件装炉升温后进行热处理，装炉后以25℃/分钟将紧固件升温至1000℃，使上述紧固件在渗碳介质中进行保温1小时渗碳，渗碳介质以甲醇为载气、丙酮为渗碳剂，最后将渗碳后的紧固件以15℃/分钟的速度降温至820℃，保温10分钟，经油冷却至80℃，保温8分钟，将紧固件以10℃/分钟的速度升温至150℃进行回火处理，以10℃/分钟的速度空冷至室温，使紧固件的硬度得到提升，保证紧固件的结构性能；
S7、表面处理：将S6中热处理后的紧固件放入在对紧固件进行电镀之前需要先经过酸洗和超声清洗，然后放入成分按照百分比含量为：氯化锌：45％、氯化铝：25％、氯化铵：13％、余量为水的助镀池内进行助镀，然后再让如电镀池内进行表面处理得到性能优良的高强度紧固件，经过电镀处理之后制得的高强度紧固件需要进行烘干，烘干温度在200℃，烘干时间为9小时。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。