阅读说明：本技术 一种耐高温防松动的排气管螺栓垫片套件及其制造方法 (A kind of exhaust pipe spacer for bolt external member and its manufacturing method that high temperature resistant is anti-loosening ) 是由 赵添常 杨维沛 岑举 戚元霞 陈国锋 秦剑文 于 2019-09-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种耐高温防松动的排气管螺栓垫片套件,包括螺栓本体和垫片,所述垫片的一端设有垫片粗齿,所述垫片的另一端设有垫片细齿,所述螺栓本体螺栓头部的法兰承载面处设置有与所述垫片粗齿相适配的螺栓粗齿；所述垫片的中心处设有通孔,所述通孔的直径尺寸比螺栓本体颈部的直径尺寸大0.4～0.6mm,所述螺栓本体的螺杆部滚丝成型设置有螺纹,所述螺纹外径大于所述通孔的直径。本发明还公开了一种耐高温防松动的排气管螺栓垫片套件的制造方法。本发明的耐高温防松动的排气管螺栓垫片套件及其制造方法,垫片采用耐高温钢质材料,强度高、耐磨性能好,增强了摩擦系数,起到防松作用,能有效地阻止垫片的移动,能杜绝垫片漏装和装反的可能。(The invention discloses a kind of exhaust pipe spacer for bolt external members that high temperature resistant is anti-loosening, including bolt body and gasket, one end of the gasket is equipped with gasket bastard, the other end of the gasket is equipped with gasket serration, is provided with bolt bastard compatible with the gasket bastard at the flange loading end of the bolt body bolt head；Through-hole is equipped at the center of the gasket, the diameter dimension of the through-hole is 0.4~0.6mm bigger than the diameter dimension of bolt body neck, and the threaded shank rolled thread molding of the bolt body is provided with screw thread, and the major diameter of thread is greater than the diameter of the through-hole.The invention also discloses a kind of manufacturing methods of exhaust pipe spacer for bolt external member that high temperature resistant is anti-loosening.High temperature resistant of the invention anti-loosening exhaust pipe spacer for bolt external member and its manufacturing method, gasket use high-temperature steel material, and intensity is high, wear-resisting property is good, enhance coefficient of friction, anti-loose effect is played, can effectively stop the movement of gasket, gasket neglected loading and anti-loaded possibility can be prevented.)

一种耐高温防松动的排气管螺栓垫片套件及其制造方法

技术领域

本发明涉及发动机部件生产技术领域，更具体地说，它涉及一种耐高温防松动的排气管螺栓垫片套件及其制造方法。

背景技术

高温环境使用的螺栓及垫片，螺栓为六角法兰面承面带粗齿螺栓，材料采用合金结构钢(25Cr2MoVA)，工艺为：热镦+调质+磨丝径+探伤+滚丝+磷化，热镦工序承面齿也同时成型；垫片为不锈钢(316L)材料的两侧各带粗、细齿形的垫片，冲压而成。

螺栓配上垫片，垫片的粗齿一面与承面粗齿的螺栓配合，用拧紧工具夹持六角头拧紧，把排气管固紧在缸盖上。高温工作下，垫片上的两侧齿易被压平，螺栓松动。且这种装配存在漏装垫片或装反垫片的风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本发明的目的之一是提供一种防漏装和装反的耐高温防松动的排气管螺栓垫片套件。

本发明的目的之二是提供一种耐高温防松动的排气管螺栓垫片套件的制造方法。

为实现上述目的一，本发明提供了一种耐高温防松动的排气管螺栓垫片套件，包括螺栓本体和垫片，所述垫片的一端设有垫片粗齿，所述垫片的另一端设有垫片细齿，所述螺栓本体螺栓头部的法兰承载面处设置有与所述垫片粗齿相适配的螺栓粗齿；所述垫片的中心处设有通孔，所述通孔的直径尺寸比螺栓本体颈部的直径尺寸大，所述螺栓本体的螺杆部滚丝成型设置有螺纹，所述螺纹外径大于所述通孔的直径。

进一步的，所述垫片细齿与垫片径向成夹角α为10°；所述垫片粗齿与垫片径向成夹角θ为3°；所述垫片粗齿与垫片细齿的齿形方向相反设置。

更进一步的，所述垫片的垫片粗齿与螺栓本体的螺栓粗齿之间设有将二者粘结的胶水。

为实现上述目的二，本发明还提供了一种耐高温防松动的排气管螺栓垫片套件的制造方法，所述方法包括：首先，在螺栓本体螺栓头部的法兰承载面处设置螺栓粗齿，并制造带有垫片粗齿、垫片细齿的垫片；其次，在所述垫片的中心设置通孔，将垫片套设在螺栓本体的颈部并使螺栓粗齿与垫片粗齿配合，然后在螺栓本体的螺杆部进行滚丝成型得到外径直径比通孔内径大的螺纹，得到螺栓垫片套件。

进一步的，所述垫片细齿与垫片径向成夹角α为10°；所述垫片粗齿与垫片径向成夹角θ为3°。

更进一步的，所述垫片粗齿与垫片细齿的齿形方向相反设置。

更进一步的，所述螺栓本体的螺杆部滚丝后的螺纹外径大于所述颈部以及通孔的直径。

更进一步的，在所述垫片的垫片粗齿与螺栓本体的螺栓粗齿之间设置胶水将两者粘结。

作为进一步的改进，所述垫片制造的步骤包括：

1)下板料：

a.选用合金结构钢为原材料，所述原材料牌号为25Cr2MoVA；

b.对原材料经过热轧成型得到钢板，并经过高温回火处理；热轧时控制终轧温度在900～1000℃，然后空冷至室温；所述高温回火，温度为620～660℃，时间4～5个小时，然后冷至室温；

c.所述钢板经双面抛光去除了氧化皮，制成的垫片板料；

2)冲压成型，制成垫片毛坯：

使用带有粗齿、细齿的上、下模具，在冲压机床上冲压出成型垫片；

3)氮化处理：

将垫片经过清洗，除油、除锈、吹干,氮化加热温度为530～550℃，保温4～5小时，以20℃/h～35℃/h速度随炉冷却至200℃，随后出炉空冷。

更进一步的，将垫片氮化处理时，以25℃/h速度随炉冷却至200℃，随后出炉空冷。

有益效果

与现有技术相比，本发明的防松动的耐高温防松动的排气管螺栓垫片套件及其制造方法的有益效果如下：

1)本高耐磨防松动的排气管螺栓垫片的结构设计合理，垫片采用耐高温钢质材料，并进行了热轧和表面氮化处理，通过对防松垫片的材料改进和表面强化，提高了垫片整体强度和齿面的耐磨性能，增强了两端粗、细齿面和与被连接件排气管间的摩擦系数，起到防松作用；

2)通过对防松垫片与螺栓的定位，有效地阻止了垫片的移动，预防螺栓拧紧时垫片受力不均，减少垫片断裂的风险；定位方便，容易实施，成本低，且能杜绝垫片漏装和装反的可能；

3)本制造方法制造的垫片，通过利用热轧板料，高温回火代替以往调质处理，冲压成型即粗、细齿直接成型，减少加工工序，表面氮化处理提高了垫片粗、细齿的硬度而变形甚微，心部保留韧性，提高了垫片的强度，寿命更长，安全性更高，同时提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明的耐高温防松动的排气管螺栓垫片套件的结构示意图；

图2是本发明中螺栓的局部结构放大图；

图3是本发明中垫片的结构立体图；

图4是本发明中垫片的结构主视图。

图中：1、垫片；2、垫片粗齿；3、垫片细齿；4、螺栓本体；401、颈部；402、螺纹；403、螺栓粗齿；5、通孔。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

本发明的具体实施方式是这样的：如图1-4所示，一种耐高温防松动的排气管螺栓垫片套件，包括螺栓本体4和垫片1，垫片1为合金钢结构，垫片1的一端设有垫片粗齿2，垫片1的另一端设有垫片细齿3，螺栓本体4螺栓头部的法兰承载面处设置有与垫片粗齿2相适配的螺栓粗齿403；垫片1的中心处设有通孔5，通孔5的直径尺寸比螺栓本体4颈部401的直径尺寸大0.4～0.6mm，螺栓本体4的螺杆部滚丝成型设置有螺纹402，螺纹402外径大于通孔5的直径。本螺栓垫片套件中，通过对防松垫片的材料改进和表面强化，提高了垫片1整体强度和齿面的耐磨性能，增强了两端粗、细齿面和与被连接件排气管间的摩擦系数，起到防松作用；通过对防松垫片1与螺栓的定位，有效地阻止了垫片的移动，预防螺栓拧紧时垫片受力不均，减少垫片断裂的风险。定位方便，容易实施，成本低，且能杜绝漏装和装反的可能。

在本实施例中，垫片细齿3与垫片径向成夹角α为10°；垫片粗齿2与垫片径向成夹角θ为3°；垫片粗齿2与垫片细齿3的齿形方向相反设置。由于在螺栓本体4的螺栓头部法兰承面带有粗齿,在垫片1的一面带有配合的垫片粗齿2,另一面带有垫片细齿3,当把螺栓拧紧后,垫片1上的垫片细齿3会被压入到被连接件排气管上一定深度,且螺栓螺杆部已拧入缸盖螺孔有一定配合长度，同时螺栓上的粗齿同垫片1的垫片粗齿2已咬合,三者的相对位置就被限定,螺栓再松动非常不易。

在本实施例中，垫片1的垫片粗齿2与螺栓本体4的螺栓粗齿403之间设有将二者粘结的胶水。

一种耐高温防松动的排气管螺栓垫片套件的制造方法，方法包括：首先，在螺栓本体4螺栓头部的法兰承载面处设置螺栓粗齿403，并制造带有垫片粗齿2、垫片细齿3的垫片1；其次，在垫片1的中心设置通孔5，通孔5的直径尺寸比螺栓本体4颈部401的直径尺寸大0.4～0.6mm；将垫片1套设在螺栓本体4的颈部401并使螺栓粗齿403与垫片粗齿2配合，然后在螺栓本体4的螺杆部进行滚丝成型得到外径直径比通孔5内径大的螺纹402，得到螺栓垫片套件。进行螺纹滚丝加工和一体磷化，构成螺栓组件，结构强度高，不易磨损，螺杆部在滚丝后保证了垫片1不能自由脱落，也不会存在漏装和装反的可能。

在本实施例中，垫片细齿3与垫片径向成夹角α为10°；垫片粗齿2与垫片径向成夹角θ为3°，起到反锁作用。

在本实施例中，垫片粗齿2与垫片细齿3的齿形方向相反设置。

在本实施例中，螺栓本体4的螺杆部滚丝后的螺纹402外径大于颈部401以及通孔5的直径。

在本实施例中，在垫片1的垫片粗齿2与螺栓本体4的螺栓粗齿403之间设置胶水将两者粘结。在螺栓垫片套件拧紧前，使用胶水把垫片1和螺栓头部粘连，保证装配过程垫片1与螺栓无相对移动，粗齿与螺栓承面齿正确咬合。

在本实施例中，垫片1制造的步骤包括：

1)下板料：

a.选用合金结构钢为原材料，原材料牌号为25Cr2MoVA；

b.对原材料经过热轧成型得到钢板，并经过高温回火处理；热轧时控制终轧温度在900～1000℃，然后空冷至室温；高温回火，温度为620～660℃，时间4～5个小时，然后冷至室温；

c.钢板经双面抛光去除了氧化皮，制成的垫片板料；

2)冲压成型，制成垫片毛坯：

使用带有粗齿、细齿的上、下模具，在冲压机床上冲压出成型垫片1；

3)氮化处理：

将垫片1经过清洗，除油、除锈、吹干,氮化加热温度为530～550℃，保温4～5小时，以20℃/h～35℃/h速度随炉冷却至200℃，随后出炉空冷。

通过利用热轧板料，高温回火代替以往调质处理。冲压成型即粗、细齿直接成型，减少加工工序，表面氮化处理提高了垫片粗、细齿的硬度而变形甚微，心部保留韧性。提高了垫片1的强度，寿命更长，安全性更高，同时提高了生产效率。

本制造方法制造的垫片1结构简单合理，通过采取耐高温钢质热轧成板料，高温回火处理，冲压成型加氮化方式替代原来不锈钢方式，防止垫片粗、细齿强度不足，热变形，螺栓掉力矩松动问题发生，提高了排气管各缸排气口法兰面与缸盖间的密封可靠性。

在本实施例中，将垫片1氮化处理时，以25℃/h速度随炉冷却至200℃，随后出炉空冷。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。