專利名稱：抗拉特性16.9+0.16級的鍛造部品的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種鍛造部品的制造方法，特別是涉及一種使鍛造部品達(dá)到抗拉 特性16. 9+0. 16級的鍛造部品的制造方法。背暈技術(shù)為了讓業(yè)界遵循共通的工業(yè)規(guī)范，由中國臺灣中央標(biāo)準(zhǔn)局訂定的國家標(biāo)準(zhǔn) (CNS)的CNS3934規(guī)格，系制定鍛造部品應(yīng)具備的性質(zhì)，其中雖然制定有最高 14.9級強(qiáng)力螺釘?shù)囊?guī)格，但卻局限在舊有的材料以及制造方法而難以制出，因 而導(dǎo)致較高規(guī)格逐漸未被采用而陸續(xù)取消。本發(fā)明人就是針對上述舊有規(guī)范中的14.9級強(qiáng)力螺釘?shù)牟牧霞爸圃旆椒?加以研發(fā)，而提出申請并已經(jīng)鈞局核準(zhǔn)專利的證書號數(shù)第I254656號"一種抗 拉特性14.99級的鍛造部品的制造方法"發(fā)明專利案，如圖1與圖2所示，其制 造方法大體上包含下列步驟(1) 將一合金鋼線材1經(jīng)過球化退火一浸線一粗抽一軟化退火一浸線一精 抽的程序。(2) 將經(jīng)過(1)步驟處理后的線材1送入一鍛造部品成型機(jī)中沖鍛，再經(jīng)一 搓牙機(jī)搓制形成牙紋以成為一鍛造部品2。(3) 將該鍛造部品2加以熱處理，該熱處理流程為搓牙后冷鍛成型的鍛造 部品2—前洗凈一加熱保溫(溫度830 90(TC，時(shí)間50 90分鐘)一沃斯回火(溫 度300 400。C ，時(shí)間30 60分鐘)。鍛造部品2經(jīng)過"加熱保溫"后，組織會(huì)由波來鐵變態(tài)成為沃斯田鐵組織， 而后再經(jīng)過"沃斯回火"處理，就會(huì)使沃斯田鐵組織變成針狀組織的下變韌鐵， 以具有高強(qiáng)韌的機(jī)械性質(zhì)。上述制造方法確可制出抗拉強(qiáng)度140 kgf/mm2，且伸長率為9% 14%的高強(qiáng) 韌機(jī)械性質(zhì)的鍛造部品2，所以依上述機(jī)械性質(zhì)，可修正CNS3934標(biāo)準(zhǔn)成為新的 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，就可得到一14.99級的強(qiáng)力螺絲標(biāo)準(zhǔn)，整數(shù)"14"是表示抗拉強(qiáng)度 的最小值為140kg/mnr'，小數(shù)點(diǎn)右方第一位的"9"是表示降伏強(qiáng)度的最小值為 抗拉強(qiáng)度的90%，小數(shù)點(diǎn)右方第二位的"9"是表示延伸率最小值達(dá)9%。然而，由于鍛造部品的粗細(xì)尺寸不同， 一些直徑24mm以上較大尺寸的鍛造 部品，在熱處理時(shí)容易發(fā)生"質(zhì)量效果"，系指淬火時(shí)鋼材內(nèi)外的硬化效^r差 異的現(xiàn)象，也就是尺寸越大，熱量越難由內(nèi)往外均勻地?cái)U(kuò)散至表面，所以較大尺寸的鍛造部品在沃斯回火制程中，雖然外圍部位容易變態(tài)成為"下變韌鐵" 組織，但是中心部位卻仍舊呈"肥粒鐵+中波來鐵"組織，因此大尺寸的鍛造部品較難達(dá)到抗拉特性14.99級的高強(qiáng)韌機(jī)械性質(zhì)，往往會(huì)造成產(chǎn)品硬度及機(jī) 械性質(zhì)不足等瑕疵問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的，是在于提供一種兼具有高強(qiáng)韌性及高硬度機(jī)械性質(zhì)的 抗拉特性16. 9+0. 16級的鍛造部品的制造方法。本發(fā)明的一種抗拉特性16. 9+0. 16級的鍛造部品的制造方法，是包含下列 步驟(1) 將一合金鋼線材經(jīng)過球化退火一 浸線一粗抽一制程退火一浸線一精抽的程序。(2) 將經(jīng)過(1)步驟處理后的線材送入一鍛造部品成型機(jī)中沖鍛，再經(jīng)一搓牙機(jī)搓制形成牙紋以成為一鍛造部品。(3) 將該鍛造部品加以熱處理，該熱處理流程為搓牙后冷鍛成型的鍛造部 品一前洗凈一加熱保溫(溫度830 90(TC，時(shí)間30 120分鐘)一第一次回火(溫 度100 300。C，時(shí)間60 130分鐘)一第二次回火(溫度300 400。C，時(shí)間30 150分鐘)。本發(fā)明的有益效果在于在熱處理步驟中，于加熱保溫后再經(jīng)過兩次回火 處理，如此就能使鍛造部品達(dá)到16.9+0. 16級的抗拉特性，使其在具備高強(qiáng)度的前提下，還能具有高韌性及高硬度的機(jī)械性質(zhì)，以達(dá)到實(shí)際使用上的整體要 求，能用于制造處理較大尺寸的鍛造部品。


圖l是一種以往鍛造部品的制造方法的制造流程示意圖； 圖2是該以往制造方法的時(shí)間與溫度關(guān)系的簡單示意圖； 圖3是本發(fā)明抗拉特性16.9+0. 16級的鍛造部品的制造方法的一較佳實(shí)施 例的制造流程示意圖；及圖4是該較佳實(shí)施例的時(shí)間與溫度關(guān)系的簡單示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明如圖3所示，本發(fā)明抗拉特性16. 9+0. 16級的鍛造部品的制造方法的較佳實(shí)施例，是依照下述步驟進(jìn)行(1)選用一合金鋼的線材3，例如SNCM439的鎳鉻鉬鋼硬化線材，化學(xué)成份含C 0. 36 0. 43%、 Si 0. 15 0. 35%、 Mn 0. 60 0. 90%、 Ni 1. 60 2. 00%、 Cr 0.60 1.00%、 Mo 0. 15 0. 30%,以符合CNS3935的材料檢驗(yàn)規(guī)定，并能達(dá) 到所需的硬化能要求。當(dāng)然，在材料設(shè)計(jì)上，也可選用SCM445H(SAE4145H)、 SCM445、 SCM440、或SCM440H等鉻鉬鋼硬化線材。(2) 將該SNCM439線材3經(jīng)過兩次的球化退火及伸線的程序，使碳化物顆 粒變圓變小增加柔軟性和延展性，以利于沖鍛擠壓。其步驟為球化退火(低 于變態(tài)溫度，約680 70(TC)—浸線(酸洗及磷酸鹽皮膜)一粗抽(加工量20 30%)—制程退火(600 650°C)—浸線(酸洗及磷酸鹽皮膜)一精抽(加工量5%以 內(nèi))。當(dāng)然，在退火及伸線處理上，還可因線材的材料組成、粗細(xì)及履歷等不 同的狀態(tài)，而視情況來增減程序或溫度。上述的球化退火處理系使鋼內(nèi)的層狀或網(wǎng)狀碳化物凝聚成為球狀，改善 鋼的機(jī)械性質(zhì)。上述的伸線處理系抽拉線材使其線徑縮小，而于抽制時(shí)，層 狀波來鐵與雪明碳鐵平行的肥粒鐵起滑移變形，且沿雪明碳鐵本體的劈開面起 微小的龜裂，并切斷雪明碳鐵使其球狀化。(3) 將經(jīng)過(2)步驟處理后的線材3送入一鍛造部品成型機(jī)中沖鍛成一具有 預(yù)定外形的半成品，例如螺釘，并經(jīng)搓牙機(jī)于該半成品表面搓制牙紋以成為一 鍛造部品4。(4) 如圖3與圖4所示，對該鍛造部品4施予熱處理，其熱處理流程為 冷鍛成型的鍛造部品一前洗凈(先以熱水去油污，再以冷水沖洗)一預(yù)熱(溫度 550 650°C，時(shí)間30 90分鐘)一進(jìn)爐加熱保溫(溫度830 900°C，時(shí)間30 120分鐘)一第一次回火(使加熱保溫后的鍛造部品降溫至溫度100 300°C，時(shí) 間60 130分鐘)一第二次回火(再使鍛造部品加熱至溫度300 400°C，時(shí)間 30 150分鐘)。上述預(yù)熱處理是在爐中逐漸加熱至600'C左右，時(shí)間60分鐘，在設(shè)計(jì)上 可視設(shè)備而增加或省略此預(yù)熱制程，例如采用一般固定爐溫的加熱設(shè)備，就需 要進(jìn)行預(yù)熱制程，而采用連續(xù)式可調(diào)控爐溫的加熱設(shè)備，就不需要事先預(yù)熱。上述加熱保溫處理是在爐中逐漸遞增、遞減或恒溫保溫，例如可施以860 。C、 880°C、 880°C、 880°C、 880°C、 870。C等六段逐漸加溫，時(shí)間35分鐘，用以將鍛造部品組織加熱至沃斯田鐵安定的溫度，并保持至變態(tài)為完全沃斯田鐵 為止，也就是沃斯田鐵化處理。而上述第一次回火處理是將加熱保溫后溫度850 88(TC的鍛造部品4， 放在溫度100 30(TC左右的鹽浴中淬冷，并維持鹽浴恒溫120分鐘，使鍛造部 品組織由沃斯田鐵變成體心正方(b.c.t)結(jié)構(gòu)的麻田散鐵，且在麻田散鐵變態(tài) 完成前，就進(jìn)行下一制程。本實(shí)施例是采用屬于中性鹽浴劑的恒溫加熱劑《MQ)。而上述的第二次回火處理是將鹽浴溫度升高至300 40(TC，并維持鹽浴恒溫150分鐘，使第一次回火后的鍛造部品4組織再進(jìn)行變態(tài)，而后再冷卻至 室溫。在此鹽浴過程中，鍛造部品4組織會(huì)再變成針狀下變韌鐵，也就是肥粒 鐵與微細(xì)雪明碳鐵的非層狀組織，而中心部位附近與初變態(tài)的麻田散鐵也會(huì)起 回火作用，消除淬火應(yīng)力，成為回火麻田散鐵，也就是為肥粒鐵與微細(xì)雪明碳 鐵的混合組織。因此，在第二次回火處理后，鍛造部品4組織將成為下變韌鐵 及回火麻田散鐵的混合組織，乃具有高強(qiáng)韌性且高硬度的機(jī)械性質(zhì)。進(jìn)一步說明的是，本發(fā)明人以SNCM439的鎳鉻鉬鋼硬化線材，制成尺寸M36 的鍛造部品4，并取數(shù)支鍛造部品4施予上述的熱處理制程，經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)測量， 制成的鍛造部品4硬度為50 51HRC，伸長率為16 18%，抗拉強(qiáng)度160 170 kgf/mm2，所以借由上述步驟，確能制出具有較佳機(jī)械性質(zhì)的鍛造部品4。由以上可知，本發(fā)明具有下列較習(xí)知為佳的優(yōu)點(diǎn)借由第一次回火，讓鍛 造部品4組織直接變態(tài)成為「下變韌鐵及麻田散鐵」，再直接進(jìn)行第二次回火， 使得鍛造部品4組織變成「下變韌鐵及回火麻田散鐵」的混合組織，「下變韌 鐵」的機(jī)械性質(zhì)例如韌性、伸長率、抗拉強(qiáng)度……等皆相當(dāng)優(yōu)良，而「回火麻 田散鐵」則能增加強(qiáng)度及硬度，所以鍛造部品4能獲得更佳的強(qiáng)力韌性與硬度， 因此較大尺寸鍛造部品4也能適用制成，可具有較佳機(jī)械性質(zhì)。因此，上述制造方法確可制出抗拉強(qiáng)度160kgf/mm2，且伸長率為16% 21% 的高強(qiáng)韌機(jī)械性質(zhì)的鍛造部品4，所以可依此更佳機(jī)械性質(zhì)，再一次修正 CNS3934標(biāo)準(zhǔn)，以進(jìn)一步成為最新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，得到16.9+0. 16級的高強(qiáng)力螺 絲標(biāo)準(zhǔn)，整數(shù)"16"是表示抗拉強(qiáng)度的最小值為160kg/隨2，小數(shù)點(diǎn)右方第一 位的"9"是表示降伏強(qiáng)度的最小值為抗拉強(qiáng)度的90%，右方的"+0.16"則是 表示延伸率最小值達(dá)16%，可賦予強(qiáng)力螺釘新的生命，建立新的16.9+0. 16級 的規(guī)范及制造方法，使鍛造部品具有高強(qiáng)度及高韌度的機(jī)械性質(zhì)，以達(dá)到實(shí)際 使用上的整體要求。綜觀上述，本發(fā)明的構(gòu)造、特征的確能提供一種抗拉特性16.9+0. 16級的 鍛造部品的制造方法，借由材料的選用及熱處理的改善，能制出抗拉特性為 16. 9+0. 16級的高強(qiáng)力、高韌性螺釘，在160kgf/mm2的作用下，伸長率達(dá)到16% 21%，而能更新CNS3934的規(guī)范，且制成鍛造部品4的機(jī)械性質(zhì)具有較佳的強(qiáng) 力、韌性與硬度，所以較大尺寸鍛造部品4也能適用制成，因此本發(fā)明確為一 能制出高強(qiáng)度高韌性機(jī)械性質(zhì)的高強(qiáng)韌鍛造部品的制造方法，可達(dá)成本發(fā)明的 目的。
權(quán)利要求
1. 一種抗拉特性16.9+0.16級的鍛造部品的制造方法，包含下列步驟(1)將一根合金鋼線材經(jīng)過球化退火→浸線→粗抽→制程退火→浸線→精抽的程序；(2)將經(jīng)過(1)步驟處理后的線材送入一臺鍛造部品成型機(jī)中沖鍛，再經(jīng)一臺搓牙機(jī)搓制形成牙紋以成為一支鍛造部品；(3)將該鍛造部品加以熱處理，其特征在于所述熱處理流程是將搓牙后冷鍛成型的鍛造部品→前洗凈→加熱保溫(溫度830～900℃，時(shí)間30～120分鐘)→第一次回火(溫度100～300℃，時(shí)間60～130分鐘)→第二次回火(溫度300～400℃，時(shí)間30～150分鐘)。
2. 如權(quán)利要求1所述的抗拉特性16.9+0.16級的鍛造部品的制造方法，其特征在 于在第(1)步驟中該合金鋼線材是SNCM439鎳鉻鉬鋼硬化線材、SCM445H鉻鉬 鋼硬化線材、SCM445鉻鉬鋼硬化線材、SCM440H絡(luò)鉬鋼硬化線材、或SCM440鉻 鉬鋼硬化線材。
3. 如權(quán)利要求1所述的抗拉特性16.9+0.16級的鍛造部品的制造方法，其特征在 于在第(3)步驟中的第一次回火，是將加熱保溫后的鍛造部品施予100 300 "的鹽浴淬冷，并維持鹽浴恒溫6() 130分鐘，使鍛造部品變態(tài)成所需組織。
4. 如權(quán)利要求1所述的抗拉特性16.9+0. 16級的鍛造部品的制造方法，其特征在 于在第(3)步驟中的第二次回火，是將經(jīng)過第一次回火后的鍛造部品施予300 40(TC的鹽浴淬冷，并維持鹽浴恒溫30 150分鐘，使鍛造部品變態(tài)成所需組 織。
5. 如權(quán)利要求1所述的抗拉特性16. 9+0. 16級的鍛造部品的制造方法，其特征在 于第(3)步驟在前洗凈以后且在加熱保溫以前，會(huì)加入一道預(yù)熱流程，是將鍛 造部品放入爐中加熱至溫度550 650°C ，且預(yù)熱時(shí)間為30 90分鐘。
全文摘要
一種抗拉特性16.9+0.16級的鍛造部品的制造方法，大體上系令一合金鋼線材經(jīng)過球化退火→浸線→粗抽→制程退火→浸線→精抽以后，加以鍛造并搓牙成鍛造部品，再將該鍛造部品加熱保溫，而后直接施以兩次回火的熱處理，使得鍛造部品組織變態(tài)成為機(jī)械性質(zhì)較為堅(jiān)硬的回火麻田散鐵，以及較強(qiáng)韌的下變韌鐵，所以上述制造方法能使得較大尺寸的鍛造部品在160kgf/mm²的作用下，具有16％～21％伸長率，及抗拉特性為16.9+0.16級的高硬度且高強(qiáng)韌的機(jī)械性質(zhì)。
文檔編號C21D8/00GK101240368SQ200710005138
公開日2008年8月13日 申請日期2007年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月6日
發(fā)明者張?jiān)实?申請人:福光企業(yè)股份有限公司