專利名稱：一種精軋螺紋鋼筋預(yù)應(yīng)力螺母及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預(yù)應(yīng)力螺母及其制造方法的領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及精軋鋼筋預(yù)應(yīng)力螺母及其制造方法。
背景技術(shù)：
螺母就是螺帽，與螺栓或螺桿擰在一起用來起緊固作用的零件，是所有生產(chǎn)制造機(jī)械必須用的一種原件.螺母的種類繁多，我們常見的有國(guó)標(biāo)，英標(biāo)，美標(biāo)，日標(biāo)的螺母.螺母根據(jù)材質(zhì)的不同，分為碳鋼、高強(qiáng)度、不銹鋼、塑鋼等幾大類型.根據(jù)產(chǎn)品屬性對(duì)應(yīng)國(guó)家不同的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)分為普通、非標(biāo)、(老)國(guó)標(biāo)、新國(guó)標(biāo)、美制、英制、德標(biāo)。大小不同，螺紋不等分為不同的規(guī)格.一般國(guó)標(biāo)、德標(biāo)用M表示(例如M8、M16)，美制、英制則用分?jǐn)?shù)或#表示規(guī)格(如8#、10#、1/4、3/8)。螺母是將機(jī)械設(shè)備緊密連接起來的零件，通過內(nèi)側(cè)的螺紋，同等規(guī)格螺母和螺絲，才能連接在一起，例如M4-0. 7的螺母只能與M4-0. 7的螺桿搭配(在螺母中，M4指螺母內(nèi)徑大約為4mm，0. 7指兩個(gè)螺紋牙之間的距離為0. 7mm)；美制產(chǎn)品也同樣， 例如1/4-20的螺母只能與1/4-20的螺桿搭配(1/4指螺母內(nèi)徑大約為0. 25英寸，20指每一英寸中，有20個(gè)牙)。螺母可分為碳鋼或不銹鋼系列，如自鎖螺母、防松螺母、鎖緊螺母、四爪螺母旋入螺母、保險(xiǎn)螺母、細(xì)桿螺釘連接螺母、自鎖六角蓋形螺母、專用地腳螺釘用螺母、六角冕形薄螺母、吊環(huán)螺母等；銅材和無鉛銅系列，如銅螺母、鑲嵌銅螺母、滾花銅螺母、嵌裝銅螺母、注塑銅螺母等；合金螺母系列，如鋅銅合金螺母等。精軋螺紋鋼筋預(yù)應(yīng)力模具(螺母)是應(yīng)用在高架橋、高層建筑、邊坡錨固等基礎(chǔ)建設(shè)工程中，要求抗拉強(qiáng)度> 1300Mpa, 硬度> 25HRC。傳統(tǒng)精軋螺紋鋼筋螺母是采用牌號(hào)為40Cr的鋼棒加工成的，其成分為碳 0. 37 0. 45，硅0. 2 0.4，錳0. 5 0.8，鉻0.8 1. 1 ；傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝低碳合金鋼棒材-下料-鍛造-鉆孔-車螺牙-熱處理-成品。傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)效率低，浪費(fèi)鋼材， 生產(chǎn)成本高，不利于資源的節(jié)約和環(huán)境保護(hù)。因此急需一種更加適于產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)方法。發(fā)明_既述本發(fā)明一方面提供了一種制造螺母的工藝方法；本發(fā)明另一方面提供了根據(jù)上述方法制造的螺母；本發(fā)明另一方面提供了應(yīng)用于制造上述螺母的涂料。本生產(chǎn)方法的工藝流程以廢碳鋼為原料添加其他合金元素-電爐熔煉-近形鑄造-熱處理-成品。精軋螺紋鋼筋預(yù)應(yīng)力模具(螺母)的化學(xué)成份為含碳0.2 0.7%、 鉻 0. 1 4%、猛 0. 1 2%、硅 0. 1 2%、鋁 0. 02 0. 5%、銅 0. 02 0. 5%。制造工藝描述采用鑄鋼工藝，將一定重量的廢碳鋼投入電爐，通電待廢鋼全部熔解后，造渣，分別加入碳、鉻、錳、硅、鎳、銅、鈦、鉬或鋁合金元素，熔化后，造渣，除氣，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1550°C 1800°C時(shí)，優(yōu)選1600°C 1700°C，開始澆注入用樹脂砂造好的模具型腔中，冷凝后即可得到接近最終預(yù)應(yīng)力模具(螺母)形狀的鑄件，鑄件不需要過多的機(jī)加工，只需要打磨掉一些飛邊毛刺和澆注水口，精軋螺紋鋼筋預(yù)應(yīng)力模具(螺母)的螺牙是直接鑄造成形的，螺牙表面比傳統(tǒng)用機(jī)加工方法加工的螺牙要粗糙些，粗糙度為RaO. 03 0. 3mm、RzO. 1 1. 0mm，這種粗糙度的螺牙不僅不妨礙模具的正常使用，而且當(dāng)模具被大力拉緊固定后，粗糙的螺牙起到了明顯的防滑松作用，這也是用本方法生產(chǎn)的精軋螺紋鋼筋預(yù)應(yīng)力模具(螺母)所具有的明顯特征和優(yōu)點(diǎn)之一，為了提高螺牙的表面硬度、強(qiáng)度和防滑，澆注前在樹脂砂螺牙砂芯的表面先涂覆一層能提高螺牙表面質(zhì)量的涂料，涂料的主要成份為碳1 30%、氮1 30%、鎢0. 1 5%、硅0. 1 5%、鐵1 10%、鎳0. 1 1%， 其余為無水乙醇，其中涂料中的碳可根據(jù)需要添加的量加入金屬碳化物(如碳化鈣等)或石墨粉，氮來源于金屬氮化物或含氮有機(jī)物，其余為金屬。這樣的涂料能幫助提高螺牙組織的致密度，明顯提高其強(qiáng)度和硬度，使其硬度> 25HRC，抗拉強(qiáng)度> 1300Mpa，直接鑄造的螺牙質(zhì)量明顯優(yōu)于傳統(tǒng)機(jī)加工的螺牙，這一點(diǎn)已在產(chǎn)品的多次檢驗(yàn)中得到了充分的證明。本生產(chǎn)方法與傳統(tǒng)生產(chǎn)方法相比具有以下明顯的優(yōu)勢(shì)1、生產(chǎn)效率是傳統(tǒng)的6倍以上；2、設(shè)備投資比傳統(tǒng)的減少60%以上；3、本專利產(chǎn)品與傳統(tǒng)機(jī)加工產(chǎn)品相比，由于螺母及螺牙是一次性鑄造成型，無需機(jī)加工，所以可以選擇強(qiáng)度和硬度更高的材質(zhì)，生產(chǎn)出抗拉強(qiáng)度和硬度更高的產(chǎn)品，產(chǎn)品的綜合性能優(yōu)于傳統(tǒng)產(chǎn)品，尤其是螺牙的強(qiáng)度和硬度比傳統(tǒng)車削出來的要好，而且還具有防滑松的功能；產(chǎn)生的螺紋均一，螺紋的深度可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，而機(jī)加工產(chǎn)品在加工中存在誤差，而且不能調(diào)節(jié)螺紋的深度，螺紋表面組織被破壞；本發(fā)明螺母內(nèi)部螺紋表面是粗糙的， 可以增加摩擦力；鑄造成型的螺母強(qiáng)度高于現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)加工產(chǎn)生的螺母；4、傳統(tǒng)工藝是以軋制好的鋼材為原料，本專利是以廢鋼為原料，所以有利于資源的綜合回收和環(huán)境保護(hù)；5、本專利工藝的生產(chǎn)成本比傳統(tǒng)的低。


1、圖1是本發(fā)明方法制造的錐頭螺母的剖面圖；2、圖2是本發(fā)明方法制造的錐頭螺母的俯視圖；3、圖3是本發(fā)明方法制造的平頭螺母的剖面圖；4、圖4是本發(fā)明方法制造的平頭螺母的俯視圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 第一組螺母的制造將一定重量的廢碳鋼投入電爐，通電待廢鋼全部熔解后，造渣，分別加入0. 的碳、0. 2 %的錳、0. 4 %的硅、0. 2 %的鉻、0. 04%的銅、0. 05 %的鋁，熔化后，造渣，除氣，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1600°C 1700°C時(shí)，開始澆注入用樹脂砂造好的模具型腔中，冷凝后即可得到接近最終預(yù)應(yīng)力螺母形狀的鑄件，螺牙砂芯用含碳10%、氮5%、鎢0. 1^^-0.1^^^3%. 鎳0. 的酒精涂料涂覆。實(shí)施例2 第二組螺母的制造將一定重量的廢碳鋼投入電爐，通電待廢鋼全部熔解后，造渣，分別加入0.2%的碳、1 %的錳、0. 9%的硅、1. 8%的鉻、0. 2%的銅、0. 12%的鋁，熔化后，造渣，除氣，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1600°C 1700°C時(shí)，開始澆注入用樹脂砂造好的模具型腔中，冷凝后即可得到接近最終預(yù)應(yīng)力螺母形狀的鑄件，螺牙砂芯用含碳20%、氮1%、鎢0.1%、硅0. 1%、鐵3%、鎳 0. 的酒精涂料涂覆。實(shí)施例3 第三組螺母的制造將一定重量的廢碳鋼投入電爐，通電待廢鋼全部熔解后，造渣，分別加入0.4%的碳、1. 5 %的錳、1. 2 %的硅、2 %的鉻、0. 2 %的銅、0. 1 %的鋁，熔化后，造渣，除氣，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1600°C 1700°C時(shí)，開始澆注入用樹脂砂造好的模具型腔中，冷凝后即可得到接近最終預(yù)應(yīng)力螺母形狀的鑄件，螺牙砂芯用含碳30<%、氮5%、鎢3(%、硅0. 1%、鐵8%、鎳 0. 的酒精涂料涂覆。實(shí)施例4 上述三組螺母的靜載錨固性能測(cè)試結(jié)果第一組硬度25HRC，模具效率系數(shù)η a彡0. 97 (標(biāo)準(zhǔn)η a彡0. 95)，極限總應(yīng)變量 eapu = 3.5% (標(biāo)準(zhǔn)ε apu彡2% )。項(xiàng)目判定合格。經(jīng)拉力測(cè)試后，螺牙有0. 5mm的壓痕變形，與傳統(tǒng)產(chǎn)品的情況相當(dāng)。第二組硬度^HRC,模具效率系數(shù)η a彡0. 97 (標(biāo)準(zhǔn)η a彡0. 95)，極限總應(yīng)變量 eapu = 3.7% (標(biāo)準(zhǔn)ε apu彡2% )。項(xiàng)目判定合格。經(jīng)拉力測(cè)試后，螺牙只有0. Imm的壓痕，強(qiáng)度和硬度均優(yōu)于傳統(tǒng)產(chǎn)品。第三組硬度31HRC，模具效率系數(shù)η a彡0. 97 (標(biāo)準(zhǔn)η a彡0. 95)，極限總應(yīng)變量 ^apu= 3.8% (標(biāo)準(zhǔn)eap彡u彡2%)。項(xiàng)目判定合格。經(jīng)拉力測(cè)試后，螺牙幾乎沒有變形，強(qiáng)度和硬度明顯優(yōu)于傳統(tǒng)產(chǎn)品。檢驗(yàn)依據(jù)GB/T14370-2007《預(yù)應(yīng)力筋用模具、夾具和連接器》檢驗(yàn)結(jié)論樣品按GB/T 14370-2007標(biāo)準(zhǔn)判定所檢項(xiàng)目合格。結(jié)論，以上三組產(chǎn)品經(jīng)過靜載試驗(yàn)檢驗(yàn)都達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種制造預(yù)應(yīng)力螺母的方法，其特征在于將廢碳鋼熔解，造渣，加入碳以及金屬元素，熔化，造渣，將鋼水澆注入用樹脂砂造好的模具型腔中，冷凝后即可得到螺母。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述金屬元素為鉻、錳、硅、銅、和鋁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于螺母的化學(xué)成分最終為，碳0.2 0. 7%、 鉻0. 1 4%、錳0. 1 2%、硅0. 1 2%、鋁0. 02 0. 5%、銅0. 02 0. 5%，其余為鐵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在鋼水澆注之前，在模具腔型的樹脂砂螺牙砂芯的表面涂覆一層樹脂砂涂料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述涂料的成分為1 30%重量的碳、1 30%重量的氮、0. 1 5%重量的鎢、0. 1 5%重量的硅、1 10%重量的鐵、0. 1 重量的鎳，其余為無水乙醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于當(dāng)溫度值為1550°C 1800°C時(shí)，將鋼水澆注入用樹脂砂造好的模具型腔中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于當(dāng)溫度值為1600°C 1700°C時(shí)，將鋼水澆注入用樹脂砂造好的模具型腔中。
8.一種預(yù)應(yīng)力螺母，其特征在于通過權(quán)利要求1-7任一所述的方法制造得到。
9.一種樹脂砂涂料，其特征在于所述涂料的成分為1 30%重量的碳、1 30%重量的氮、0. 1 5%重量的鎢、0. 1 5%重量的硅、1 10%重量的鐵、0. 1 重量的鎳，其余為無水乙醇。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種預(yù)應(yīng)力螺母制備方法以及用該方法制備的螺母。所述螺母優(yōu)于機(jī)加工螺母，所述方法的原輔料來源廉價(jià)易得、生產(chǎn)效率高、成本低，產(chǎn)品特性高，無特殊要求的裝置，適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C22C38/38GK102172770SQ201110040299
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月18日
發(fā)明者沈奕林 申請(qǐng)人:廣西詩(shī)美特陶制品有限公司