高性能鋁鎂合金鋼螺母連接件及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高性能鋁鎂合金鋼螺母連接件，其特征在于，包括以下重量份組分：碳0.26?0.34、鋁1.17?0.25、鎂1.05?1.14、鉛0.15?0.25、鎘0.03?0.05、磷鋅0.011?0.022、釩0.073?0.14、鎢0.032?0.045、碲0.07?0.08、精煉調(diào)渣劑20?25、余量Fe和不可避免的雜質(zhì)，所述精煉調(diào)渣劑由以下重量份原料組成：鋁礬土20?45、大理石15?25、石英砂19?44、鋇5?10、活性石灰10?11、氟石膏9?10、硅微粉4?8、電熔鎂粉6?7、鈉長(zhǎng)石5?10、鋁丸2?5。本發(fā)明熔煉過(guò)程中吹氧氣和二氧化碳混合氣體，以提高脫磷效果，提高鑄造螺母性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
高性能鋁鎂合金鋼螺母連接件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械零件加工領(lǐng)域，尤其涉及一種高性能鋁鎂合金鋼螺母連接件及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]螺母就是螺帽，與螺栓或螺桿擰在一起用來(lái)起緊固作用的零件，所有生產(chǎn)制造機(jī)械必須用的一種元件根據(jù)材質(zhì)的不同，分為碳鋼、不銹鋼、有色金屬(如銅)等幾大類(lèi)型。例如:自鎖螺母、防松螺母、鎖緊螺母、四爪螺母、螺母、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(zhuān)用地腳螺釘用螺母、六角冕形薄螺母、吊環(huán)螺母。嵌入式滾花銅螺母主要的作業(yè)方式是注塑，加熱后嵌入到塑料件里面或是直接模具注塑，如果采用模具注塑，？4/階11)￥^^1'的熔點(diǎn)都在200°(:以上，嵌入螺母被熱熔進(jìn)塑件后溫度迅速變高，注塑成型后，塑料體迅速冷卻結(jié)晶變硬，如果嵌入螺母溫度還處在高溫，那就有可能倒至銅螺母與塑料件接觸的地方開(kāi)始松脫或出現(xiàn)裂縫。所以在嵌入螺母的注塑中都使用銅材質(zhì)的螺母而不是碳鋼螺母。
[0003]螺母的強(qiáng)度與使用壽命與螺栓的鑄造材料，以及鑄造材料中的各種微量合金元素的數(shù)量有的密不可分的關(guān)系，傳統(tǒng)的螺栓所采用的鋼材料存在合金元素的組成成分雜亂，不能起到應(yīng)有的效果，且傳統(tǒng)的煉鋼方法也存在缺陷，導(dǎo)致鋼水中的雜質(zhì)難以去除，影響螺母的多方面機(jī)械性能，尤其是鋼水精煉調(diào)渣劑的使用方法不當(dāng)，中國(guó)專(zhuān)利鋼水精煉調(diào)渣劑:申請(qǐng)?zhí)?00107235.8的專(zhuān)利文件中指出了一種鋼水精煉調(diào)渣劑，它含有(重量％):Ca020?45%，厶120320?45%，金屬厶1、51、0&、8&、1^中的一種或幾種5?15%，0&卩24?6%，5102彡10%，MgO^ 10%。該精煉調(diào)渣劑可具有預(yù)熔固溶體的結(jié)構(gòu)。用該精煉調(diào)渣劑處理過(guò)的鋼水含有很低的硫、氧和夾雜物，但是文件中的精煉調(diào)渣劑存在成分種類(lèi)少，且制備方法簡(jiǎn)單，難以達(dá)到理想的效果，且方法單一，并沒(méi)有指出與其他加工方法互相結(jié)合的方案，同時(shí)也沒(méi)有指出其后續(xù)的機(jī)械鑄造和加工工藝的完整配套技術(shù)方案，本文結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)，給出提高螺母整體機(jī)械性能的完整加工工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種在熔煉過(guò)程中吹氧氣和二氧化碳混合氣體，以提高脫磷效果，提高鑄造螺母性能的高性能鋁鎂合金鋼螺母連接件及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種高性能鋁鎂合金鋼螺母連接件，其特征在于，包括以下重量份組分:碳0.26-0.34、鋁1.17-0.25、鎂1.05-1.14、鉛0.15-0.25、鎘0.03-0.05、磷鋅0.011-0.022、釩0.073-0.14、鎢0.032-0.045、碲0.07-0.08、精煉調(diào)渣劑20-25、余量Fe和不可避免的雜質(zhì)，所述精煉調(diào)渣劑由以下重量份原料組成:鋁礬土 20-45、大理石15-25、石英砂19-44、鋇5-10、活性石灰10-
11、氟石膏9-10、硅微粉4-8、電熔鎂粉6-7、鈉長(zhǎng)石5-10、鋁丸2-5;所述精煉調(diào)渣劑的制備方法為:將鋁礬土、大理石、硅微粉、電熔鎂粉、石英砂、鋇、活性石灰、氟石膏、鈉長(zhǎng)石、鋁丸加適量的水混合，再制成球狀，然后放入豎爐中用焦炭作燃料預(yù)熔，預(yù)熔溫度為1400-1500°C，再攪拌均勻，液態(tài)渣再經(jīng)過(guò)液氮快速冷卻，再放入球磨機(jī)中研磨成粉末狀即得。
[0006]所述高性能鋁鎂合金鋼螺母連接件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
(1)將按重量計(jì)的原料碳、鋁、鎂、鉛、鎘、鋅、釩、鎢、碲和鐵放入預(yù)熱爐，將熔煉原料預(yù)熱至250 °C_350°C后放入感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，控制溫度在1500-1600 °C，在依次鋁質(zhì)還原劑、鈣質(zhì)冶金輔料，再用惰性物封爐口；
(2)將液態(tài)二氧化碳?xì)馄恐械亩趸纪ㄟ^(guò)匯流排輸送到低溫液體汽化器中，再放入緩沖儲(chǔ)氣罐中，備用，在熔化過(guò)程中向爐池內(nèi)吹入氧氣和二氧化碳的混合氣體，且同時(shí)進(jìn)行2-5次爐底攪拌，熔體經(jīng)攪拌均勻后立即取樣，進(jìn)行爐前分析，取樣溫度不得低于1400°C，根據(jù)取樣分析的結(jié)果，進(jìn)行脫硫、脫氧，再加入部分精煉調(diào)渣劑進(jìn)行一次精煉、后間隔30-35分鐘后再進(jìn)行添加剩余精煉調(diào)渣劑進(jìn)行二次精煉，獲得鋼水；
(3)將鐵模放入芯子窯中加熱，然后逐一進(jìn)行造型，控制溫度在200-230°C，利用低壓
0.4-0.5MPa壓縮空氣將流態(tài)覆膜砂吹入型腔，覆蓋均勻，將鋼水倒入鐵模中澆鑄形成螺母連接件胚件；
(4)將螺母連接件胚件加熱到400-450°C，保持3-4小時(shí)，再在30-40分鐘內(nèi)升溫至750-800°C，用淬火油進(jìn)行淬火冷，卻，再將淬火后的螺母連接件在380-400°C下進(jìn)行回火35-45分鐘，再?gòu)幕鼗馉t中取出放入280-300°C的回火油中冷卻，將熱處理后的螺母連接件進(jìn)行車(chē)削加工，獲得成品；
(5)將成品放入拋光母液中進(jìn)行化學(xué)拋光處理，即得，所述拋光液采用以下重量份組分混合而成:氫氟酸為10-11、硝酸60-61、硫酸為20-23、鹽酸10-15、乳化劑20-24。
[0007]本發(fā)明在高碳鋼的基礎(chǔ)上添加碳、鋁、鎂、鉛、鎘、鋅、釩、鎢、碲等微量合金元素，這樣鎘、鋅、釩的添加增加了螺母的整體機(jī)械性能，且添加了鎢、碲等元素的添加保持了螺母本體具有很強(qiáng)的抗沖擊性能，本發(fā)明使用精煉調(diào)渣劑用于鋼水的熔煉，能使鋼水中的雜質(zhì)進(jìn)一步減低，提高鋼水的純度，取出氧化夾雜物，通過(guò)多次精煉和取樣分析技術(shù)，嚴(yán)格控制鋼水的質(zhì)量，且本發(fā)明采用鐵模覆沙工藝，鐵型的剛性能轉(zhuǎn)變球鐵在凝固過(guò)程中石墨化膨脹方向，由向外膨脹變?yōu)橄騼?nèi)膨脹，實(shí)現(xiàn)了石墨化膨脹自補(bǔ)縮無(wú)冒口鑄造；由于覆砂層薄，型腔不易變形，導(dǎo)致鑄件的精度大為提高;覆砂層的存在提高了鑄件的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本;本發(fā)明通過(guò)吹入二氧化碳代替部分氧氣與鐵水中各元素反應(yīng)減少放熱量，從而使吹煉前期溫度得到有效控制，有利于轉(zhuǎn)爐熔池脫磷;且吹入的二氧化碳加強(qiáng)熔池?cái)嚢?，改善了鋼渣界面反?yīng)的動(dòng)力學(xué)條件，由于二氧化碳的控溫作用，使轉(zhuǎn)爐脫磷期延長(zhǎng)。
【具體實(shí)施方式】
[0008]一種高性能鋁鎂合金鋼螺母連接件，其特征在于，包括以下重量份組分:碳0.26-
0.34、鋁1.17-0.25、鎂1.05-1.14、鉛0.15-0.25、鎘0.03-0.05、磷鋅0.011-0.022、釩0.073-
0.14、鎢0.032-0.045、碲0.07-0.08、精煉調(diào)渣劑20-25、余量Fe和不可避免的雜質(zhì)，所述精煉調(diào)渣劑由以下重量份原料組成:鋁礬土 20-45、大理石15-25、石英砂19-44、鋇5-10、活性石灰10-11、氟石膏9-10、硅微粉4-8、電熔鎂粉6-7、鈉長(zhǎng)石5-10、鋁丸2-5;所述精煉調(diào)渣劑的制備方法為:將鋁礬土、大理石、硅微粉、電熔鎂粉、石英砂、鋇、活性石灰、氟石膏、鈉長(zhǎng)石、鋁丸加適量的水混合，再制成球狀，然后放入豎爐中用焦炭作燃料預(yù)熔，預(yù)熔溫度為1400-1500°C，再攪拌均勻，液態(tài)渣再經(jīng)過(guò)液氮快速冷卻，再放入球磨機(jī)中研磨成粉末狀即得。
[0009]所述高性能鋁鎂合金鋼螺母連接件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
(1)將按重量計(jì)的原料碳、鋁、鎂、鉛、鎘、鋅、釩、鎢、碲和鐵放入預(yù)熱爐，將熔煉原料預(yù)熱至250 °c-350°c后放入感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，控制溫度在1500-1600 °C，在依次鋁質(zhì)還原劑、鈣質(zhì)冶金輔料，再用惰性物封爐口；
(2)將液態(tài)二氧化碳?xì)馄恐械亩趸纪ㄟ^(guò)匯流排輸送到低溫液體汽化器中，再放入緩沖儲(chǔ)氣罐中，備用，在熔化過(guò)程中向爐池內(nèi)吹入氧氣和二氧化碳的混合氣體，且同時(shí)進(jìn)行2-5次爐底攪拌，熔體經(jīng)攪拌均勻后立即取樣，進(jìn)行爐前分析，取樣溫度不得低于1400°C，根據(jù)取樣分析的結(jié)果，進(jìn)行脫硫、脫氧，再加入部分精煉調(diào)渣劑進(jìn)行一次精煉、后間隔30-35分鐘后再進(jìn)行添加剩余精煉調(diào)渣劑進(jìn)行二次精煉，獲得鋼水；
(3)將鐵模放入芯子窯中加熱，然后逐一進(jìn)行造型，控制溫度在200-230°C，利用低壓
0.4-0.5MPa壓縮空氣將流態(tài)覆膜砂吹入型腔，覆蓋均勻，將鋼水倒入鐵模中澆鑄形成螺母連接件胚件；
(4)將螺母連接件胚件加熱到400-450°C，保持3-4小時(shí)，再在30-40分鐘內(nèi)升溫至750-800°C，用淬火油進(jìn)行淬火冷，卻，再將淬火后的螺母連接件在380-400°C下進(jìn)行回火35-45分鐘，再?gòu)幕鼗馉t中取出放入280-300°C的回火油中冷卻，將熱處理后的螺母連接件進(jìn)行車(chē)削加工，獲得成品；
(5)將成品放入拋光母液中進(jìn)行化學(xué)拋光處理，即得，所述拋光液采用以下重量份組分混合而成:氫氟酸為10-11、硝酸60-61、硫酸為20-23、鹽酸10-15、乳化劑20-24。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高性能鋁鎂合金鋼螺母連接件，其特征在于，包括以下重量份組分:碳0.26-.0.34、釩0.073-0.14、磷鋅0.011-0.022、鋁1.17-0.25、鎂1.05-1.14、鉛0.15-0.25、鎘0.03-.0.05、鎢0.032-0.045、碲0.07-0.08、精煉調(diào)渣劑20-25、余量Fe和不可避免的雜質(zhì)，所述精煉調(diào)渣劑由以下重量份原料組成:鋁礬土 20-45、大理石15-25、石英砂19-44、鋇5-10、活性石灰10-11、氟石膏9-10、硅微粉4-8、電熔鎂粉6-7、鈉長(zhǎng)石5-10、鋁丸2-5;所述精煉調(diào)渣劑的制備方法為:將鋁礬土、大理石、硅微粉、電熔鎂粉、石英砂、鋇、活性石灰、氟石膏、鈉長(zhǎng)石、鋁丸加適量的水混合，再制成球狀，然后放入豎爐中用焦炭作燃料預(yù)熔，預(yù)熔溫度為1400-1500°C，再攪拌均勻，液態(tài)渣再經(jīng)過(guò)液氮快速冷卻，再放入球磨機(jī)中研磨成粉末狀即得。2.如權(quán)利要求1所述高性能鋁鎂合金鋼螺母連接件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將按重量計(jì)的原料碳、鋁、鎂、鉛、鎘、鋅、釩、鎢、碲和鐵放入預(yù)熱爐，將熔煉原料預(yù)熱至250 °C_350°C后放入感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，控制溫度在1500-1600 °C，在依次鋁質(zhì)還原劑、鈣質(zhì)冶金輔料，再用惰性物封爐口； (2)將液態(tài)二氧化碳?xì)馄恐械亩趸纪ㄟ^(guò)匯流排輸送到低溫液體汽化器中，再放入緩沖儲(chǔ)氣罐中，備用，在熔化過(guò)程中向爐池內(nèi)吹入氧氣和二氧化碳的混合氣體，且同時(shí)進(jìn)行2-5次爐底攪拌，熔體經(jīng)攪拌均勻后立即取樣，進(jìn)行爐前分析，取樣溫度不得低于1400°C，根據(jù)取樣分析的結(jié)果，進(jìn)行脫硫、脫氧，再加入部分精煉調(diào)渣劑進(jìn)行一次精煉、后間隔30-35分鐘后再進(jìn)行添加剩余精煉調(diào)渣劑進(jìn)行二次精煉，獲得鋼水； (3)將鐵模放入芯子窯中加熱，然后逐一進(jìn)行造型，控制溫度在200-230°C，利用低壓.0.4-0.5MPa壓縮空氣將流態(tài)覆膜砂吹入型腔，覆蓋均勻，將鋼水倒入鐵模中澆鑄形成螺母連接件胚件； (4)將螺母連接件胚件加熱到400-450°C，保持3-4小時(shí)，再在30-40分鐘內(nèi)升溫至750-800°C，用淬火油進(jìn)行淬火冷，卻，再將淬火后的螺母連接件在380-400°C下進(jìn)行回火35-45分鐘，再?gòu)幕鼗馉t中取出放入280-300°C的回火油中冷卻，將熱處理后的螺母連接件進(jìn)行車(chē)削加工，獲得成品； (5)將成品放入拋光母液中進(jìn)行化學(xué)拋光處理，即得，所述拋光液采用以下重量份組分混合而成:氫氟酸為10-11、硝酸60-61、硫酸為20-23、鹽酸10-15、乳化劑20-24。
【文檔編號(hào)】C23F3/06GK106086323SQ201610549109
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月13日
【發(fā)明人】張立安, 魏明軍
【申請(qǐng)人】馬鞍山市萬(wàn)鑫鑄造有限公司