专利名称：一种精轧螺纹钢筋预应力螺母及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种预应力螺母及其制造方法的领域，具体而言，本发明涉及精轧钢筋预应力螺母及其制造方法。
背景技术：
螺母就是螺帽，与螺栓或螺杆拧在一起用来起紧固作用的零件，是所有生产制造机械必须用的一种原件.螺母的种类繁多，我们常见的有国标，英标，美标，日标的螺母.螺母根据材质的不同，分为碳钢、高强度、不锈钢、塑钢等几大类型.根据产品属性对应国家不同的标准号分为普通、非标、(老)国标、新国标、美制、英制、德标。大小不同，螺纹不等分为不同的规格.一般国标、德标用M表示(例如M8、M16)，美制、英制则用分数或#表示规格(如8#、10#、1/4、3/8)。螺母是将机械设备紧密连接起来的零件，通过内侧的螺纹，同等规格螺母和螺丝，才能连接在一起，例如M4-0. 7的螺母只能与M4-0. 7的螺杆搭配(在螺母中，M4指螺母内径大约为4mm，0. 7指两个螺纹牙之间的距离为0. 7mm)；美制产品也同样， 例如1/4-20的螺母只能与1/4-20的螺杆搭配(1/4指螺母内径大约为0. 25英寸，20指每一英寸中，有20个牙)。螺母可分为碳钢或不锈钢系列，如自锁螺母、防松螺母、锁紧螺母、四爪螺母旋入螺母、保险螺母、细杆螺钉连接螺母、自锁六角盖形螺母、专用地脚螺钉用螺母、六角冕形薄螺母、吊环螺母等；铜材和无铅铜系列，如铜螺母、镶嵌铜螺母、滚花铜螺母、嵌装铜螺母、注塑铜螺母等；合金螺母系列，如锌铜合金螺母等。精轧螺纹钢筋预应力模具(螺母)是应用在高架桥、高层建筑、边坡锚固等基础建设工程中，要求抗拉强度> 1300Mpa, 硬度> 25HRC。传统精轧螺纹钢筋螺母是采用牌号为40Cr的钢棒加工成的，其成分为碳 0. 37 0. 45，硅0. 2 0.4，锰0. 5 0.8，铬0.8 1. 1 ；传统生产工艺低碳合金钢棒材-下料-锻造-钻孔-车螺牙-热处理-成品。传统的生产工艺生产效率低，浪费钢材， 生产成本高，不利于资源的节约和环境保护。因此急需一种更加适于产业化的生产方法。发明_既述本发明一方面提供了一种制造螺母的工艺方法；本发明另一方面提供了根据上述方法制造的螺母；本发明另一方面提供了应用于制造上述螺母的涂料。本生产方法的工艺流程以废碳钢为原料添加其他合金元素-电炉熔炼-近形铸造-热处理-成品。精轧螺纹钢筋预应力模具(螺母)的化学成份为含碳0.2 0.7%、 铬 0. 1 4%、猛 0. 1 2%、硅 0. 1 2%、铝 0. 02 0. 5%、铜 0. 02 0. 5%。制造工艺描述采用铸钢工艺，将一定重量的废碳钢投入电炉，通电待废钢全部熔解后，造渣，分别加入碳、铬、锰、硅、镍、铜、钛、钼或铝合金元素，熔化后，造渣，除气，当钢水温度达到1550°C 1800°C时，优选1600°C 1700°C，开始浇注入用树脂砂造好的模具型腔中，冷凝后即可得到接近最终预应力模具(螺母)形状的铸件，铸件不需要过多的机加工，只需要打磨掉一些飞边毛刺和浇注水口，精轧螺纹钢筋预应力模具(螺母)的螺牙是直接铸造成形的，螺牙表面比传统用机加工方法加工的螺牙要粗糙些，粗糙度为RaO. 03 0. 3mm、RzO. 1 1. 0mm，这种粗糙度的螺牙不仅不妨碍模具的正常使用，而且当模具被大力拉紧固定后，粗糙的螺牙起到了明显的防滑松作用，这也是用本方法生产的精轧螺纹钢筋预应力模具(螺母)所具有的明显特征和优点之一，为了提高螺牙的表面硬度、强度和防滑，浇注前在树脂砂螺牙砂芯的表面先涂覆一层能提高螺牙表面质量的涂料，涂料的主要成份为碳1 30%、氮1 30%、钨0. 1 5%、硅0. 1 5%、铁1 10%、镍0. 1 1%， 其余为无水乙醇，其中涂料中的碳可根据需要添加的量加入金属碳化物(如碳化钙等)或石墨粉，氮来源于金属氮化物或含氮有机物，其余为金属。这样的涂料能帮助提高螺牙组织的致密度，明显提高其强度和硬度，使其硬度> 25HRC，抗拉强度> 1300Mpa，直接铸造的螺牙质量明显优于传统机加工的螺牙，这一点已在产品的多次检验中得到了充分的证明。本生产方法与传统生产方法相比具有以下明显的优势1、生产效率是传统的6倍以上；2、设备投资比传统的减少60%以上；3、本专利产品与传统机加工产品相比，由于螺母及螺牙是一次性铸造成型，无需机加工，所以可以选择强度和硬度更高的材质，生产出抗拉强度和硬度更高的产品，产品的综合性能优于传统产品，尤其是螺牙的强度和硬度比传统车削出来的要好，而且还具有防滑松的功能；产生的螺纹均一，螺纹的深度可以进行调节，而机加工产品在加工中存在误差，而且不能调节螺纹的深度，螺纹表面组织被破坏；本发明螺母内部螺纹表面是粗糙的， 可以增加摩擦力；铸造成型的螺母强度高于现有技术中机加工产生的螺母；4、传统工艺是以轧制好的钢材为原料，本专利是以废钢为原料，所以有利于资源的综合回收和环境保护；5、本专利工艺的生产成本比传统的低。
1、图1是本发明方法制造的锥头螺母的剖面图；2、图2是本发明方法制造的锥头螺母的俯视图；3、图3是本发明方法制造的平头螺母的剖面图；4、图4是本发明方法制造的平头螺母的俯视图。
具体实施例方式实施例1 第一组螺母的制造将一定重量的废碳钢投入电炉，通电待废钢全部熔解后，造渣，分别加入0. 的碳、0. 2 %的锰、0. 4 %的硅、0. 2 %的铬、0. 04%的铜、0. 05 %的铝，熔化后，造渣，除气，当钢水温度达到1600°C 1700°C时，开始浇注入用树脂砂造好的模具型腔中，冷凝后即可得到接近最终预应力螺母形状的铸件，螺牙砂芯用含碳10%、氮5%、钨0. 1^^-0.1^^^3%. 镍0. 的酒精涂料涂覆。实施例2 第二组螺母的制造将一定重量的废碳钢投入电炉，通电待废钢全部熔解后，造渣，分别加入0.2%的碳、1 %的锰、0. 9%的硅、1. 8%的铬、0. 2%的铜、0. 12%的铝，熔化后，造渣，除气，当钢水温度达到1600°C 1700°C时，开始浇注入用树脂砂造好的模具型腔中，冷凝后即可得到接近最终预应力螺母形状的铸件，螺牙砂芯用含碳20%、氮1%、钨0.1%、硅0. 1%、铁3%、镍 0. 的酒精涂料涂覆。实施例3 第三组螺母的制造将一定重量的废碳钢投入电炉，通电待废钢全部熔解后，造渣，分别加入0.4%的碳、1. 5 %的锰、1. 2 %的硅、2 %的铬、0. 2 %的铜、0. 1 %的铝，熔化后，造渣，除气，当钢水温度达到1600°C 1700°C时，开始浇注入用树脂砂造好的模具型腔中，冷凝后即可得到接近最终预应力螺母形状的铸件，螺牙砂芯用含碳30<%、氮5%、钨3(%、硅0. 1%、铁8%、镍 0. 的酒精涂料涂覆。实施例4 上述三组螺母的静载锚固性能测试结果第一组硬度25HRC，模具效率系数η a彡0. 97 (标准η a彡0. 95)，极限总应变量 eapu = 3.5% (标准ε apu彡2% )。项目判定合格。经拉力测试后，螺牙有0. 5mm的压痕变形，与传统产品的情况相当。第二组硬度^HRC,模具效率系数η a彡0. 97 (标准η a彡0. 95)，极限总应变量 eapu = 3.7% (标准ε apu彡2% )。项目判定合格。经拉力测试后，螺牙只有0. Imm的压痕，强度和硬度均优于传统产品。第三组硬度31HRC，模具效率系数η a彡0. 97 (标准η a彡0. 95)，极限总应变量 ^apu= 3.8% (标准eap彡u彡2%)。项目判定合格。经拉力测试后，螺牙几乎没有变形，强度和硬度明显优于传统产品。检验依据GB/T14370-2007《预应力筋用模具、夹具和连接器》检验结论样品按GB/T 14370-2007标准判定所检项目合格。结论，以上三组产品经过静载试验检验都达到了国家标准。
权利要求
1.一种制造预应力螺母的方法，其特征在于将废碳钢熔解，造渣，加入碳以及金属元素，熔化，造渣，将钢水浇注入用树脂砂造好的模具型腔中，冷凝后即可得到螺母。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述金属元素为铬、锰、硅、铜、和铝。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于螺母的化学成分最终为，碳0.2 0. 7%、 铬0. 1 4%、锰0. 1 2%、硅0. 1 2%、铝0. 02 0. 5%、铜0. 02 0. 5%，其余为铁。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在钢水浇注之前，在模具腔型的树脂砂螺牙砂芯的表面涂覆一层树脂砂涂料。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述涂料的成分为1 30%重量的碳、1 30%重量的氮、0. 1 5%重量的钨、0. 1 5%重量的硅、1 10%重量的铁、0. 1 重量的镍，其余为无水乙醇。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于当温度值为1550°C 1800°C时，将钢水浇注入用树脂砂造好的模具型腔中。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于当温度值为1600°C 1700°C时，将钢水浇注入用树脂砂造好的模具型腔中。
8.一种预应力螺母，其特征在于通过权利要求1-7任一所述的方法制造得到。
9.一种树脂砂涂料，其特征在于所述涂料的成分为1 30%重量的碳、1 30%重量的氮、0. 1 5%重量的钨、0. 1 5%重量的硅、1 10%重量的铁、0. 1 重量的镍，其余为无水乙醇。
全文摘要
本发明涉及一种预应力螺母制备方法以及用该方法制备的螺母。所述螺母优于机加工螺母，所述方法的原辅料来源廉价易得、生产效率高、成本低，产品特性高，无特殊要求的装置，适合产业化生产。
文档编号C22C38/38GK102172770SQ201110040299
公开日2011年9月7日 申请日期2011年2月18日 优先权日2011年2月18日
发明者沈奕林 申请人:广西诗美特陶制品有限公司