本发明涉及一种螺栓及其热处理工艺，属于材料加工技术领域。
背景技术：
随着改革开放的深入，国民经济取得了快速的增长与发展，为适应这种新的大好形势，机械行业也正逐渐步入高科技、高效率、高寿命的新阶段，螺栓是机械中重要的零部件，产品的大型化和先进化对螺栓提出了更新更高的要求，这除了从设计上、材料适用上寻求新的途径以外，螺栓热处理更是必不可好的最有效的手段。
现有技术中，螺栓热处理过程中，螺栓经过碳氮共渗能够增加硬化层的强度，但是由于操作不当，可能导致面层浓度过高，是析出的碳化物以角状或网状形态析出，会导致组织表面组织性能严重降低，容易产生齿崩，并且容易应力集中。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有技术中的缺陷提供一种硬度高，强度高，机械性能好的螺栓及其热处理工艺。
本发明的上述目的可通过如下技术方案实现：一种螺栓，所述螺栓的组成成分为：C：0.22-0.32％，Si：0.55-0.85％，Mn：0.80-1.00％，Cr：0.35-0.55％，Mo：0.22-0.30％，Sn：0.05-0.10％，Ti：0.05-0.20％，余量为Fe及不可避免的杂质。
在上述螺栓中，作为优选，所述杂质为S≤0.020％，P≤0.020％。
本发明的另一个目的在于提供一种如上述的螺栓的热处理工 艺，该热处理工艺包括以下工艺步骤：
1)将螺栓通过加热炉预加热至760-780℃；
2)将预加热后的螺栓进行淬火，淬火温度为420-460℃，淬火1-3小时后放入煤油中浸泡2-4小时进行冷却；
3)将淬火冷却后的螺栓放入回火炉中进行回火，回火温度为450-460℃，回火后放入机油中浸泡2-4小时进行冷却；
4)将回火冷却后的螺栓在真空中以360-380℃/min的加热速度加热至1100-1140℃，然后立即投入-150--180℃的液氮中迅速冷却；
5)将冷却后的螺栓加热至300-320℃，再放入石英砂中自然冷却。
相对于现有技术，本发明通过合理配伍螺栓的组成成分及其质量百分比，尤其是在螺栓中加入适量Mo、Sn、Ti，使它们与其他元素产生较好的协同作用，并通过特定的热处理工艺，进一步提高螺栓的硬度，强度等机械性能。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
一种螺栓，所述螺栓的组成成分为：C：0.25％，Si：0.65％，Mn：0.90％，Cr：0.45％，Mo：0.26％，Sn：0.08％，Ti：0.12％，余量为Fe及不可避免的杂质，所述杂质为S≤0.02％，P≤0.02％。
本实施例中螺栓的热处理工艺包括以下工艺步骤：
1)将螺栓通过加热炉预加热至770℃；
2)将预加热后的螺栓进行淬火，淬火温度为450℃，淬火2小时后放入煤油中浸泡3小时进行冷却；
3)将淬火冷却后的螺栓放入回火炉中进行回火，回火温度为 455℃，回火后放入机油中浸泡3小时进行冷却；
4)将回火冷却后的螺栓在真空中以370℃/min的加热速度加热至1120℃，然后立即投入-160℃的液氮中迅速冷却；
5)将冷却后的螺栓加热至310℃，再放入石英砂中自然冷却。
实施例2
一种螺栓，所述螺栓的组成成分为：C：0.22％，Si：0.85％，Mn：0.80％，Cr：0.55％，Mo：0.22％，Sn：0.10％，Ti：0.05％，余量为Fe及不可避免的杂质，所述杂质为S≤0.02％，P≤0.02％。
本实施例中螺栓的热处理工艺包括以下工艺步骤：
1)将螺栓通过加热炉预加热至760℃；
2)将预加热后的螺栓进行淬火，淬火温度为460℃，淬火1小时后放入煤油中浸泡4小时进行冷却；
3)将淬火冷却后的螺栓放入回火炉中进行回火，回火温度为450℃，回火后放入机油中浸泡4小时进行冷却；
4)将回火冷却后的螺栓在真空中以360℃/min的加热速度加热至1140℃，然后立即投入-150℃的液氮中迅速冷却；
5)将冷却后的螺栓加热至320℃，再放入石英砂中自然冷却。
实施例3
一种螺栓，所述螺栓的组成成分为：C：0.32％，Si：0.55％，Mn：1.00％，Cr：0.35％，Mo：0.30％，Sn：0.05％，Ti：0.20％，余量为Fe及不可避免的杂质，所述杂质为S≤0.02％，P≤0.02％。
本实施例中螺栓的热处理工艺包括以下工艺步骤：
1)将螺栓通过加热炉预加热至780℃；
2)将预加热后的螺栓进行淬火，淬火温度为420℃，淬火3小时后放入煤油中浸泡2小时进行冷却；
3)将淬火冷却后的螺栓放入回火炉中进行回火，回火温度为460℃，回火后放入机油中浸泡2小时进行冷却；
4)将回火冷却后的螺栓在真空中以380℃/min的加热速度加热 至1100℃，然后立即投入-180℃的液氮中迅速冷却；
5)将冷却后的螺栓加热至300℃，再放入石英砂中自然冷却。
将上述实施例1-3中的螺栓进行性能测试，结果如下表所示(测试方法：ASTM)：
综上所述，本发明通过合理配伍螺栓的组成成分及其质量百分比，尤其是在螺栓中加入适量Mo、Sn、Ti，使它们与其他元素产生较好的协同作用，并通过特定的热处理工艺，进一步提高螺栓的硬度，强度等机械性能。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。