螺栓及螺栓的制造方法

专利名称：螺栓及螺栓的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种螺栓及该螺栓的制造方法，该螺栓对于在外螺紋上产生 重复应力的部位而使用的螺栓有效。
背景技术：
作为在外螺紋上产生重复应力的部位而使用的螺栓，例如，有燃气轮机
的转子主轴螺栓或发动机曲轴箱的双头螺栓等。下面，参照图10及图11说
明燃气轮机的转子主轴螺栓。
图10中，符号"100"是燃气轮机的压缩机的转子。所述转子100包括 通过转子主轴螺栓(燃气轮机用紧固螺栓)即螺栓101及螺母102紧固的多 个盘103、固定于所述多张盘103的动翼104。另外，所述多张盘103通过大 致等间隔配置于圆周方向的多根所述螺栓101及多个所述螺母102紧固。
在所述转子100中，伴随燃气轮机的起动或停止产生热伸缩差，另外， 由于推力、离心力或自重弯曲状态下的旋转等而增加变动负荷，从而产生伸 缩，因此，所述螺栓101及所述螺母102的紧固力发生变化。因此，如图11 所示，在所述螺栓101的外螺紋和所述螺母102的内螺紋的啮合部即螺紋啮 合部105负载变动应力(拉伸应力或弯曲应力)。而且，在所述螺紋啮合部105 负载变动应力时，在所述螺紋啮合部105容易引起磨损和疲劳损伤。于是， 需要改善所述螺紋啮合部105、尤其是所述螺栓101的外螺紋的疲劳强度(尤 其是，磨蚀(微振磨损)疲劳强度)。
以往就有改善螺紋紧固构件(例如，螺栓及螺母、双头螺栓等)的疲劳 强度的技术(例如，专利文献l、专利文献2)。下面，对现有的螺紋紧固构 件的螺栓进行说明。现有的螺紋紧固构件的螺栓是将与内螺紋嵌合的外螺紋 向拉伸方向整形成为尖细的形状(专利文献l)。另外，使螺栓头下圆角部形 成制品螺栓头下圓角部曲率半径的1.2-3.0倍范围的螺4全，对该螺栓头下圓 角部实施冷轧加工，整形加工成规定的曲率半径(专利文献2)。
但是，前者(专利文献l)中，将外螺紋沿拉伸方向整形成尖细形状且使
作用在外螺紋的拉伸应力均匀化，不能提高外螺紋的表面硬度且不会对外螺 紋施加压缩残留应力。因此，前者在改善外螺紋的疲劳强度方面有一定限度。 另外，后者(专利文献2)中，对螺栓头下圆角部实施冷轧加工而提高螺栓头 下圆角部的表面硬度且对螺栓头下圆角部施加压缩残留应力，但是，不能提 高外螺紋的表面硬度且不会对外螺紋施加压缩残留应力。因此，后者也和前 者同样，在改善外螺紋的疲劳强度方面有一定限度。
专利文献1:(日本)特公昭56-53651号公报 专利文献2:(日本)特开平7-180714号公报

发明内容
该发明要解决的问题在于，解决现有的螺紋紧固构件的螺栓中改善外螺 紋的疲劳强度有一定限度的问题。
该发明(权利要求1 )其特征在于，在螺栓的至少外螺紋的表面设置表面 硬度提高且被施加了压缩残留应力的表面硬化部。
另外，该发明(权利要求2)其特征在于，表面硬化部通过使能通过筛孔 尺寸为#150的筛孔的粒径以下的粒子与螺栓的至少外螺紋的表面碰撞的加工 处理而设置。
另外，该发明(权利要求3)其特征在于，包括形成螺栓的外螺紋的切 削加工工序；至少在螺栓的外螺纟丈的表面设置表面硬度提高且被施加了压缩 残留应力的表面硬化部的加工处理工序。
再另外，该发明(权利要求4)其特征在于，至少在螺栓的外螺紋的表 面设置表面硬化部的加工处理为，使能通过筛孔尺寸为#150的筛孔的粒径以 下的粒子与螺栓的至少外螺紋的表面碰撞的加工处理。
该发明(权利要求1 )的螺栓中，通过至少在外螺紋的表面设置的表面硬 化部，提高外螺紋的表面硬度，且在外螺紋额表面施加压缩残留应力。因此， 该发明(权利要求l)的螺栓能够改善外螺紋的疲劳强度，因此，对于使用于 外螺紋上产生重复应力的部位有效。
另外，该发明(权利要求2)的螺栓中，使能通过筛孔尺寸为#150的 筛孔的粒径以下的粒子与至少外螺紋的表面碰撞，在外螺紋的表面加工处理 表面硬化部。因此，该发明(权利要求2)的螺栓可提高外螺紋的表面硬度，
且在外螺紋的表面施加压缩残留应力，另一方面，外螺紋的表面粗糙度不会 对外螺紋的疲劳强度改善造成影响。其结果是，该发明(权利要求2)的螺栓 能够可靠地改善外螺紋的疲劳强度。
另外，该发明(权利要求3)的螺栓的制造方法中，在切削加工工序形成 的外螺紋的表面用加工处理工序设置有表面硬化部，因此，通过该表面硬化 部可提高外螺紋的表面硬度，且在外螺紋的表面施加压缩残留应力。因此，
该发明(权利要求3)的螺栓的制造方法能够改善外螺紋的疲劳强度，因此，
能够制造对于在外螺紋上产生重复应力的部位而有效使用螺栓。
另外，该发明(权利要求4)的螺栓的制造方法中，使能通过筛孔尺寸 为#150的筛孔的粒径以下的粒与至少外螺紋的表面碰撞，在外螺紋的表面加 工处理表面硬化部。因此，该发明(权利要求4)的螺栓的制造方法可提高外 螺紋的表面硬度，且在外螺紋的表面施加压缩残留应力，另一方面，由于外 螺紋的表面粗糙度不会对外螺紋的疲劳强度改善造成影响。其结果是，该发 明(权利要求4 )的螺栓的制造方法能够制造可以确实地改善外螺紋的疲劳强 度的螺栓。


图1 (A) (B)是表示该发明螺栓的一实施例的局部放大剖面图； 图2 (A) (B)是表示该发明螺栓的制造方法的一实施例的说明图； 图3是表示使用了耐疲劳强度验证试验装置的耐疲劳强度验证试验的状 态的说明图4是表示使用了现有的产品和本发明的产品1的耐疲劳强度验证试验 装置的耐疲劳强度验证试验的结果的说明图5是表示粒径的大小对疲劳强度的影响的说明图6是表示照射次数对疲劳强度的影响的说明图7是表示照射距离对疲劳强度的影响的说明图8 (A) ~ (B)是表示螺母的制造方法的一实施例的说明图9是表示使用了螺母的试验片的磨蚀疲劳试验(微振磨损疲劳试验) 的实施结果的说明图10是表示作为燃气轮机的转子主轴螺栓使用的现有的螺栓的说明图11是表示螺紋的啮合部分的局部放大的剖面图。
附图标记说明
1、 螺栓
10、 外螺紋
11、 表面石更化部
12、 外螺紋的表面
13、 喷枪
2、 螺母
20、 内螺紋
21、 表面软质皮膜部
22、 内螺紋的表面
3、 耐疲劳强度验证试验装置
30、 台座
31、 横孔
32、 纵孔
33、 压棒
34、 应力测定器
35、 试验部分
d、外螺紋的有效直径
D、完成品的内螺紋的有效直径
D0、母材的内螺紋的有效直径
T、表面软质皮膜部的厚度
Tl、外螺紋的表面粗糙度的最大值
T2、内螺紋的表面粗糙度的最大值
S、螺栓螺紋齿周速度
V、喷枪移动速度
L、照射距离
P、喷射材料供给压力
100、 转子
101、 螺栓
102、 螺母
103、 盘
104、 动翼
105、 螺紋啮合部
具体实施例方式
下面，基于图1~图7详细说明该发明的螺栓的实施例中之一例及该发明 的螺栓制造方法的实施例中之一例。另外，该发明不限于该实施例。图1(A) 是表示螺母的内螺紋的结构的局部放大剖面图，图1 (B)是表示该实施例的 螺栓的外螺紋的结构的局部放大剖面图。图2 (A)是表示该实施例的螺栓的 制造方法的表面硬化部的加工处理工序的一例的说明图，图2 (B)是表示表 面硬化部的加工处理的一条件的说明图。
实施例
首先，对该发明的螺栓的一实施例进行说明。图1 ( B )中，符号1是该 实施例的螺栓。所述螺栓1例如由镍系超合金构成。例如，作为所述螺栓l, 除镍系超合金之外，例如也可以由铁、低合金钢、不锈钢、其它超合金构成。 另外，所述螺栓1通过切削加工构成头部、轴部、螺紋部。在所述螺紋部的 外面，通过切削加工形成有效直径为d的外螺紋10。而且，至少在所述螺栓 1的外螺紋10的表面设置有表面硬度提高且被施加了压缩残留应力的表面硬 化部11。
所述表面硬化部11是^(吏能通过筛孔尺寸为#150即筛眼为lOO)imx 100 jum的筛孔的粒径以下的粒子与所述螺栓1的至少外螺紋IO的表面碰撞的加 工处理、例如通过喷丸(、>3 、乂卜7、、，7卜)和喷丸硬化(、>3 、乂卜匕。一二 乂夕、、)等而设置。
下面，参照图2 (A)及(B)对该发明落栓的制造方法的一实施例进行 说明。首先，在切削加工工序中，构成螺栓l的头部、轴部和螺紋部，且在 螺紋部的外面形成有效直径为d的外螺紋10。接着，在加工处理工序中，至 少在螺栓1的外螺纟文10的表面设置表面硬度提高且被施加了压缩残留应力的 表面^更化部11。
所述加工处理工序是，通过使能通过筛孔尺寸为#150即筛眼为100mm x 100pm的筛孔的粒径以下的粒与所述螺栓1的至少外螺紋10的表面碰撞 的加工处理的工序、例如通过喷丸和喷丸硬化等而进^^的加工处理的工序。
所述加工处理工序是在图2 (A)及(B)所示的条件下对表面硬化部11
进行加工处理。即，使螺栓1的外螺紋10围绕螺栓1的轴心旋转的速度即螺
栓螺紋齿周速度(S )为80mm/s、使喷枪13相对于螺栓1的轴心平行移动的 速度即喷枪移动速度(V)为8mm/s、从喷枪13到螺栓1的外螺紋10的距离 即照射距离(L)为500mm、使来自喷枪13的喷射材料与螺栓1的外螺紋10 碰撞的力即喷射材料供给压力(P)为0.55Mpa、来自喷枪13与螺栓1的外 螺紋10碰撞的喷射材料的粒径为能通过筛孔尺寸为#150 (筛眼为lOOjumx 100 Mm)的筛孔的粒径以下。
该实施例的螺栓1及通过该实施例的螺栓制造方法制造的螺栓1,例如可 以作为图10所示的燃气轮机的转子主轴螺栓或发动机曲轴箱的双头螺栓使 用。即，该实施例的螺栓1及通过该实施例的螺栓制造方法制造的螺栓1作 为在外螺紋10上产生重复应力的部位而使用的螺栓是有效的。
下面，基于使用了图3所示的耐疲劳强度验证试验装置3的耐疲劳强度 验证试验，对该实施例的螺栓1及通过该实施例的螺栓制造方法制造的螺栓1 的有效性进行说明。
在所述耐疲劳强度验证试验装置3的台座30的横孔31中插通试验用的 螺栓1。在所述螺栓1的一端或两端紧固螺母2，将所述螺栓1以规定的拉伸 负荷固定在所述台座30上。另外，在所述台座30的竖孔32内插通压棒33 与所述螺栓l接触。另外，在所述螺栓1上将应力测定器34设置于试验部分 35的附近。所述应力测定器34是用于判断所述试验部分35是否产生裂紋的 测定器，测定值急剧变化时表示所述试验部分35产生了裂紋。而且，在室温 大气中的试验环境下，用所述压棒33给所述螺栓1施加规定的重复弯曲载荷， 进行所述螺栓1的试验部分35 (螺栓1的齿面和螺紋底)的疲劳试验。另外， 所述规定的拉伸载荷是所述螺栓1塑性变形的载荷的约三分之二的载荷，另 外，规定的重复弯曲载荷是所述螺栓1塑性变形的载荷的约2~2.5%的载荷。
图4表示使用了所述耐疲劳强度验证试验装置3的耐疲劳强度验证试验 的结果。另外，图4的纵轴表示通过所述压棒33施加螺栓规定的重复弯曲载 荷的次数。如图4所示，现有品(现有的螺栓)在规定的重复弯曲载荷的次 数约6.3xlC)S时，在所述试验部分产生了裂紋。与之相对，本发明制品l(该 实施例的螺栓1及通过该实施例的螺栓制造方法制造的螺栓1 )，规定的重复 弯曲载荷的次数超过约1.2x 107时，在所述试验部分35没有产生裂紋。即， 本发明制品1与现有品比较能够得到约两倍以上的疲劳强度。顺便说一下，
使用了试验片的磨蚀疲劳试验(微振磨蚀疲劳试验)，即，将移动试验片用接 触片以一定的面压力的方式夹持、施加局部的应力振幅的试验实施的结果， 本发明制品1的试验片和现有品的试验片比较可以得到约IO倍以上的疲劳强度。
由以上表明，该实施例的螺栓1及通过该实施例的螺栓制造方法制造的
螺栓1和现有的螺栓比较可以得到约2倍以上的疲劳强度，因此，作为如图 10所示的燃气轮机的转子主轴螺栓或发动机曲轴箱的双头螺栓等，作为在外 螺紋10上产生重复应力的部位而使用的螺栓是有效的。
在此，在该实施例的螺栓1及该实施例的螺栓的制造方法中，使粒子(喷 射材料)与至少外螺紋10的表面碰撞，至少在外螺紋10的表面通过加工处 理设置表面硬度提高且被施加了压缩残留应力的表面硬化部11。在通过所述 加工处理设置所述表面硬化部11时，至少最重要的因素是与外螺紋10的表
面碰撞的粒子(喷射材料)的粒径。
即，在该实施例的螺栓1及该实施例的螺栓的制造方法中，为提高疲劳
强度而至少以外螺紋10的表面的"硬度提高，，和"压缩残留应力的施加"作 为目的。但是，至少利用与外螺紋10的表面碰撞的粒子的粒径，至少使外螺 紋10的表面的"粗糙度"变化，对螺紋底的疲劳强度造成大的影响。
下面，参照图5说明粒径的大小对疲劳强度产生的影响。如图5所示， 所谓至少外螺紋10的表面的"表面硬度提高，，和"压缩残留应力的施加，，不 受粒径的大小的影响。另一方面，至少外螺紋10的表面的"表面粗糙度"受 粒径大小的影响。即，在筛孔尺寸为#46 (筛眼为355limx 355)am、即喷射 材^f"粒径的标准)、筛孔尺寸为#80(筛眼为180jumx 180um、即喷射材^f粒 径的标准)、筛孔尺寸为#100 (筛眼为150jamx 150|am、即喷射材料粒径的 标准)的粒径的场合，至少外螺紋10的表面的"表面粗糙度"变大，螺紋底 的疲劳强度和图4所示的现有品没有显著不同。另一方面，在筛孔尺寸为#150 (筛眼为100pmx lOO)im、即喷射材料粒径的标准)、筛孔尺寸为#360 (筛 目艮为70jamx 70jum、即喷射材料粒径的标准)的粒径的场合，至少外螺紋 IO的表面的"表面粗糙度，，变小，能够得到和图4所示的本发明制品1大致 同样的螺紋底的疲劳强度。
这样，在该实施例的螺栓1及该实施例的螺栓的制造方法中，使能通过 筛孔尺寸为#150 (筛眼为100Mmx 100)am)的筛孔的粒径以下，优选筛孔尺
寸为#150 (筛眼为100Mmx 100jum、即喷射材料粒径的标准)、筛孔尺寸为 #360 (筛眼为70 jum x 70 M m、即喷射材料粒径的标准)的粒径的喷射材料至 少与外螺紋IO碰撞。
其次，作为由喷射材料进行的加工处理的条件，作为喷射材料的粒径以 下的重要的因素，具有喷射材料的照射次数及从喷枪到外螺紋的照射距离 (L)。下面，参照图6及图7说明喷射材料对螺栓1的外螺紋10的照射次数 及从喷枪到外螺紋的照射距离(L)对疲劳强度的影响。
图6表示喷射材料的照射次数和残留应力及表面粗糙度的关系。横轴表 示照射次数，左侧纵轴表示压缩残留应力，右侧纵轴表示外螺紋表面的表面 粗糙度(Rmax)。压缩残留应力表示越向纵轴上方越大，越向纵轴下方越小。
图6表示以图2(B)所示的条件，用喷射材料的粒径筛孔尺寸为#150、 改变照射次数进行加工处理的结果。在该条件下，用照射次数为4次的条件 得到的螺栓能够得到和图4表示的本发明制品1同样的疲劳强度。作为基准 值选择该场合的压缩残留应力及表面粗糙度。纵轴的刻度将基准值作为100 用百分数表示。
在此，说明喷射材料的照射次数的意思。在图2(A)所示的加工方法中， 边旋转螺栓边使喷射材料对螺栓1的外螺紋10的外表面照射，同时喷枪在轴 方向移动。枪到达外螺紋的末端后反转，继续照射喷射材料且向逆方向移动。 ^T重复进行该反复运动，进行外螺紋表面的加工处理。所谓照射次数表示喷 射材料对同一表面照射的次数(频率)。
图7表示从喷射材料到外螺紋的照射距离和残留应力及表面粗糙度的关 系。横轴表示照射距离，纵轴和图6同样。另外，图7表示作为加工条件将 照射次数固定为4次，其它的条件选定和图6同样的条件，改变照射距离进 -f亍加工处理的结果。基准值及纵轴的考虑方法和图6同样。
根据图6，在照射次数为两次时，压缩残留应力相对于基准值严重不足， 照射次数是4次时达到基准值。另外，照射次数6次时认为压缩残留应力有 若干的增加。另一方面，照射次数为二 4次时，对表面粗糙度没有大的变化， 但是，照射次数为6次时表面粗糙度有若干增加。照射次数超过6次时表面 粗糙度急剧增加。
根据图7,照射距离为200mm时，压缩残留应力相对于基准值不足，表 面粗糙度大幅提高。照射距离为500mm时，压缩残留应力及表面粗糙度都满
足基准值。照射距离为750mm时，压缩残留应力及表面粗糙度相对于有若干 降低。但是，照射距离超过750mm区域时，压缩残留应力显著降低。
根据图6及图7,照射次数是4 6次时残留应力超过基准值，另一方面， 表面粗糙度变化比较小，伴随表面粗糙度的增加对疲劳强度几乎没有影响。 另外，照射距离为500~7500mm时，压缩残留应力大致达到基准值，即使增 加照射距离压缩残留应力的降低也比较小。即，若增加照射次数压缩残留应 力也增加，但是，照射次数超过6次时，表面粗糙度过大，导致疲劳强度的 降低。另一方面，照射距离小时压缩残留应力变大，但是，表面粗糙度也同 时增大，因此，反过来疲劳强度降低。另外，照射距离超过750mm时，喷射 加工处理的效果降低，疲劳强度P务低。因此，作为加工条件，理想的是选定 照射次数为4-6次，照射距离为500-750mm。另外，在该加工条件下，表 面硬化部的表面硬度能够确保螺栓母材以上的硬度。
另外，在该实施例的螺栓1及该实施例的螺栓的制造方法中，至少作为 与外螺紋10的表面碰撞的粒子的材质，使用不生锈的非铁材料，例如，紹 (A1203 )、碳化硅(SiC )、 二氧化硅(Si02 )。
下面，参照图1、图8及图9对该发明的螺栓和构成螺紋紧固构件的螺母 及其螺母的制造方法进行说明。图8 (A)是表示螺栓的外螺紋的表面粗糙度 及螺母的内螺紋的表面粗糙度的局部的放大剖面图，图8 (B)是表示螺母的 内螺紋的结构的局部的放大剖面图。
图1 (A)中，符号"2"是螺母。所述螺母2例如由钢制构成。另外， 所述螺母2通过切削加工构成螺紋孔。在所述螺紋孔的内面，通过切削加工 形成有内螺紋20。在所述螺母2的内螺紋20的表面，设置有硬度比所述螺母 2的母材更低的表面软质薄膜部21。
所述表面软质薄膜部21例如通过Cu-M-In喷镀涂层、W涂层(廿一^ 亍^W〕一X^ 乂夕、')、镀银、镀铜等而设置。如图S ( A)及(B)所示，所 述表面软质薄膜部21的厚度(膜厚)T比所述螺栓1的外螺紋10的表面l2 的粗糙度的最大值Tl和所述螺母2的内螺紋20的表面22的粗糙度的最大值 T2的和更大。其结果，在将所述螺栓1的外螺紋10和所述螺母2的内螺紋 20螺紋接合时，所述螺栓1的外螺紋10的表面12和所述螺母2的内螺紋20 的表面22从所述表面库t质薄膜部21露出而不相互接触。
需要通过所述表面软质薄膜部21的厚度T改变所述螺母2的内螺紋20
的有效直径。即，在所述螺母2中，需要将设置所述表面软质薄膜部21时的
内螺紋20的有效直径D0 (即，母材的内螺紋的有效直径DO)相对于不设置 所述表面软质薄膜部21时的内螺紋20的有效直径D (即，完成品的内螺纹 的有效直径D),设置成和所述表面软质薄膜部21的厚度T大致同样的尺寸 大小。
另一方面，当使所述表面软质薄膜部21的厚度T过大时，相对于完成品 的内螺紋的有效直径D,母材的内螺紋的有效直径DO过大，本来应有的螺紋 牙顶过小，因此，有可能导致强度不足。因此，所述表面软质薄膜部21的厚 度T以不使本来应有的螺紋牙顶过小而不导致强度不足的范围(X)为最大 值。其结果是，所述表面软质薄膜部21的厚度T为以下范围。即，Tl+T2< T< (X)。所述表面软质薄膜部21的厚度T根据螺紋的公差而不同，例如， 螺紋2级公差的场合(2级嵌合的场合)大约为25nm左右。
下面，参照图8 (A)及(B)对图1 (A)所示的螺母2的制造方法的一 例进行说明。首先，在切削加工工序中构成螺母2的螺紋孔，且在该螺紋孔 的内面形成内螺紋20。该内螺紋20的有效直径DO比完成制品的内螺紋的有 效直径D还大出表面软质薄膜部21的厚度T部分。其次，在加工处理工序 中，在螺母2的内螺紋20的表面，设置有硬度比所述螺母2的母材更低的表 面软质薄膜部21，例如，通过Cu-Ni-In喷镀涂层、W涂层(廿一乂X/kW〕 一x y夕、、)、镀银、镀铜等而设置。
图1 (A)所示的螺母2及通过图8 (A)及(B)所示的螺母的制造方法 制造的螺母2,和该实施例的螺栓1及通过该实施例的螺栓的制造方法制造的 螺栓l同样，例如，可以作为图IO所示的燃气轮机的转子主轴螺栓或与发动 机曲轴箱的双头螺栓螺合的螺母而使用。即，图1 (A)所示的螺母2及通过 图8 (A)及(B)所示的螺母的制造方法制造的螺母2，和该实施例的螺栓1 及通过该实施例的螺栓的制造方法制造的螺栓1大致相同，作为在螺栓1的 外螺紋10和螺母2的内螺紋20的啮合部发生重复应力的部位而使用的螺母 是有效的。
下面，基于图9所示的表示使用了试验片的磨蚀疲劳试验(微振磨损疲 劳试验)，即，用接触片对移动试验片以给与一定的面压的方式进行夹持，且 给与局部的应力振幅的试验的实施结果说明图，对图1 (A)所示的螺母2及 通过图8 (A)及(B)所示的螺母的制造方法制造的螺母2的有效性进行说
明。
图9的纵轴表示破损重复次数。如图9所示，现有制品(现有的螺母)
破损重复次数约为1.1 x 106时产生破损。与之相对，本发明制品2 (图1 ( A) 所示的螺母2及通过图8 (A)及(B)所示的螺母的制造方法制造的螺母2， 表面软质薄膜部21是镀层的场合)，破损重复次数约为1.4 x 106时产生破损。 另外，本发明制品3 (图1 (A)所示的螺母2及通过图8 (A)及(B)所示 的螺母的制造方法制造的螺母2，表面软质薄膜部21是Cu-Ni-In喷镀涂层的 场合)，即使破损重复次数超过1.1 x 107时也不产生破损。即，本发明制品2、 3的螺母与现有品的螺母比较，可以得到充分的疲劳强度。
这样，通过使用该实施例的螺栓1及通过该实施例的螺栓的制造方法制 造的螺栓l，对作为图IO所示的燃气轮机的转子主轴螺栓等、在螺栓l的外 螺紋IO发生重复应力的部位而使用螺栓是有效的。另外，通过使用该实施例 的螺栓1及通过该实施例的螺栓的制造方法制造的螺栓1和图1 ( A)所示的 螺母2及通过图8 (A)及(B)所示的螺母的制造方法制造的螺母2，对作 为在图IO所示的燃气轮机的转子主轴螺栓及螺母等、在螺栓l的外螺紋IO 和螺母2的内螺紋20的啮合部发生重复应力的部位而使用的螺栓及螺母更为 有效。
工业上的可利用性
该发明的螺栓及该发明的螺栓的制造方法作为在外螺纹上产生重复应力 的部位而使用的螺栓及螺栓的制造方法是有用的。
权利要求
1、一种螺栓，具有外螺纹，其特征在于，至少在外螺纹的表面设置有表面硬度提高且被施加了压缩残留应力的表面硬化部。
2、 如权利要求l所述的螺栓，其特征在于，所述表面硬化部通过使能 通过筛孔尺寸为#150的筛孔的粒径以下的粒子与至少外螺紋的表面碰撞的 加工处理而设置。
3、 一种螺栓的制造方法，所述螺栓具有外螺紋，其特征在于，包括 切削加工工序，该工序形成所述外螺紋；加工处理工序，该工序至少在外螺紋的表面设置表面硬度提高且被施加 了压缩残留应力的表面硬化部。
4、 如权利要求3所述的螺栓的制造方法，其特征在于，至少在外螺紋 的表面设置所述表面硬化部的所述加工处理为，使能通过筛孔尺寸为#150 的筛孔的粒径以下的粒子与至少外螺纹的表面碰撞的加工处理。
全文摘要
本发明涉及一种螺栓，至少在螺栓(1)的外螺纹(10)的表面设置有表面硬度提高且被施加了压缩残留应力的表面硬化部(11)。另外，该发明的螺栓的制造方法包括形成螺栓(1)的外螺纹(10)的切削加工工序；至少在螺栓(1)的外螺纹(10)的表面设置表面硬度提高且被施加了压缩残留应力的表面硬化部(11)的加工处理工序。其结果是，该发明能够改善外螺纹(10)的疲劳强度，且作为在外螺纹(10)上产生重复应力的部位而使用的螺栓有效。
文档编号F16B33/06GK101379307SQ20078000495
公开日2009年3月4日 申请日期2007年1月25日 优先权日2006年2月10日
发明者井筒信幸, 伊原圭佑, 大泽圭, 山本隆一, 广川一晴, 手塚宣和, 桥本幸弘, 石川博司, 高桥孝二, 鸟越泰治 申请人:三菱重工业株式会社