一种高强螺栓及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强螺栓，包括主材和辅材；所述的主材包括60～80％的铁和20～40％的石膏晶须；所述的辅材组分以及辅材占主材的质量百分比如下：碳含量0.40％～0.45％、硅含量0.20％～0.30％、钨含量0.50％～0.70％、锰含量0.80％～0.90％、磷含量≤0.015％、铬含量0.90％～1.00％。一种高强螺栓的制备方法，步骤如下：(1)固蓉冷却；(2)冷镦成型；(3)再结晶退火；⑷去应力回火。本发明螺栓的强度大，制备成本低。
【专利说明】
一种高强螺栓及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种高强度的螺栓及其制备方法，特别涉及inc〇l〇y925螺栓。
【背景技术】
[0002] 螺栓在工业以及人们的日常生活中都会应用到，螺栓的使用范围之广，应用的领 域也十分的广泛，各个领域对螺栓的物理化学性能要求也有所不同，目前，螺栓最主要的物 理性能在于强度，在一些高温作业的场所还需要对螺栓的耐高温性能有一定的要求;螺栓 最主要的化学性能在于其耐腐蚀性能，长期的暴露在外面，螺栓很容易被腐蚀，进而导致安 全隐患等不利因素。目前，螺栓为了增加强度，会在制备螺栓的时候加入钛、钼等高强材料， 但是这些材料的成本很高，批量生产制备的代价太大，不利于企业在保证质量的同时降低 企业的生产成本。
【发明内容】
[0003] 针对上述现有技术的不足之处，本发明解决的问题为:本发明提供一种高强度的 螺栓，同时降低企业的生产成本。
[0004] 为解决上述问题，本发明采取的技术方案如下：
[0005] -种高强螺栓，包括主材和辅材;所述的主材包括60~80 %的铁和20~40%的石 膏晶须;所述的辅材组分以及辅材占主材的质量百分比如下:碳含量0.40%~0.45%、硅含 量0.20%~0.30%、钨含量0.50%~0.70%、锰含量0.80%~0.90%、磷含量<0.015%、铬 含量0.90%~1.00%、镍含量3~5%。
[0006] 进一步，所述的石膏晶须的长度为50~100μL?，直径为1~4μηι。
[0007] 进一步，所述的石膏晶须由工业废产石膏制备而成。
[0008] 进一步，所述的主材包括70~75%的铁和25~30%的石膏晶须。
[0009] 进一步，所述的钨含量为0.60%~0.65%。
[0010] -种高强螺栓的制备方法，步骤如下：（1)固蓉冷却：将主料和辅料按照比例混合 在1000°C的环境中保温1.5h，然后通过风冷却；（2)冷镦成型：在二模二冲或双击整模冷镦 机上冷镦出螺栓的头部和杆部；（3)再结晶退火:温度900~1000°C、保温4~5h，使用设备 RQ3-90-9D，采用甲醇20-40d/min和氨气0.15L/h、或氮气0.30L/h保护，滴控式装置控制；⑷ 去应力回火:温度720-750°C，保温2-3h。
[0011] 进一步，所述步骤(3)中再结晶退火的温度为980°C。
[0012] 进一步，所述步骤(4)中去应力回火的温度为740°C。
[0013] 本发明的有益效果
[0014] 本发明在主材中增加了石膏晶须，石膏晶须是在建筑材料中使用比较广泛的材 料，本发明合理设置了石膏晶须在主材中的组分，石膏晶须的加入使得螺栓的强度和现有 的保持一样的高强度水准，由于石膏晶须可以通过工业的废产石膏进行制备，所以石膏晶 须的使用极大的降低了企业螺栓的生产成本。本发明在辅材中加入了钨，通过钨来提高螺 栓的耐高温强度。
【具体实施方式】
[0015] 下面对本
【发明内容】
作进一步详细说明。
[0016] 实施例1
[0017] 一种高强螺栓，包括主材和辅材。所述的主材包括65 %的铁和35 %的石膏晶须。所 述的辅材组分以及辅材占主材的质量百分比如下：碳含量〇. 40 %、硅含量0.20 %、钨含量 0.50%、锰含量0.80%、磷含量<0.015%、铬含量0.90%、镍含量3%。进一步优选，所述的 石膏晶须的长度为50~100μπι，直径为1~4μηι。进一步优选，所述的石膏晶须由工业废产石 膏制备而成。一种高强螺栓的制备方法，步骤如下：（1)固蓉冷却:将主料和辅料按照比例混 合在1000°C的环境中保温1.5h，然后通过风冷却；（2)冷镦成型：在二模二冲或双击整模冷 镦机上冷镦出螺栓的头部和杆部；（3)再结晶退火:温度900°C、保温4h，使用设备RQ3-90-9D，采用甲醇20-40d/min和氨气0.15L/h、或氮气0.30L/h保护，滴控式装置控制；⑷去应力 回火:温度720°C，保温2h。
[0018] 实施例2
[0019] 一种高强螺栓，包括主材和辅材。所述的主材包括75 %的铁和25 %的石膏晶须。所 述的辅材组分以及辅材占主材的质量百分比如下：碳含量0.43 %、硅含量0.25 %、钨含量 0.6 %、锰含量0.85 %、磷含量<0.015 %、铬含量0.95 %、镍含量4 %。进一步优选，所述的石 膏晶须的长度为50~100μπι，直径为1~4μηι。进一步优选，所述的石膏晶须由工业废产石膏 制备而成。一种高强螺栓的制备方法，步骤如下：（1)固蓉冷却:将主料和辅料按照比例混合 在1000°C的环境中保温1.5h，然后通过风冷却；（2)冷镦成型：在二模二冲或双击整模冷镦 机上冷镦出螺栓的头部和杆部；（3)再结晶退火:温度980 °C、保温4.5h，使用设备RQ3-90-9D，采用甲醇20-40d/min和氨气0.15L/h、或氮气0.30L/h保护，滴控式装置控制；⑷去应力 回火:温度740°C，保温2.5h。
[0020] 实施例3
[0021] 一种高强螺栓，包括主材和辅材。所述的主材包括80 %的铁和20 %的石膏晶须。所 述的辅材组分以及辅材占主材的质量百分比如下：碳含量〇. 45 %、硅含量0.30 %、钨含量 0.70%、锰含量0.90%、磷含量<0.015%、铬含量1.00%、镍含量5%。进一步优选，所述的 石膏晶须的长度为50~100μπι，直径为1~4μηι。进一步优选，所述的石膏晶须由工业废产石 膏制备而成。一种高强螺栓的制备方法，步骤如下：（1)固蓉冷却:将主料和辅料按照比例混 合在1000°C的环境中保温1.5h，然后通过风冷却；（2)冷镦成型：在二模二冲或双击整模冷 镦机上冷镦出螺栓的头部和杆部；（3)再结晶退火:温度1000°C、保温5h，使用设备RQ3-90-9D，采用甲醇20-40d/min和氨气0.15L/h、或氮气0.30L/h保护，滴控式装置控制；⑷去应力 回火:温度750°C，保温3h。
[0022]对比实施例1
[0023] 一种高强螺栓，包括主材和辅材。所述的主材包括80%的铁和20%的钛。所述的辅 材组分以及辅材占主材的质量百分比如下:碳含量0.45 %、硅含量0.30 %、钨含量0.70 %、 猛含量0.90%、磷含量<0.015%、络含量1.00%。进一步优选，所述的石霄晶须的长度为50 ~100M，直径为1~4μπι。进一步优选，所述的石膏晶须由工业废产石膏制备而成。一种高强 螺栓的制备方法，步骤如下：（1)固蓉冷却：将主料和辅料按照比例混合在l〇〇〇°C的环境中 保温1.5h，然后通过风冷却；（2)冷镦成型：在二模二冲或双击整模冷镦机上冷镦出螺栓的 头部和杆部；（3)再结晶退火:温度1000°C、保温5h，使用设备RQ3-90-9D，采用甲醇20-40d/ min和氨气0.15L/h、或氮气0.30L/h保护，滴控式装置控制;⑷去应力回火:温度750°C，保温 3h〇
[0024] 对比实施例2
[0025] 一种高强螺栓，包括主材和辅材。所述的主材包括75%的铁和25%的钛。所述的辅 材组分以及辅材占主材的质量百分比如下:碳含量0.45 %、硅含量0.30%、钨含量0.70 %、 猛含量0.90%、磷含量<0.015%、络含量1.00%。进一步优选，所述的石霄晶须的长度为50 ~100M，直径为1~4μπι。进一步优选，所述的石膏晶须由工业废产石膏制备而成。一种高强 螺栓的制备方法，步骤如下：（1)固蓉冷却：将主料和辅料按照比例混合在l〇〇〇°C的环境中 保温1.5h，然后通过风冷却；（2)冷镦成型：在二模二冲或双击整模冷镦机上冷镦出螺栓的 头部和杆部；（3)再结晶退火:温度1000°C、保温5h，使用设备RQ3-90-9D，采用甲醇20-40d/ min和氨气0.15L/h、或氮气0.30L/h保护，滴控式装置控制;⑷去应力回火:温度750°C，保温 3h〇
[0026] 下表为性能和成本对照表：
[0027]
[0028]从如上的表格可知，本发明制备出来inc〇l〇y925螺栓的抗拉强度和屈服强度和对 比实施例1、2的强度对照差不了多少，但是本发明的成本却得到了极大的降低，在保持本发 明的强度的同时，极大的降低了生产成本，有利于企业的大批量生产。
[0029]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种高强螺栓，其特征在于，包括主材和辅材;所述的主材包括60~80 %的铁和20~ 40%的石膏晶须；所述的辅材组分以及辅材占主材的质量百分比如下：碳含量0.40%~ 0 · 45 %、硅含量0 · 20 %~0 · 30 %、钨含量0 · 50 %~0 · 70 %、锰含量0 · 80 %~0 · 90 %、磷含量 彡0.015%、铬含量0.90%~1.00%、镍含量3~5%。2. 根据权利要求1所述的高强螺栓，其特征在于，所述的石膏晶须的长度为50~100μπι， 直径为1~4μηι。3. 根据权利要求1所述的高强螺栓，其特征在于，所述的石膏晶须由工业废产石膏制备 而成。4. 根据权利要求1所述的高强螺栓，其特征在于，所述的主材包括70~75%的铁和25~ 30%的石膏晶须。5. 根据权利要求1所述的高强螺栓，其特征在于，所述的钨含量为0.60 %~0.65 %。6. -种根据权利要求1所述的高强螺栓的制备方法，其特征在于，步骤如下：（1)固蓉冷 却：将主料和辅料按照比例混合在l〇〇〇°C的环境中保温1.5h，然后通过风冷却；（2)冷镦成 型:在二模二冲或双击整模冷镦机上冷镦出螺栓的头部和杆部；（3)再结晶退火:温度900~ 1000°C、保温4~5h，使用设备RQ3-90-9D，采用甲醇20-40d/min和氨气0.15L/h、或氮气 0.30L/h保护，滴控式装置控制;⑷去应力回火:温度720-750°C，保温2-3h。7. 根据权利要求6所述的高强螺栓的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中再结晶退 火的温度为980 °C。8. 根据权利要求6所述的高强螺栓的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中去应力回 火的温度为740 °C。
【文档编号】C22C49/14GK105937015SQ201610398322
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】唐慧华
【申请人】江苏百德特种合金有限公司