[发明专利]六角法兰螺母的热处理调制工艺

说明书

技术领域

本发明涉及法兰的连接紧固件领域，尤其涉及一种六角法兰螺母的热处理调制工艺。

背景技术

法兰螺母和一般的六角螺母尺寸与螺纹规格基本相同，只不过比六角螺母相比，它是垫片和螺母是一体式的，而且在下面有防滑的齿纹，这样增大了螺母与工件的表面积接触，相比普通螺母加垫圈的组合，更加牢固和拉力更大。六角法兰螺母作为与螺栓、螺钉及螺杆配合起紧固作用的工业基础件，在航空、船舶、汽车等领域受到广泛的使用。

目前，现有的六角法兰螺母，材料多为50Mn钢或4302321。采用传统制造加工工艺，在经过调质处理后，生产周期长，质量不稳定(有硬度不均匀、内径胀大、个别有裂纹等现象)，无法按期交货。究其原因在于：现有六角法兰螺母的工艺路线和热处理工艺(锻坯一正火一粗车一调质一磁力探伤一精加工一磷化处理一检验一入库)不合理，主要体现在：

①生产设备及工艺流程的影响，目前对上面提到的热处理工艺通常是采用RJJ-60-9井式电阻炉进行正火和调质处理的，设备存在着炉温均匀性差，工件氧化、脱碳严重，设备的可靠性较差，配套仪表、元器件质量不过关，工艺过程控制水平低，产品质量不稳定，热效率低，能耗高等问题。且正火的加热温度相对退火高，而50Mn钢具有较大的过热敏感性和氧化脱碳倾向(过热敏感性是指钢淬火加热时，奥氏体晶粒急剧长大的敏感性)，高温加热易产生氧化和脱碳造成金属的大量耗损，也破坏工件的表面状态和加工精度。表面脱碳的工件在热处理后会出现硬度降低，耐磨性下降，表面产生张应力，降低抗疲劳性，耐蚀性变差等、这就需要再加工去除氧化脱碳层，或进行“复碳”处理。这必然增加生产成本，浪费材料，增加能耗和降低成品率。

②淬火冷却介质影响，淬火介质是实施淬火工艺过程的重要保证，对热处理后工件的质量影响很大。现有的六角法兰螺母在调质工艺的淬火介质通常采用水、油、盐等。水在低温区冷却速度极快，易使工件变形和开裂；当水温超过40度以上时，其冷却速度急剧降低，又易使工件淬不透。而用油淬火，虽然对减小工件变形和开裂有利，但对淬透性较差或尺寸较大的工件淬不硬，且油易老化，对周围环境的污染大，有发生火灾的危险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种六角法兰螺母的热处理调制工艺，以解决六角法兰螺母采用现有工艺路线和热处理工艺，导致产品质量不稳定、热效率低和能耗高的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案:六角法兰螺母的热处理调制工艺，包括以下步骤：

1)精锻成型：将不锈钢的管料精锻加工形成六角法兰螺母的坯体；

2)等温退火：采用氮保护辊俸式连续等温退火炉，将步骤1)中的坯体加热至500-650℃，保温3-4小时，再以小于每小时50℃的冷却速度出炉；

3)调质处理：采用电磁震底炉，将经步骤2)中的工件在炉中升温至850-870℃淬火，并在PAG淬火冷却液中保温1-1.5小时，PAG淬火冷却液的浓度控制在2±0.3％以内，然后在410-430℃的回火炉内保温1-2小时后空冷至常温；

4)磁力探伤：将经步骤3)中的工件进行磁力探伤；

5)将经步骤4)中的工件进行抛丸清理；

6)将经步骤5)中的工件进行精加工；

7)将经步骤6)中的工件进行磷化处理；

8)检验入库。 

上述方案中的PAG淬火冷却液，是由聚烷撑乙二醇(Polyaleneglycol)聚合物加添加剂中的水溶剂的水溶性淬火介质。聚烷撑乙二醇是一种环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物，简称PAG。

本方案的优点在于：

(1)把粗锻改为精锻，减少一道工序(粗车)，节省材料，降低成本。

(2)把锻后的预先热处理正火改为等温退火，采用氮保护辊俸式连续等温退火炉，其传动系统、温控等均由计算机控制，自动化和控制精度高，不仅退火周期缩短、能耗小，炉温均匀性与硬度均匀性好，而且实现了无氧化脱碳退火。和普通空冷正火相比，等温退火能获得更加优良和均匀的预备组织；因此，在随后的调质淬火中产生的淬火变形更小，工件在氮保护环境中加热避免了氧化损耗，可节约20％左右的材料。

(3)震底炉依靠炉底自身往复振动，使工件从装料端移向出料端而完成加热工艺的。电磁震底炉利用共振驱动零件向前移动，其结构简单，驱动力较小，采用时间继电器调节加热时间，而且震底炉的设备造价较低，热处理效率高，维修费用又较低，因此热处理成本也较低。