[发明专利]航空用紧固件及其制备方法

说明书

本发明提供一种航空用紧固件及其制备方法，所述原料的设计成分按重量百分比为：C为≤0.08%，Mn为≤2.0%，P为≤0.03%，S为≤0.02%，Si为≤1.0%，Ni为24.0~27.0%，Cr为13.5~16.0%，Mo为1.0~1.5%，Ti为1.75~2.3%，Al为≤0.4%，V为0.1~0.5%，B为0.001~0.010%，Cu为≤0.25%，余量为Fe。本发明的紧固件不仅拥有好的强度以及硬度，还具有良好的高温抗腐蚀能力，良好的工艺性能，高的热强度，完全可以达到航空用承力件紧固件对材料的要求。

技术领域

本发明涉及合金领域，尤其涉及一种航空用紧固件及其制备方法。

背景技术

紧固件是作紧固连接用且应用极为广泛的一类基础机械零件，而且紧固件是适用范围极为广泛的一种产品。在紧固件的使用中，紧固件往往面临着恶劣的工作环境，如高温、腐蚀等。尤其是航空航天领域使用的紧固件，要求材料在具有高强度的同时，还需满足抗氧化性以及耐腐蚀性能等。但在实际生产过程中发现，现有工艺生产出的合金见往往不能满足紧固件设计指标要求。现有的紧固件产品，在使用一段时间后就会因耐腐蚀性能不足而需要更换，而且抗氧化性差、稳定性差、塑性差、强度不高，往往还存在严重的安全隐患。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种航空用紧固件及其制备方法，以解决现有技术中的上述问题。

为达上述目的，本发明提供一种的航空用紧固件的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

(1)原料准备：按照设计成分配料，且所有原料需经过烘烤脱气，其中，所述原料的设计成分按重量百分比为：C为≤0.08％，Mn为≤2.0％，P为≤0.03％，S为≤0.02％，Si为≤1.0％，Ni为24.0～27.0％，Cr为13.5～16.0％，Mo为1.0～1.5％，Ti为1.75～2.3％，Al为≤0.4％，V为0.1～0.5％，B为0.001～0.010％，Cu为≤0.25％，余量为Fe；

(2)中频感应冶炼：采用中频感炉对所述原料进行冶炼，冶炼成电极棒，并对所述电极棒进行检查清理，表面修磨及清整；

(3)电渣重熔：对电极棒执行电渣重熔工艺，得到电渣钢锭，其中，电渣电流为4000～5000A，电渣电压为50～55V；

(4)锻造：将所述电渣钢锭加热至温度1100℃～1120℃，并保温大于2小时，锻造成锻棒，其中，开锻温度大于1020℃，停锻温度大于950℃；

(5)热处理：对所述锻棒进行固溶处理，在980℃～1000℃的温度下保温1～2小时，并进行油冷；以及，对固溶处理后的锻棒进行硬化热处理，在700℃～720℃的温度下保温12h～16h，并进行空冷，获得航空用紧固件。

优选地，所述步骤(2)中，熔化温度为1393～1427℃，精炼温度为1520℃～1540℃，精炼时间大于35分钟，出钢温度为1540℃～1560℃。

优选地，所述步骤(2)中，还包括对电极棒取样并进行熔炼分析，以控制所述电渣钢锭的化学组分与所述航空用紧固件的化学组分相符。

优选地，所述步骤(3)还包括，于所述电渣重熔工艺的后期进行补缩操作，补缩时间大于20分钟，且电渣钢锭空冷。

优选地，所述步骤(3)中，每两支电极棒氩弧焊接后电渣一支钢锭，每支电极棒的重量为260Kg，每支电渣钢锭的重量为400～480Kg。

优选地，所述步骤(3)中还包括，将电渣钢锭的两端部切除，且头部切除率大于等于2％，尾部切除率大于等于1.5％。

优选地，所述步骤(4)中，还包括，于第一火开方后对电渣钢锭进行表面修磨去除裂纹缺陷；以及，对所述锻棒100％进行超声波探伤检查。

优选地，所述航空用紧固件包括螺栓、螺母、螺柱及/或垫片。