专利名称：一种高强度滚丝轮的制造方法
技术领域：
本发明属于材料工艺，尤其涉及一种高强度滚丝轮的制造方法。
背景技术：
12.9级高强度螺栓的大批量生产，在我国的历史不长，但是近几年却发展很快，不仅重型车使用，轿车和轻型车也用，需求与日俱增。滚丝轮作为外螺纹的一种主要加工工具，具有加工效率高、加工工件精度高、工件表面光洁度高等优点，因而在现代紧固件行业得到了广泛的应用。按照国家标准，制造高强度螺栓的材料为42CrMo和35CrMo，硬度为HRC39～42。因此，滚丝轮工作时承受的负荷很大，使用寿命受到极大的影响。作为一种成型工具，滚丝轮的几何精度要求高，我国传统采用微变形的钢种Cr12MoV钢制造，滚制螺纹后热处理。但是，据文献报道和我们自己的实践，用我国制造的滚丝轮滚制12.9级高强度螺栓，每套都只能加工几百至一千多件，导致滚丝轮的消耗和滚丝机的频繁调整，成为影响正常生产的制约因素。在国际上，制造滚丝轮的材料大多是AISID2和SKD11，这两种牌号的材料大致相当于我国的Cr12MoV或Cr12MoV1，但其Mo与V的含量比Cr12MoV稍高一些，因此二者的钢材质量相距甚远。故我国制造的滚丝轮消耗大，使用寿命短；而且滚丝机调整频繁，生产效益低。
发明内容
本发明为了解决目前滚丝轮因材质而导致的消耗大和滚丝机调整频繁的问题，提出一种高强度滚丝轮的制造方法，其特征在于所述滚丝轮的材质选用9Cr6W3Mo2V2钢，即GM钢；并采用真空低温油淬、低温回火的热处理工艺。采用该材质及工艺既保持了滚丝轮的抗压强度，同时又提高了韧性，使其综合机械性能得到提高；制造的高强度滚丝轮的使用寿命达到万件以上；同时生产设备无需任何改变，生产工艺只需略加调整，生产同样数量螺栓所需的滚丝轮数量和机床调整时间都大大减少，显著提高了生产效益。
具体实施例方式在我国新研制的冷作模具钢中，具有与Cr12MoV钢相似的微变形特性而又能避免Cr12MoV钢主要缺点的，当首推9Cr6W3Mo2V2钢，即GM钢。原因在于GM钢所含的C和Cr比Cr12MoV钢低，但是增加了Mo与V的含量，因而减少了引起脆性的因素，改变了碳化物的类型，提高了钢的强韧性；特别适合于制造滚丝轮、冲头等工具模。因此选用GM钢作为高强度滚丝轮的制作材料，并将制得的滚丝轮毛坯采取真空低温油淬、低温回火的热处理工艺，按照以下工艺步骤进行操作第一步，840℃～860℃预热，保温60分钟；第二步，1060℃～1080℃加热，保温50分钟，油淬；第三步，140℃～160℃回火三次，每次保温时间为270分钟。其关键在于淬火温度和回火温度的控制淬火温度的控制在1060℃～1080℃淬火，能得到超细晶粒，对提高钢的韧性非常有利；淬火温度低，溶入奥氏体的合金元素特别是碳含量相对较少，但对不进行二次硬化来说已经足够，同时又可减少淬火马氏体的正方度，从而减少组织应力，为实行低温回火而不致遗留残余应力提供了前提条件。正因为上述这些方面的综合作用，才使所制造的滚丝轮既具有高硬度，又表现出很好的韧性，在使用中显示出优良的服役特性。
回火温度的控制在140℃～160℃回火，主要作用是在保持滚丝轮高硬度的同时消除淬火残余应力，回火的最佳温度为150℃。
采用该工艺制造的高强度滚丝轮既保持了高的抗压强度，同时又提高了韧性，获得了优异的综合机械性能，使用寿命达到万件以上。同时采用此工艺制造高强度滚丝轮，生产设备无需任何改变，生产工艺只需略加调整，生产同样数量螺栓所需的滚丝轮数量和机床调整时间都大大减少，显著提高了生产效益。
权利要求
1.一种高强度滚丝轮的制造方法，其特征在于所述滚丝轮的材质选用9Cr6W3Mo2V2钢，即GM钢；并采用真空低温油淬、低温回火的热处理工艺。
2.如权利要求1所述的高强度滚丝轮的制造方法，其特征在于所述热处理的工艺步骤为第一步，840℃～860℃预热，保温60分钟；第二步，1060℃～1080℃加热，保温50分钟，油淬；第三步，140℃～160℃回火三次，每次保温时间为270分钟。
3.如权利要求2所述的高强度滚丝轮的制造方法，其特征在于所述回火工艺的最佳温度为150℃。
全文摘要
本发明属于材料工艺，尤其涉及一种高强度滚丝轮的制造方法，其特征在于所述滚丝轮的材质选用9Cr6W3Mo2V2钢，即GM钢；并采用真空低温油淬、低温回火的热处理工艺。采用该材质及工艺既保持了滚丝轮的抗压强度，同时又提高了韧性，使其综合机械性能得到提高；制造的高强度滚丝轮的使用寿命达到万件以上；同时生产设备无需任何改变，生产工艺只需略加调整，生产同样数量螺栓所需的滚丝轮数量和机床调整时间都大大减少，显著提高了生产效益。
文档编号B21H3/04GK1410183SQ02139170
公开日2003年4月16日 申请日期2002年10月11日 优先权日2002年10月11日
发明者陈永升, 周家文, 褚东宁 申请人:东风汽车公司