一种高性能的套筒工具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于紧固工具技术领域，涉及一种高性能的套筒工具。
【背景技术】
[0002] 套筒工具指的是一种能松紧的专用工具，在日常的生产和生活中，机械类物件在 维修和保养时，常常需要上紧较多的螺丝机构，一般的套筒工具拧紧或卸松的效率较低，且 螺丝的拧紧程度不够，造成物件的不能正常使用，甚至导致物件的损坏。
[0003] 现有技术的套筒工具包括套筒和手柄，在套筒的下端固连有六角形槽，套筒工具 通过转动手柄带动固连在手柄上的六角形槽转动，此类套筒工具存在以下技术问题，1、现 有的套筒工具只能通过转动与六角形槽相连的手柄松紧螺丝机构，此类套筒工具由于转动 角度限定，从而需要多次重复转动手柄而松紧螺丝机构，松紧的效率低；2、六角形槽与手柄 固连不能拆卸，导致套筒工具的使用对象单一，降低了工作效率；3、套筒工具的性能一般， 尤其是套筒在工作时磨损严重，使用寿命短。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种松紧的效率高，使用 范围广，使用寿命长的高性能的套筒工具。
[0005] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种高性能的套筒工具，包括主体、设 置于主体内的主轴与套筒，所述主轴与套筒相连且套筒位于主体与主轴之间，主轴一端伸 出主体外且在该端设置有用于松紧螺丝的松紧套，在主轴与套筒之间设置有传动装置，所 述套筒在主体内周向转动并通过传动装置使主轴随套筒同步转动，所述套筒材料主要由 以下重量百分比的化学成分组成：C :0· 25-0. 40%，Si :0· 35-0. 45 %，Mn :0· 70-0. 90%，Cr : 0· 80-1. 50%，Ni :0· 10-0. 20%，Cu :0· 10-0. 30%，Ti :0· 05-0. 10%，V :0· 10-0. 25%，余量 为Fe及其他不可避免的杂质。
[0006] 本发明通过压动手柄在竖直方向上的滑移带动主动轴周向转动，并使从动轴上紧 或卸松螺丝，代替了现有技术的套筒工具通过周向转动手柄，带动与手柄固连的套筒上紧 或卸松螺丝，避免了由于手柄的转动角度而限定螺丝的上紧或卸松的程度，提高了螺丝的 上紧或卸松的效率。且本发明改良套筒工具中从动轴上设有套筒，能更换不同尺寸的套筒， 从而扩大了本发明适用范围，在使用过程中，方便了使用者的使用，提高了使用效率。此外， 本发明改良套筒工具中的套筒采用合金钢制得，为了获得适合本发明套筒工具中套筒的材 料在现有技术的45号钢的基础上严格控制各合金元素的成分配比，进一步添加了适量的 Ti和V元素，并大大提高了 Si、Mn、Cr元素的含量，进一步适当降低了 C、Ni元素的含量。 而在合金技术领域中，一个成分的微小改变都能导致合金性能的剧烈变化，不同的元素以 及它们在材料中的含量，及各元素之间的配合都决定了套筒的性能。本发明采用上述合金 钢制得的具有较好的机械性能，尤其是硬度、抗拉强度、塑性和冲击韧性的套筒，从而达到 延长套筒使用寿命的目的，进而达到延长套筒工具使用寿命的目的，节约能源。
[0007] 其中主要元素碳（C)可以随着碳含量的增加，可以提高套筒的屈服点和抗拉强 度，但若碳含量过大，套筒的塑性和冲击性降低，还会影响套筒的耐腐蚀能力，因此，本发明 在45号钢的基础上适当降低了 C的含量，将其控制在0. 25-0. 40%。镍（Ni)既能提高套筒 的强度，又可以保持良好的塑性和韧性，还具有较高的耐腐蚀能力和耐热能力，但是镍是较 稀缺的资源，因此，在保证套筒性能的前提下尽量降低Ni的含量，将其限定在0. 10-0. 20% 之间。
[0008] 在本发明高性能的套筒工具的套筒中，还大大提高了 Si、Mn、Cr元素的含量，同时 将Si提高至0. 35-0. 45 %，将Mn提高至0. 70-0. 90 %，将Cr含量提高至0. 60-1. 20 %，在大 大提高套筒的强度、硬度、耐腐蚀性和耐热能力的同时获得较高的表面加工质量，并保持良 好的塑性和韧性。其中，硅（Si)是碳素钢中的常见元素之一，其和氧的亲合力仅次于铝和 钒，本发明进一步限定了套筒合金钢中的硅含量，使其在提高硬度和强度的同时可作还原 剂和脱氧剂。锰（Mn)不仅与Fe形成固溶体，提高套筒钢中的铁素体和奥氏体的硬度和强 度，还可与S形成MnS，避免因硫导致的热脆现象，从而改善套筒的热加工性能。
[0009] 另外，本发明套筒在45号钢的基础上添加了 Ti和V，Ti和V都可以细化晶粒， Ti能使套筒的内部组织致密，降低时效敏感性和冷脆性，提高套筒的耐腐蚀性能。在加入 0. 05-0. 10% Ti的同时加入0. 10-0. 25%的V，能更有效地提高套筒的韧性、耐腐蚀性能。
[0010] 其中，所述杂质中S元素的质量百分比小于等于0.030%，P元素的质量百分比小 于等于0· 030%。
[0011] 一般情况下，硫作为杂质元素常以非金属化合物（如FeS、FeO)型式存在于合金钢 中，形成非金属夹杂，从而导致材料性能的劣化，尤其是引起材料的热脆性，降低合金钢的 延展性和韧性，但当含硫量小于0.030%时，它的有害作用就不那么明显了，相反还可以改 善套筒的加工性能。
[0012] 磷和硫一样，是合金钢中有害元素，对套筒的机械性能均有特别有害的影响，但当 磷从降到0. 030%，套筒的塑性、韧性、耐磨性均可提高40% -50%。因此，本发明将合金钢 中磷的含量严格控制在0.030%以内，可以降低磷的有害作用，提高套筒的抗拉强度。
[0013] 作为优选，所述套筒材料主要由以下重量百分比的化学成分组成：C :0. 35%，Si : 0· 40%，Mn :0· 85%，Cr :1· 20%，Ni :0· 20%，Cu :0· 30%，Ti :0· 08%，V :0· 20%，余量为 Fe 及其他不可避免的杂质。
[0014] 作为优选，所述套筒材料主要由以下重量百分比的化学成分组成：C :0. 25%，Si : 0· 45%，Mn :0· 70%，Cr :1· 50%，Ni :0· 10%，Cu :0· 30%，Ti :0· 05%，V :0· 25%，余量为 Fe 及其他不可避免的杂质。
[0015] 作为优选，所述套筒材料主要由以下重量百分比的化学成分组成：C:0. 40%，Si : 0· 35%，Mn :0· 90%，Cr :0· 80%，Ni :0· 20%，Cu :0· 10%，Ti :0· 10%，V :0· 10%，余量为 Fe 及其他不可避免的杂质。
[0016] 在上述的一种高性能的套筒工具中，所述套筒的加工工艺包括如下步骤：
[0017] S1、按照上述套筒的组成成分及质量百分比称取原料，将原料破碎细化成金属粉 末，并在400MPa-480MPa的压力下轧制成套筒坯料；
[0018] S2、将上述套筒坯料在650-700°C下进行退火处理，然后进行粗加工、调质精加 工；
[0019] S3、将加工后的套筒坯料先后进行粗磨、精磨、抛光、滚光、涂油、浸蚀去氧化层得 套筒半成品；
[0020] S4、将上述处理后的套筒半成品先镀亮铬，再真空镀氮化铝钛，得最终高性能的套 筒工具中的套筒成品。
[0021] 套筒的组成成分及其质量百分比对套筒的机械性能有一定的影响，其加工工艺对 最终形成的套筒的机械性能也有较大的影响。本发明的套筒采用挤压的锻造方法，使原来 的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织，使套筒的偏析、疏松、 气孔、夹渣等压实和焊合，其组织变得更加紧密，提高了套筒的塑性和力学性能。
[0022] 在上述的一种高性能的套筒工具中，套筒加工工艺的步骤S4中所述镀亮铬的电 镀液中含有铬酐120_150g/L、硫酸I. 8-2. 2g/L，镀亮铬的电流密度为28-32A/dm2,镀铬时间 为 50-70s。
[0023] 铬层在大气中很稳定，能长期保持其光泽，在碱、硝酸、硫化物、碳酸盐以及有机酸 等腐蚀介质中非常稳定，且铬层硬度高，耐磨性好，反光能力强，有较好的耐热性。在500°C 以下光泽和硬度均无明显变化；温度大于500°C开始氧化变色；大于700°C才开始变软，在 套筒表面镀亮铬，可显著提高套筒的硬度、耐磨性、耐热性，从而提高套筒的综合性能。
[0024] 在上述的一种高性能的套筒工具中，套筒加工工艺制得套筒氮化铝钛层的厚度为 2. 0 μ m_3· 5 μ m〇
[0025] 通过不断实验发现，2. 0 μ m-3. 5 μ m氮化错钛膜的耐磨能力比10-50 μ m厚度的亮 铬提高10-30倍，从而延长套筒工具使用寿命3-5倍，且氮化铝钛层的表面精细、美观。
[0026] 在上述的一种高性能的套筒工具中，所述传动装置包括与套筒相连的齿圈、设置 于齿圈中部且与主轴相连的太阳轮以及均匀环绕设置于太阳轮四周的若干行星轮，所述行 星轮分别与齿圈和太阳啮合连接。
[0027] 在上述的一种高性能的套筒工具中，所述传动装置包括与套筒相连的主动齿轮、 与主动齿轮平行且同轴设置的从动齿轮以及设置于主动齿轮和从动齿轮之间的若干传动 齿轮，所述主轴依次贯穿主动齿轮与从动齿轮并由从动齿轮的外表面向外伸出。
[0028] 在上述的一种高性能的套筒工具中，在主轴上还设置有插接块且所述插接块设置 于主动齿轮和从动齿轮之间，在插接块的上、下两端面上均固连有若干凸块，在主动齿轮和 从动齿轮上均开设有与凸块相对应的盲孔。
[0029] 在上述的一种高性能的套筒工具中，