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CN111520387A - 一种锻件销轴及其加工工艺 - Google Patents

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CN111520387A
CN111520387A CN202010485623.8A CN202010485623A CN111520387A CN 111520387 A CN111520387 A CN 111520387A CN 202010485623 A CN202010485623 A CN 202010485623A CN 111520387 A CN111520387 A CN 111520387A
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Ningbo Swi Kuo Industrial Co ltd
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Ningbo Swi Kuo Industrial Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种锻件销轴及其加工工艺，属于链销加工技术领域。所述的锻件销轴包括本体以及缠绕在本体表面的加强层，所述的加强层由碳纤维布预浸渍材料经过固化得到，所述的螺母本体由合金钢制成。本发明锻件销轴采用合金钢为本体，在本体表面缠绕由碳纤维布预浸渍材料经过固化而成的加强层，进一步提高销轴的机械性能；且在本体制备中，先对合金钢做中频加热，然后进行热轧，并结合二次退火处理，再采用冷锻成型，进一步锻件销轴的强度、韧性、塑性，同时保证锻件销轴的精密度，并大大提高了生产效率。

Description

一种锻件销轴及其加工工艺
技术领域
本发明涉及一种锻件销轴及其加工工艺，属于链销加工技术领域。
背景技术
销轴是紧固件中的一种，既可静态固定连接，亦可与被连接件做相对运动，主要用于两零件的铰接处，构成铰链连接。销轴通常用开口销锁定，工作可靠，拆卸方便。紧固件在服役过程中对永久伸长量具有严格的要求，不允许发生过量变形，冷作强化非调质钢制作高强螺栓是在冷拉拔、冷镦和搓丝等冷作强化操作下直接制作，冷作强化后的变形组织状态决定着高强螺栓紧固后的永久伸长性能，非调质钢由于未经过回火过程的稳定化处理，易发生塑性变形，永久伸长量较大，通过非调质钢制成的各种紧固件的永久伸长性能也无法达到要求。且现有技术中的销轴基本都是以合金钢通过机械加工制成，在强度、耐磨性、精度都还有待改善。
发明内容
本发明针对现有技术所存在的缺陷，提供一种机械性能好，精度高的锻件销轴。
本发明的上述目的可以通过以下技术方案得以实施：
一种锻件销轴，所述的锻件销轴包括本体以及缠绕在本体表面的加强层，所述的加强层由碳纤维布预浸渍材料经过固化得到，所述的螺母本体由合金钢制成。
优选地，所述加强层的厚度为0.05-0.3mm。
优选地，碳纤维布预浸渍材料由碳纤维布与环氧树脂浸渍胶经过浸渍、烘培，使环氧树脂浸渍胶在碳纤维布形成半固化物而成，其中，半固化物的重量百分比为40-60％，碳纤维布的质量百分比为40-60％。
优选地，所述的本体所用的合金钢的成分及其质量百分比为：C0.36-0.42％，Si0.88-1.2％，Mn1.6-2.5％，P≤0.025％，S≤0.025％，Cr0.55-0.78％，Mo0.25-0.35％，V0.12-0.22％，Ti 0.12-0.25％，Nb0.05-0.15％，余量为Fe和不可避免的夹杂。
上述锻件销轴的加工工艺包括如下步骤：
制备碳纤维布预浸渍材料备用；
将本体合金钢熔炼并铸造成钢坯；
将钢坯先进行中频加热，再依次进行热轧制成钢板；
将钢板先进行二次退火处理，再冷锻、机加工得销轴本体；
将碳纤维布预浸渍材料缠绕在销轴本体的外部侧壁上，经加热固化，机械加工得锻件销轴。
优选地，碳纤维布预浸渍材料由以下方法制得：将碳纤维布浸渍与环氧树脂浸渍胶中，充分浸渍后加热烘培，使环氧树脂浸渍胶在碳纤维布上形成半固化物。
优选地，所述的中频加热的温度为960-1020℃，频率为15-25s。
优选地，热轧具体为在920-940℃下热轧，然后以60-80℃/秒的冷却速度冷却至室温。
优选地，二次退火处理具体为：将钢板加热至750-760℃并保温2-5min，接着在2-3min中内冷却至580-620℃，在580-620℃下保温2-5min，然后冷却至室温；然后再加热至720-750℃并保温2-5min，接着在3-5min中内冷却至250-280℃，在250-280℃下保温2-5min，然后冷却至室温。
与现有技术相比，本发明锻件销轴采用合金钢为本体，在本体表面缠绕由碳纤维布预浸渍材料经过固化而成的加强层，进一步提高销轴的机械性能；且在本体制备中，先对合金钢做中频加热，然后进行热轧，并结合二次退火处理，再采用冷锻成型，进一步锻件销轴的强度、韧性、塑性，同时保证锻件销轴的精密度，并大大提高了生产效率。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
将碳纤维布浸渍与环氧树脂浸渍胶中，充分浸渍后加热烘培，使环氧树脂浸渍胶在碳纤维布上形成半固化物，得碳纤维布预浸渍材料；其中，半固化物的重量百分比为50％，碳纤维布的质量百分比为50％；
将锻件销轴本体所用的合金钢熔炼并铸造成钢坯，合金钢的成分及其质量百分比为：C0.38％，Si0.10％，Mn2.1％，P≤0.025％，S≤0.025％，Cr0.66％，Mo0.30％，V0.18％，Ti 0.16％，Nb0.1％，余量为Fe和不可避免的夹杂；
将钢坯先在990℃下进行中频加热，再在930℃下热轧，然后以70℃/秒的冷却速度冷却至室温制成钢板；
将钢板先进行二次退火处理具体为：将钢板以35℃/秒的平均速度加热至755℃并保温3min，接着在3min中内冷却至600℃，在600℃下保温3min，然后冷却至室温；然后以35℃/秒的平均速度加热至730℃并保温3min，接着在4min中内冷却至265℃，在265℃下保温3min，然后冷却至室温，再将退火后的钢板冷锻、机加工得销轴本体；
将碳纤维布预浸渍材料缠绕在销轴本体的外部侧壁上，加热至155℃下固化4h，机械加工得在本体表面缠绕有厚度为0.1mm的加强层的锻件销轴。该实施例制得的锻件销轴的拉伸强度722MPa，屈服强度为955MPa。
实施例2
将碳纤维布浸渍与环氧树脂浸渍胶中，充分浸渍后加热烘培，使环氧树脂浸渍胶在碳纤维布上形成半固化物，得碳纤维布预浸渍材料；其中，半固化物的重量百分比为45％，碳纤维布的质量百分比为55％；
将锻件销轴本体所用的合金钢熔炼并铸造成钢坯，合金钢的成分及其质量百分比为：C0.40％，Si0.96％，Mn2.3％，P≤0.025％，S≤0.025％，Cr0.72％，Mo0.28％，V0.2％，Ti0.15％，Nb0.12％，余量为Fe和不可避免的夹杂；
将钢坯先在1000℃下进行中频加热，再在925℃下热轧，然后以65℃/秒的冷却速度冷却至室温制成钢板；
将钢板先进行二次退火处理具体为：将钢板以25℃/秒的平均速度加热至752℃并保温4min，接着在3min中内冷却至590℃，在590℃下保温4min，然后冷却至室温；然后以25℃/秒的平均速度加热至725℃并保温4min，接着在4min中内冷却至270℃，在270℃下保温4min，然后冷却至室温，再将退火后的钢板冷锻、机加工得销轴本体；
将碳纤维布预浸渍材料缠绕在销轴本体的外部侧壁上，加热至140℃下固化5h，机械加工得在本体表面缠绕有厚度为0.2mm的加强层的锻件销轴。该实施例制得的锻件销轴的拉伸强度712MPa，屈服强度为928MPa。
实施例3
将碳纤维布浸渍与环氧树脂浸渍胶中，充分浸渍后加热烘培，使环氧树脂浸渍胶在碳纤维布上形成半固化物，得碳纤维布预浸渍材料；其中，半固化物的重量百分比为40％，碳纤维布的质量百分比为60％；
将锻件销轴本体所用的合金钢熔炼并铸造成钢坯，合金钢的成分及其质量百分比为：C0.36％，Si1.2％，Mn1.6％，P≤0.025％，S≤0.025％，Cr0.78％，Mo0.25％，V0.22％，Ti0.12％，Nb0.15％，余量为Fe和不可避免的夹杂；
将钢坯先在970℃下进行中频加热，再在935℃下热轧，然后以75℃/秒的冷却速度冷却至室温制成钢板；
将钢板先进行二次退火处理具体为：将钢板以50℃/秒的平均速度加热至760℃并保温2min，接着在2min中内冷却至620℃，在620℃下保温2min，然后冷却至室温；然后以50℃/秒的平均速度加热至750℃并保温2min，接着在3min中内冷却至280℃，在280℃下保温2min，然后冷却至室温，再将退火后的钢板冷锻、机加工得销轴本体；
将碳纤维布预浸渍材料缠绕在销轴本体的外部侧壁上，加热至160℃下固化2h，机械加工得在本体表面缠绕有厚度为0.3mm的加强层的锻件销轴。该实施例制得的锻件销轴的拉伸强度707MPa，屈服强度为940MPa。
实施例4
将碳纤维布浸渍与环氧树脂浸渍胶中，充分浸渍后加热烘培，使环氧树脂浸渍胶在碳纤维布上形成半固化物，得碳纤维布预浸渍材料；其中，半固化物的重量百分比为60％，碳纤维布的质量百分比为40％；
将锻件销轴本体所用的合金钢熔炼并铸造成钢坯，合金钢的成分及其质量百分比为：C0.42％，Si0.88％，Mn2.5％，P≤0.025％，S≤0.025％，Cr0.55％，Mo0.35％，V0.12％，Ti 0.25％，Nb0.05％，余量为Fe和不可避免的夹杂；
将钢坯先在960℃下进行中频加热，再在920℃下热轧，然后以60℃/秒的冷却速度冷却至室温制成钢板；
将钢板先进行二次退火处理具体为：将钢板以20℃/秒的平均速度加热至750℃并保温5min，接着在3min中内冷却至580℃，在580℃下保温5min，然后冷却至室温；然后以20℃/秒的平均速度加热至720℃并保温5min，接着在5min中内冷却至250℃，在250℃下保温5min，然后冷却至室温，再将退火后的钢板冷锻、机加工得销轴本体；
将碳纤维布预浸渍材料缠绕在销轴本体的外部侧壁上，加热至135℃下固化5h，机械加工得在本体表面缠绕有厚度为0.05mm的加强层的锻件销轴。该实施例制得的锻件销轴的拉伸强度708MPa，屈服强度为932MPa。
综上所述，本发明锻件销轴采用合金钢为本体，在本体表面缠绕由碳纤维布预浸渍材料经过固化而成的加强层，进一步提高销轴的机械性能；且在本体制备中，先对合金钢做中频加热，然后进行热轧，并结合二次退火处理，再采用冷锻成型，进一步锻件销轴的强度、韧性、塑性，同时保证锻件销轴的精密度，并大大提高了生产效率。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种锻件销轴，其特征在于，所述的锻件销轴包括本体以及缠绕在本体表面的加强层，所述的加强层由碳纤维布预浸渍材料经过固化得到，所述的螺母本体由合金钢制成。
2.根据权利要求1所述的锻件销轴，其特征在于，所述加强层的厚度为0.05-0.3mm。
3.根据权利要求1所述的锻件销轴，其特征在于，碳纤维布预浸渍材料由碳纤维布与环氧树脂浸渍胶经过浸渍、烘培，使环氧树脂浸渍胶在碳纤维布形成半固化物而成，其中，半固化物的重量百分比为40-60％，碳纤维布的质量百分比为40-60％。
4.根据权利要求1所述的锻件销轴，其特征在于，所述的本体所用的合金钢的成分及其质量百分比为：C0.36-0.42％，Si0.88-1.2％，Mn1.6-2.5％，P≤0.025％，S≤0.025％，Cr0.55-0.78％，Mo0.25-0.35％，V0.12-0.22％，Ti0.12-0.25％，Nb0.05-0.15％，余量为Fe和不可避免的夹杂。
5.一种如权利要求1-4任一所述的锻件销轴的加工工艺，其特征在于，所述的加工工艺包括如下步骤：
制备碳纤维布预浸渍材料备用；
将本体合金钢熔炼并铸造成钢坯；
将钢坯先进行中频加热，再依次进行热轧制成钢板；
将钢板先进行二次退火处理，再冷锻、机加工得销轴本体；
将碳纤维布预浸渍材料缠绕在销轴本体的外部侧壁上，经加热固化，机械加工得锻件销轴。
6.根据权利要求5所述的锻件销轴的加工工艺，其特征在于，碳纤维布预浸渍材料由以下方法制得：将碳纤维布浸渍与环氧树脂浸渍胶中，充分浸渍后加热烘培，使环氧树脂浸渍胶在碳纤维布上形成半固化物。
7.根据权利要求5所述的锻件销轴的加工工艺，其特征在于，所述的中频加热的温度为960-1020℃，频率为15-25s。
8.根据权利要求5所述的锻件销轴的加工工艺，其特征在于，热轧具体为在920-940℃下热轧，然后以60-80℃/秒的冷却速度冷却至室温。
9.根据权利要求5所述的锻件销轴的加工工艺，其特征在于，二次退火处理具体为：将钢板加热至750-760℃并保温2-5min，接着在2-3min中内冷却至580-620℃，在580-620℃下保温2-5min，然后冷却至室温；然后再加热至720-750℃并保温2-5min，接着在3-5min中内冷却至250-280℃，在250-280℃下保温2-5min，然后冷却至室温。
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