一种高强风电螺栓的梯度回火工艺的制作方法

一种高强风电螺栓的梯度回火工艺
【技术领域】
1.本发明涉及螺栓加工技术领域，特别是一种高强风电螺栓的梯度回火工艺的技术领域。


背景技术：

2.高强螺栓是由高强度钢制造的螺栓，还有一些需要施以较大预紧力的螺栓，也可称为高强度螺栓。高强螺栓连接具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳、以及在动力荷载作用下不致松动等优点，被广泛运用于桥梁、钢轨、高压及超高压设备的连接。
3.风电的迅速发展也越来越多地使用到高强螺栓，为了提高高强螺栓的性能，通常高强螺栓在加工过程中会经过一种热处理工艺，但高强螺栓在加工过程中若热处理工艺温度调节不当，则会导致高强螺栓硬度过高、螺栓内应力过大，若使用会增加高强螺栓开裂的风险造成连接设备的损坏，造成巨大损失。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种高强风电螺栓的梯度回火工艺，其旨在解决高强螺栓在热处理工艺中温度调节不当导致硬度过高、螺栓内应力过大，使用后易开裂造成连接设备的损坏。
5.为实现上述目的，本发明提出了一种高强风电螺栓的梯度回火工艺，所述梯度回火工艺包括以下步骤：
6.a)将螺栓放至加热炉中加热至875～885℃；
7.b)对螺栓进行淬火处理，淬火温度为850～870℃，保温15～20min后排出加入油淬介质进行油淬冷却至室温；
8.c)将螺栓放进回火炉进行一次回火处理，一次回火温度为500～520℃，保温90～150min后排出进行水淬冷却至室温；
9.d)将螺栓放进回火炉进行二次回火处理，二次回火温度为530～535℃，保温90～150min后排出进行水淬冷却至室温，得到高强风电螺栓。
10.作为优选，所述梯度回火工艺中的螺栓为高强风电螺栓，所述螺栓的化学组成成分为：c:0.32～0.4％,si:0.17～0.37％,mn:0.40～0.70％,cr:0.80～1.10％,mo:0.15～0.25％，其余成分为fe，35crmo材质具有淬透性、疲劳极限及冲击韧性高的特点，在高温下也有高的蠕变强度与持久强度，非常适合用于高强螺栓的制造。
11.作为优选，所述步骤b中使用的油淬介质为郑州大产jef-2m型淬火液，所述步骤b使用普通淬油介质时，因为冷却时间速度不足，试样经过860℃淬火后即使经两次回火后，性能仍然不能满足工艺要求，jf-2m型淬火液主要成分为无机高分子结构，高温时的冷却速度高达200℃/s，而当工件温度为300℃左右时，冷却速度可降至50℃/s，可以确保所述螺栓既淬硬又不开裂。
12.作为优选，所述步骤c、d中回火完毕后使用水淬工艺，所述步骤c中，使用油淬工艺
时，所述螺栓的抗拉强度为814mpa，使用水淬工艺时，所述螺栓的抗拉强度为880mpa，水淬工艺可以更好地增强螺栓的性能。
13.作为优选，所述步骤c中的回火炉包括炉门、炉体、温控器、封口塞、传送带、旋转动机和风机，所述炉门与炉体顶部相连，所述温控器设置于炉体侧边，所述炉体内壁设置有若干风机，所述炉体内壁底部设置有传送带，所述传送带顶部与炉体侧边开口之间设置有封口塞，所述旋转动机设置于炉体底部中心，旋转动机的设置可以使所述回火炉中的螺栓在旋转动机的运动中均匀散开，防止螺栓堆在一起导致部分螺栓受热不均匀，风机也能够使炉内的加热气体均匀混合，降低不完全加热的热损失。
14.作为优选，所述炉门中部设置有第一把手，所述炉门外表面两侧设置有第一橡胶密封圈，所述封口塞中部设置有第二把手，所述封口塞外表面设置有第二橡胶密封圈，把手的设置更加便于回火炉的开关，橡胶圈能够使所述回火炉产生更好的密封效果，防止回火炉内温度过高的气体泄露影响回火效果，也能避免加热气体对人员的伤害。
15.作为优选，所述炉体包括炉壳和炉腔，所述炉壳内设置有保温隔热层，所述炉壳与炉腔之间设置有加热管，能够防止回火炉外表面温度过高烫伤人员。
16.作为优选，所述炉体一侧含有开口，所述炉体内的炉腔底部上方设置有传送带，所述开口高度大于传送带的高度，所述传送带的长度大于炉体的长度，所述传送带一端凸出炉体，所述传送带可以将回火完毕的螺栓自动排出回火炉以节省人力。
17.本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明一种高强风电螺栓的梯度回火工艺，通过采用高温二次回火，降低淬火后螺栓的硬度，消除淬火后螺栓内的应力，解决高强螺栓在热处理工艺中温度调节不当导致硬度过高、螺栓内应力过大，使用后会增加高强螺栓开裂的风险导致连接设备的损坏，造成巨大的损失。
18.本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
19.图1是本发明一种高强风电螺栓的梯度回火工艺中步骤c中的回火炉的简单结构示意图。
20.图2是本发明一种高强风电螺栓的梯度回火工艺中步骤c中的回火炉的详细结构示意图。
21.图中：1-炉门、2-第一橡胶密封圈、3-炉体、4-温控器、5-第二橡胶密封圈、6-封口塞、7-传送带、8-旋转动机、9-风机、11-第一把手、31-炉壳、32-保温隔热层、33-加热管、34-炉腔、61-第二把手。
【具体实施方式】
22.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
23.实施例1
24.本实施例中高强风电螺栓的梯度回火工艺包括以下步骤：
25.a)将螺栓放至加热炉中加热至880℃；
26.b)对螺栓进行淬火处理，淬火温度为853℃，保温16min后排出加入油淬介质进行油淬冷却至室温；
27.c)将螺栓放进回火炉进行一次回火处理，一次回火温度为506℃，保温90min后排出进行水淬冷却至室温；
28.d)将螺栓放进回火炉进行二次回火处理，二次回火温度为532℃，保温90min后排出进行水淬冷却至室温，得到高强风电螺栓。
29.实施例2
30.本实施例中高强风电螺栓的梯度回火工艺包括以下步骤：
31.a)将螺栓放至加热炉中加热至880℃；
32.b)对螺栓进行淬火处理，淬火温度为862℃，保温19min后排出加入油淬介质进行油淬冷却至室温；
33.c)将螺栓放进回火炉进行一次回火处理，一次回火温度为511℃，保温120min后排出进行水淬冷却至室温；
34.d)将螺栓放进回火炉进行二次回火处理，二次回火温度为541℃，保温120min后排出进行水淬冷却至室温，得到高强风电螺栓。
35.实施例3
36.本实施例中高强风电螺栓梯度回火工艺包括以下步骤：
37.a)将螺栓放至加热炉中加热至880℃；
38.b)对螺栓进行淬火处理，淬火温度为869℃，保温24min后排出加入油淬介质进行油淬冷却至室温；
39.c)将螺栓放进回火炉进行一次回火处理，一次回火温度为518℃，保温150min后排出进行水淬冷却至室温；
40.d)将螺栓放进回火炉进行二次回火处理，二次回火温度为534℃，保温150min后排出进行水淬冷却至室温，得到高强风电螺栓。
41.将上述实施例1～3中的螺栓进行性能测试，所述实施例1得到的高强风电螺栓抗拉强度为1230mpa，硬度为387hb，伸长率为35.5％；所述实施例2得到的高强风电螺栓抗拉强度为1245mpa，硬度为389hb，伸长率为43.5％；所述实施例3得到的高强风电螺栓抗拉强度为1215mpa，硬度为379hb，伸长率为46％。
42.参阅图1，所述步骤c中的回火炉包括炉门 1、炉体 3、温控器 4、封口塞6、传送带7、旋转动机8和风机9，所述炉门1与炉体3顶部相连，所述温控器4设置于炉体3侧边，所述炉体3内壁设置有若干风机9，所述炉体3内壁底部设置有传送带7，所述传送带7顶部与炉体3侧边开口之间设置有封口塞6，所述旋转动机8设置于炉体3底部中心，旋转动机8的设置可以使所述回火炉中的螺栓在旋转动机8的运动中均匀散开，防止螺栓堆在一起导致部分螺栓受热不均匀，风机9也能够使炉内的加热气体均匀混合，降低不完全加热的热损失。
43.参阅图 2，所述炉门1中部设置有第一把手 11，所述炉门1外表面两侧设置有第一橡胶密封圈 2，所述封口塞6中部设置有第二把手 61，所述封口塞6外表面设置有第二橡胶密封圈5，把手的设置更加便于回火炉的开关，橡胶圈能够使所述回火炉产生更好的密封效果，防止回火炉内温度过高的气体泄露影响回火效果，也能避免加热气体对人员的伤害。所
述炉体3包括炉壳31和炉腔34，所述炉壳31内设置有保温隔热层32，所述炉壳31与炉腔34之间设置有加热管33，能够防止回火炉外表面温度过高烫伤人员。所述炉体3一侧含有开口，所述炉体3内的炉腔34底部上方设置有传送带7，所述开口高度大于传送带7的高度，所述传送带7的长度大于炉体3的长度，所述传送带7一端凸出炉体3，所述传送带7可以将回火完毕的螺栓自动排出回火炉以节省人力。
44.本发明一种高强风电螺栓的梯度回火工艺在工作过程中，通过采用高温二次回火，一次回火为500℃保温180min,能够使螺栓淬硬，二次回火温度为530～535℃保温180min,能够降低淬火后螺栓的硬度使螺栓硬度不至于过大导致开裂，还能消除淬火后螺栓内的应力，解决高强螺栓在热处理工艺中温度调节不当导致硬度过高、螺栓内应力过大，使用后会增加高强螺栓开裂的风险导致连接设备的损坏，造成巨大的损失。
45.上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种高强风电螺栓的梯度回火工艺，其特征在于：所述梯度回火工艺包括以下步骤：a)将螺栓放至加热炉中加热至875～885℃；b)对螺栓进行淬火处理，淬火温度为850～870℃，保温15～25min后排出加入油淬介质进行油淬冷却至室温；c)将螺栓放进回火炉进行一次回火处理，一次回火温度为500～520℃，保温90～150min后排出进行水淬冷却至室温；d)将螺栓放进回火炉进行二次回火处理，二次回火温度为530～535℃，保温90～150min后排出进行水淬冷却至室温，得到高强风电螺栓。2.按照权利要求1所述的一种高强风电螺栓的梯度回火工艺，其特征在于：在步骤b中，淬火温度设置为853℃保温16min后进行油淬冷却，所述步骤c中，一次回火温度设置为506℃保温90min后水淬冷却，所述步骤d中，二次回火温度设置为532℃保温90min后水淬冷却。3.按照权利要求1所述的一种高强风电螺栓的梯度回火工艺，其特征在于：在步骤b中，淬火温度设置为862℃保温19min后油淬冷却，所述步骤c中，一次回火温度设置为511℃保温120min后水淬冷却，所述步骤d中，二次回火温度设置为541℃保温120min后水淬冷却。4.按照权利要求1所述的一种高强风电螺栓的梯度回火工艺，其特征在于：在步骤b中，淬火温度设置为869℃保温24min后油淬冷却，所述步骤c中，一次回火温度设置为518℃保温150min后水淬冷却，所述步骤d中，二次回火温度设置为534℃保温150min后水淬冷却。5.按照权利要求1所述的一种高强风电螺栓的梯度回火工艺，其特征在于：所述步骤b中使用的油淬介质为郑州大产jef-2m型淬火。6.按照权利要求1所述的一种高强风电螺栓的梯度回火工艺，其特征在于：所述步骤c、d中回火完毕后使用水淬工艺，所述步骤c中，使用油淬工艺时，所述螺栓的抗拉强度为1225mpa，使用水淬工艺时，所述螺栓的抗拉强度为1243mpa。7.按照权利要求1所述的一种高强风电螺栓的梯度回火工艺，其特征在于：所述步骤c中的回火炉包括炉门(1)、炉体(3)、温控器(4)、封口塞(6)、传送带(7)、旋转动机(8)和风机(9)，所述炉门(1)与炉体(3)顶部相连，所述温控器(4)设置于炉体(3)侧边，所述炉体(3)内壁设置有若干风机(9)，所述炉体(3)内壁底部设置有传送带(7)，所述传送带(7)与炉体(3)侧边开口之间设置有封口塞(6)，所述旋转动机(8)设置于炉体(3)底部中心。8.按照权利要求4所述的一种高强风电螺栓的梯度回火工艺，其特征在于：所述炉门(1)中部设置有第一把手(11)，所述炉门(1)外表面两侧设置有第一橡胶密封圈(2)，所述封口塞(6)中部设置有第二把手(61)，所述封口塞(6)外表面设置有第二橡胶密封圈(5)。9.按照权利要求4所述的一种高强风电螺栓的梯度回火工艺，其特征在于：所述炉体(3)包括炉壳(31)和炉腔(34)，所述炉壳(31)内设置有保温隔热层(32)，所述炉壳(31)与炉腔(34)之间设置有加热管(33)。10.按照权利要求4所述的一种高强风电螺栓的梯度回火工艺，其特征在于：所述炉体(3)一侧含有开口(10)，所述炉体(3)内的炉腔(34)底部上方设置有传送带(7)，所述开口(10)的高度大于传送带(7)的高度，所述传送带(7)的长度大于炉体(3)的长度，所述传送带(7)一端凸出炉体(3)。

技术总结
本发明提出了一种高强风电螺栓的梯度回火工艺，梯度回火工艺步骤为：螺栓加热至875～885℃-850～870℃淬火15～25min后油淬冷却-500～520℃放入回火炉一次回火90～150min后水淬冷却-530～535℃二次回火90～150min后水淬冷却，回火炉包括炉门、炉体、温控器、封口塞、传送带、旋转动机和风机，炉门与炉体顶部相连，温控器设置于炉体侧边，炉体内壁设置有若干风机，炉体内壁底部设置有传送带，传送带顶部与炉体侧边开口之间设置有封口塞，旋转动机设置于炉体底部中心，本发明采用高温二次回火，可降低淬火后螺栓的硬度，消除淬火后螺栓内的应力，解决高强螺栓在热处理工艺中温度调节不当导致硬度过高、螺栓内应力过大，使用后会增加高强螺栓开裂的风险。高强螺栓开裂的风险。高强螺栓开裂的风险。


技术研发人员：姜明辉
受保护的技术使用者：海盐鼎丰紧固件股份有限公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/8/21