一種耐蝕真空螺絲的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于緊固件制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐蝕真空螺絲的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 真空螺絲又稱(chēng)排氣螺絲，是用于真空系統(tǒng)中的螺絲。其外形與普通螺絲幾乎一樣， 差別在于真空螺絲中軸從頭至尾有一個(gè)貫穿的孔。在真空系統(tǒng)設(shè)備中，螺絲孔一端是封閉 的，當(dāng)螺絲鎖入時(shí)，會(huì)有空氣被"關(guān)"在螺絲尾端以及螺絲孔底端之間（即盲孔）;如用普通螺 絲，當(dāng)系統(tǒng)抽真空時(shí)，這些被"關(guān)"住的空氣，會(huì)因?yàn)槁萁z的阻擋而不會(huì)被迅速抽走，反而會(huì) 在抽真空后從螺紋槽縫隙中緩慢排出，對(duì)真空系統(tǒng)造成影響甚至污染，使系統(tǒng)真空無(wú)法達(dá) 到目標(biāo)值。如果采用真空螺絲，盲孔內(nèi)的氣體會(huì)從螺絲中央貫穿的孔被快速抽走，讓系統(tǒng)真 空達(dá)到目標(biāo)值。因此真空螺絲是真空系統(tǒng)設(shè)備中至關(guān)重要的部件之一。
[0003] 現(xiàn)有的真空螺絲大多采用合金材料進(jìn)行熔煉澆注，再通過(guò)打孔裝置在其中軸出進(jìn) 行貫穿鉆孔。當(dāng)真空螺絲使用在強(qiáng)酸堿等腐蝕較強(qiáng)的環(huán)境中時(shí)，其采用的合金材料在腐蝕 性較強(qiáng)的環(huán)境中無(wú)法達(dá)到預(yù)期的性能效果；并且使用現(xiàn)有方法進(jìn)行鑄造時(shí)，真空螺絲內(nèi)部 容易出現(xiàn)氣孔、縮孔等缺陷，且進(jìn)行鉆孔時(shí)，中軸孔容易發(fā)生偏移，這就導(dǎo)致真空螺絲質(zhì)量 的降低，進(jìn)而對(duì)整個(gè)真空系統(tǒng)設(shè)備造成影響。
[0004] 因此，研制出一種能夠應(yīng)用于強(qiáng)酸堿等腐蝕性較強(qiáng)的環(huán)境中的真空系統(tǒng)設(shè)備中， 且自身各性能優(yōu)異的真空螺絲是本領(lǐng)域技術(shù)人員所急需解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種耐蝕真空螺絲的制造方法。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案： 一種耐蝕真空螺絲的制造方法，方法為：設(shè)備烘干、預(yù)熱除濕、制備合金液、鑄造以及螺 紋加工；鑄造為不等壓鑄造，預(yù)先制作中軸處帶有穿孔的真空螺絲模具，將制備好的合金液 注入真空螺絲模具中進(jìn)行壓力變化的鑄造。
[0007] 具體步驟為： (1) 設(shè)備烘干：除去制備合金液時(shí)需要用到的熔煉設(shè)備表面含有的涂料以及銹跡 等，將其升溫至300-350°C后，在其表面均勻噴涂一層保護(hù)涂料；隨后再將溫度升溫至 400-600°C，保溫0. 5-lh烘干發(fā)黃備用； (2) 預(yù)熱除濕：將后續(xù)中需要用到的原料升溫至100-150°C，并保溫20-30min，進(jìn)行充 分脫水烘干； (3) 制備合金液：按照質(zhì)量百分比：C :1-1. 5%、Mg :5-10%、Mn :1. 2-2%、Si :1. 5-2. 3%、 Nb :0? 5-1%、Ni :0? 2-0. 5%、Zn :0? 2-0. 5%、Cr :0? 5-1. 5%、B :0? 05-0. 15%，其余為碳化鎢的配 比稱(chēng)取合金原料，并放入感應(yīng)熔煉爐中熔煉；熔煉完成后進(jìn)行真空澆注鑄錠，在120_165°C 的溫度下去應(yīng)力處理l_2h ;應(yīng)力處理后將其碾磨成納米合金粉；將納米合金粉與輔料相混 合，攪拌均勾形成合金液； (4) 鑄造：將步驟（3)中的合金液注入鑄造保溫坩堝，設(shè)定不等壓鑄造工藝參數(shù)：氣 源壓力為1. 05-1. 35Mpa，同步壓力為0? 95-1. 05Mpa，升液速度為58-65mm/s，充型速度為 53-70mm/s，增壓速度為 105-115mm/s，結(jié)晶增壓壓力為 0? 012-0. 018Mpa ; 注入模具，進(jìn)行不等壓鑄造的升液、充型、保壓、卸壓；向模具型腔和保溫坩堝同時(shí)通入 壓縮空氣，調(diào)節(jié)升液壓力為〇. 15-0. 21Mpa，充型壓力為0. 15-0. 21Mpa，下工作罐內(nèi)的坩堝 內(nèi)的熔體在壓力差的作用下經(jīng)升液管沿反重力方向充填石英砂鑄型，充型完成后按照設(shè)定 的增壓速度增壓；當(dāng)上下工作罐的壓力差達(dá)到〇. 〇5Mpa時(shí)進(jìn)行保壓，保壓時(shí)間為5-10min ; 之后將合金液平穩(wěn)注入模具中，并在不等壓作用下凝固結(jié)晶形成螺絲本體鑄件；結(jié)晶 時(shí)長(zhǎng)為15-25s，保壓時(shí)間為85-110s，最后卸壓取出，獲得螺絲本體； (5) 螺紋加工：根據(jù)需要對(duì)螺絲本體進(jìn)行車(chē)螺紋，得到真空螺絲。
[0008] 作為優(yōu)選，步驟（3)中的輔料的組成成分以及各成分所占合金原料的質(zhì)量百分比 分別為：聚丙烯：15_25%、潤(rùn)滑劑：1-2%。
[0009] 作為優(yōu)選，步驟（3)中的納米合金粉的顆粒直徑不超過(guò)2 ym。
[0010] 本發(fā)明選用質(zhì)量百分比：C :1-1. 5%、Mg :5-10%、Mn :1. 2-2%、Si :1. 5-2. 3%、Nb : 0? 5-l%、Ni :0? 2-0. 5%、Zn :0? 2-0. 5%、Cr :0? 5-1. 5%、B :0? 05-0. 15%，其余為碳化鎢的配比作 為合金原料；其中C可以提高沖擊韌性，但含碳量過(guò)高也容易造成缺陷，故C的質(zhì)量百分比 選擇在1-1. 5% ;Mg的比強(qiáng)度和比剛度高，并且切削性好；Mn可以提高珠光體含量，進(jìn)而提高 抗拉強(qiáng)度，但當(dāng)含量過(guò)高時(shí)容易產(chǎn)生偏析，降低真空螺絲的塑性以及韌性，因此將Mn的質(zhì) 量百分比控制在1. 2-2% ;Si在貝氏體轉(zhuǎn)變過(guò)程中具有強(qiáng)烈抑制碳化物析出的特點(diǎn)，并穩(wěn)定 和細(xì)化奧氏體，增加C與Mn的偏聚，充分提高真空螺絲的淬透性以及抗沖擊韌性；少量的 Nb可使合金的晶粒細(xì)化，提高抗蝕性；Ni和B均為強(qiáng)增加淬透性元素，可充分提高緊固件淬 透性以及抗沖擊韌性；Zn具有優(yōu)良的抗大氣腐蝕性能。并且輔料中還選擇有聚丙烯，有效 改善了真空螺絲的韌性。
[0011] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，螺絲本體選用特殊的成分配比，使其耐蝕性能顯著提高， 同時(shí)韌性與強(qiáng)度優(yōu)秀；并采用在真空螺絲中軸出預(yù)留穿孔的不等壓鑄造方法，取代現(xiàn)有的 鉆孔操作，使得鑄造更為高效快捷。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 以下將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解下述具體 實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0013] 實(shí)施例1 : 本發(fā)明為一種耐蝕真空螺絲的制造方法，方法為：設(shè)備烘干、預(yù)熱除濕、制備合金液、鑄 造以及螺紋加工；鑄造為不等壓鑄造，預(yù)先制作中軸處帶有穿孔的真空螺絲模具，將制備好 的合金液注入真空螺絲模具中進(jìn)行壓力變化的鑄造。
[0014] 具體步驟為： (1) 設(shè)備烘干：除去制備合金液時(shí)需要用到的熔煉設(shè)備表面含有的涂料以及銹跡等， 將其升溫至300°C后，在其表面均勻噴涂一層保護(hù)涂料；隨后再將溫度升溫至400°C，保溫 〇. 5h烘干發(fā)黃備用； (2) 預(yù)熱除濕：將后續(xù)中需要用到的原料升溫至100°C，并保溫20min，進(jìn)行充分脫水烘 干； (3) 制備合金液：按照質(zhì)量百分比：C :l%、Mg :5%、Mn :2%、Si :1. 5%、Nb :0? 5%、Ni :0? 2-%、 Zn :0. 2-%、Cr :1. 5%、B :0. 05%，其余為碳化鎢的配比稱(chēng)取合金原料，并放入感應(yīng)熔煉爐中熔 煉；熔煉完成后進(jìn)行真空澆注鑄錠，在120°C的溫度下去應(yīng)力處理lh ;應(yīng)力處理后將其碾磨 成納米合金粉，且納米合金粉的顆粒直徑不超過(guò)2 ym ;將納米合金粉與輔料相混合，攪拌 均勻形成合金液；其中輔料的組成成分以及各成分所占合金原料的質(zhì)量百分比分別為：聚 丙烯：25%、潤(rùn)滑劑：2% ; (4) 鑄造：將步驟（3)中的合金液注入鑄造保溫坩堝，設(shè)定不等壓鑄造工藝參數(shù)：氣源 壓力為1. 05Mpa，同步壓力為0? 95Mpa，升液速度為65mm/s，充型速度為70mm/s，增壓速度為 115mm/s，結(jié)晶增壓壓力為0? 012Mpa ; 注入模具，進(jìn)行不等壓鑄造的升液、充型、保壓、卸壓；向模具型腔和保溫坩堝同時(shí)通入 壓縮空氣，調(diào)節(jié)升液壓力為〇. 15Mpa，充型壓力為0. 151Mpa，下工作罐內(nèi)的坩堝內(nèi)的熔體在 壓力差的作用下經(jīng)升液管沿反重力方向充填石英砂鑄型，充型完成后按照設(shè)定的增壓速度 增壓；當(dāng)上下工作罐的壓力差達(dá)到0. 〇5Mpa時(shí)進(jìn)行保壓，保壓時(shí)間為5min ; 之后將合金液平穩(wěn)注入模具中，并在不等壓作用下凝固結(jié)晶形成螺絲本體鑄件；結(jié)晶 時(shí)長(zhǎng)為15s，保壓時(shí)間為85s，最后卸壓取出，獲得螺絲本體； (5) 螺紋加工：根據(jù)需要對(duì)螺絲本體進(jìn)行車(chē)螺紋，得到真空螺絲。
[0015] 通過(guò)上述步驟制得的耐蝕真空螺絲，組織均勻、晶粒尺寸小，在強(qiáng)酸環(huán)境下通過(guò)測(cè) 試得出其依舊具有良好的力學(xué)性能，具體如下表所示：
實(shí)施例2 : 本發(fā)明為一種耐蝕真空螺絲的制造方法，方法為：設(shè)備烘干、預(yù)熱除濕、制備合金液、鑄 造以及螺紋加工；鑄造為不等壓鑄造，預(yù)先制作中軸處帶有穿孔的真空螺絲模具，將制備好 的合金液注入真空螺