專利名稱：抗拉特性14.99級的鍛造部品的制造方法
技術領域：
本發明是一種鍛造部品制造方法，特別是涉及一種使鍛造部品達到抗拉特性14.99級的機械性質的制造加工方法。
背景技術：
隨著科技的進步，各類產品在設計上乃針對輕、薄、短、小、精巧美觀，以及強韌耐用等特性加以研發，就鍛造部品而言，為供應各類產品不同用途的搭配使用，市面上出現有長、短、粗、細以及各種不同材料及機械性質的鍛造胚品，而各國政府及民間團體為使生產者或使用者都能遵循特定的規范，乃建立共通的工業規格標準，確保材料的適用性及安全性，以避免糾紛，建立共識，提升品質，促進工業升級。在通行的工業規格中，由中央標準局訂定的中國國家標準(Chinese National Standard以下簡稱CNS)，及國際標準組織(International Organization forStandardization以下簡稱ISO)898/1，分別規定有螺栓、螺釘、螺椿(以下統稱為螺釘)的機械性質。
就CNS3934標準而言，其規定材料必須使用一定化學成份的碳鋼及合金鋼，并在抗拉強度測試、斷裂伸長率測試及心部硬度測試等機械性質測試后，制訂具有不同強度級數的螺釘，分別在橫軸為最小抗拉強度、縱軸為延性伸長率的圖表中的分布位置。而所述的強度級數的表示法是整數的十倍就為抗拉強度，小數則為最小降伏強度與抗拉強度的比值。其中，抗拉強度(tensilestrength)為材料抵抗拉力的強度，常指拉伸試驗(tensile test)中材料斷裂前的最大應力，單位公斤力/毫米2(kgf/mm2)。降伏強度(yieldstrength)是使材料呈現永久變形所需的最小應力，單位公斤力/毫米2(kgf/mm2)。伸長率(％)＝[(材料在破壞點時的塑性變形后長度-原長)/原長]×100％。
雖然在CNS3934規格中具有14.9級的強力螺釘，但囿于舊有的材料及制造方法而難以制出，縱算勉強制造，也會因其材料強度增高，硬度、脆性也增加，而使其相當難以制造及使用。這是因為該螺釘部品在一鍛造部品成型機中被沖鍛時，隨著冷加工量的增大，該螺釘的加工硬化程度也相對上升，所以在沖鍛的過程中相當損耗模具，再者該部品的頭部因壓造變形量大，相對地加工硬化更為激增，甚至會使沖具更易斷裂故障，而停留在模具內，因此，沖具、模具的使用壽命很短，且在制造時常須停機更換模具，而使制程難以順暢，相當難以制造。再者該螺釘在使用上，也會因規格中訂定在抗拉強度140kg/mm2時延伸率為7％以上的標準過低，使該部品因太脆經不起側擊而不符合需要，因為在實際使用的要求上，當拉力高達140kg/mm2時，延伸率至少須配合提高到9％以上，所以該14.9級的螺釘規格不符實際使用的需要。而使該14.9級螺釘在制造及使用上相對地不及12.9級，因此該14.9級規格漸不被采用而陸續取消。
本案發明人就是針對此舊有規范中的14.9級強力螺釘的制法加以研發，改良此鍛造部品的材料及制法，使其在具備高強度的前提下，更配合具有高韌度的機械性質，以達到實際使用上整體機械性質的要求，賦予14.9級強力螺釘一新的生命，建立一新的14.99級的規范及制法。
發明內容本發明的主要目的，是在于提供一種能制出伸長率為9％～14％的特性為14.99級的高強韌螺釘的抗拉特性14.99級的鍛造部品的制造方法。
本發明提供一種抗拉特性14.99級的鍛造部品的制造方法，其特征在于其包括下述步驟(1)將一合金鋼線材經過球化退火，再浸線，再進行粗抽，再進行軟化退火，再進行浸線，再進行精抽的程序；(2)將該經過(1)步驟的線材送入一鍛造部品成型機中沖鍛成部品，再經一搓牙機搓制形成牙紋；及(3)將該部品加以熱處理，該熱處理流程為搓牙后冷鍛成型的鍛造部品進行前洗凈；再進爐加熱保溫760～900℃，保溫時間50～90分鐘；再淬火，溫度865～880℃，油溫60～130℃；再進行后洗凈；再進行一次以上的回火，其中第一次回火時間50～90分鐘，溫度380～500℃；再進行急冷。
下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明圖1是本發明抗拉特性14.99級的鍛造部品的制造方法的一較佳實施例的制造流程圖。
具體實施方式
如圖1所示，本發明的制造方法的一較佳實施例，該實施例的加工制造方法，是依照下述步驟進行(1)選用一合金鋼的線材材料，例如SCM445H(SAE4145H)的鉻鉬鋼硬化線材，其化學成份含C0.43～0.48％、Si0.15～0.35％、Mn0.60～0.85％、P≤0.030％、S≤0.030％、Cr0.90～1.20％、Mo0.15～030％、Ni≤0.25％、Cu≤0.30％，以符合CNS3935的材料檢驗規定，并能達到所需的硬化能要求。當然，在材料設計上，也可選用SCM440、SCM440H、SCM445、SCM445H。
(2)將該SCM445H線材經過二次的球化退火及伸線的程序，使碳化物顆粒變圓變小增加柔軟性和延展性，以利于沖鍛擠壓。步驟為球化退火(低于變態溫度，約680℃)→浸線(酸洗及磷酸鹽皮膜)→粗抽(加工量20～30％)→球化退火(760℃)→浸線(酸洗及磷酸鹽皮膜)→精抽(加工量5％以內)。當然，在退火及伸線處理上，更可因線材的材料組成、粗細及履歷等不同的狀態，而視情況來增減程序或溫度。
上述的球化退火處理使鋼內層狀或網狀碳化物球化。因波來鐵中的雪明碳鐵與肥粒鐵呈層狀交互存在，亞共析鋼的初析雪明碳鐵則呈網狀存在于晶粒界面上，此種狀態機械性質差，淬火時易變形或龜裂，因此必須施以特種退火或處理，使網狀雪明碳鐵球化，使碳化物以球狀晶出。
上述的伸線抽拉線材使其線徑縮束。于抽制時，層狀波來鐵與雪明碳鐵平行的肥粒鐵起滑移變形，且沿雪明碳鐵本體的劈開面起微小的龜裂，并切斷雪明碳鐵使其微細化。
(3)將該經過(2)步驟的線材送入一鍛造部品成型機中沖鍛成鍛造部品，例如螺釘，并經搓牙機于鍛造部品表面搓制牙紋。
(4)對該鍛造部品施予熱處理，其熱處理流程為冷鍛成型的鍛造部品→前洗凈(熱水去油污)→冷水沖洗→進爐→加熱保溫(760～900℃，時間50～90分鐘，為逐漸遞增、遞減或恒溫保溫，例如可施以860℃、880℃、880℃、880℃、880℃、870℃等六段逐漸加溫)→淬火(865～880℃，油溫60～130℃)→后洗凈(熱水脫油脂)→一次以上的回火(380～500℃，時間50～90分鐘，第一次回火時間須50～90分鐘、溫度380～500℃)→急冷。
上述急冷的處理方式可有常溫下水冷、常溫下空冷，或油冷(水中含油濃度10％，溫度30～60℃，可去除殘余的沃斯田鐵，降低回火脆性，并使部品表面具有油膜以防銹)等方式。
借由上述的制造加工方法，可提升該鍛造部品的機械性質。
依上述方法所制成的鍛造部品構造，經聯信檢測股份有限公司(Q-Lab Inc.)檢驗后，可得以下的實驗數據，由此可知本發明具有高強力高韌性的機械性質，如表一所示表一
而依本發明上述的機械性質，來修正該CNS3934標準成為一新的標準規范，可得到一14.99級的強力螺絲標準，整數”14”是表示抗拉強度的最小值為140kg/mm，小數點右方第一位的”9”是表示降伏強度的最小值為抗拉強度的90％，小數點右方第二位的”9”是表示延伸率最小值達9％。
綜觀上述，本發明的構造、特征的確能提供一種抗拉特性14.99級的鍛造部品的制造方法，在符合CNS3934及ISO898/-1的規范的下，借由材料的選用，及熱處理的程度，能使本發明所制出的14.99級強力螺絲在140kgf/mm2的作用下，伸長率達到9％～14％，因此本發明確為一能制出高強度高韌性的高強韌鍛造部品的制造方法，能達成本發明的目的。
權利要求
1.一種抗拉特性14.99級的鍛造部品的制造方法，其特征在于其包括下述步驟(1)將一合金鋼線材經過球化退火，再浸線，再進行粗抽，再進行軟化退火，再進行浸線，再進行精抽的程序；(2)將該經過(1)步驟的線材送入一鍛造部品成型機中沖鍛成部品，再經一搓牙機搓制形成牙紋；及(3)將該部品加以熱處理，該熱處理流程為搓牙后冷鍛成型的鍛造部品進行前洗凈；再進爐加熱保溫760～900℃，保溫時間50～90分鐘；再淬火，溫度865～880℃，油溫60～130℃；再進行后洗凈；再進行一次以上的回火，其中第一次回火時間50～90分鐘，溫度380～500℃；再進行急冷。
全文摘要
一種抗拉特性14.99級的鍛造部品的制造方法，該制造方法是將一合金鋼線材經過球化退火→浸線→粗抽→軟化退火→浸線→精抽后，加以鍛造并搓牙成部品，再將該部品施以前洗凈→進爐加熱保溫→淬火→后洗凈→一次以上的回火→急冷等步驟，本發明能制出在140kgf/mm
文檔編號B21K1/44GK1597176SQ03159430
公開日2005年3月23日 申請日期2003年9月19日 優先權日2003年9月19日
發明者張允得 申請人:福光企業股份有限公司