一種高強(qiáng)度內(nèi)六角扳手用合金鋼材料的生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及線材處理領(lǐng)域技術(shù)，尤其是指一種高強(qiáng)度內(nèi)六角扳手用合金鋼材料的生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)六角扳手也叫艾倫扳手，常見(jiàn)的英文名稱有“Allen key (或Allen wrench)”和“Hex key”(或Hex wrench)。名稱中的“wrench”表示“扭”的動(dòng)作，它體現(xiàn)了內(nèi)六角扳手和其他常見(jiàn)工具(比如:一字螺絲刀和十字螺絲刀)之間最重要的差別，它通過(guò)扭矩施加對(duì)螺絲的作用力，大大降低了使用者的用力強(qiáng)度?？梢赃@么說(shuō)，在現(xiàn)代家具工業(yè)所涉及到的安裝工具中，內(nèi)六角扳手雖然不是最常用的，但卻是最好用的，內(nèi)六角扳手能夠流傳至今，并成為工業(yè)制造業(yè)中不可或缺的得力工具，關(guān)鍵在于它本身所具有的獨(dú)特之處和諸多優(yōu)點(diǎn):1.它很簡(jiǎn)單而且輕巧；2.內(nèi)六角螺絲與扳手之間有六個(gè)接觸面，受力充分且不容易損壞；
3.可以用來(lái)擰深孔中螺絲；4.扳手的直徑和長(zhǎng)度決定了它的扭轉(zhuǎn)力；5.可以用來(lái)擰非常小的螺絲；6.容易制造，成本低廉；7.扳手的兩端都可以使用。
[0003]隨著緊固件行業(yè)的快速發(fā)展，其相關(guān)附件產(chǎn)業(yè)也得到快速發(fā)展，同時(shí)也對(duì)質(zhì)量要求提出更高的要求，據(jù)統(tǒng)計(jì)，制作內(nèi)六角扳手用的材料，包括低碳、中碳和合金鋼線材。該扳手使用次數(shù)達(dá)到一定次數(shù)后，容易磨損，直至直徑小于正常尺寸，無(wú)法再旋緊螺絲，無(wú)法正常使用，需更換扳手，所有高頻率使用的六角扳手基本上都是高強(qiáng)度線材加工而成，因此，鋼鐵材料的質(zhì)量非常重要。
[0004]由于采用合金鋼材料制造高強(qiáng)度內(nèi)六角扳手不但效率高、質(zhì)量好，而且用料省、成本低，所以合金鋼材料材料在家具工業(yè)上使用的六角扳手制造得到了廣泛應(yīng)用。對(duì)于采用合金鋼材料制造高強(qiáng)度內(nèi)六角扳手，標(biāo)準(zhǔn)件的生產(chǎn)工藝:線材一拉拔一球化退火一酸洗一磷化一皂化一六角拉拔一沖短一折彎成型一熱處理(調(diào)質(zhì)處理)一表面電鍍一檢驗(yàn)入庫(kù)，其中在折彎成型過(guò)程中，鋼材的原始組織會(huì)直接影響著折彎加工時(shí)的成形能力。折彎過(guò)程中折彎角度基本上都是90°，折角處弧度也很小，通常小于折彎半徑小于0.5mm，因此要求原材料的塑性好，硬度盡可能低。
[0005]球化退火的目的是獲得后續(xù)加工(拉拔和冷鐓等)所需要的組織和力學(xué)性能，故球化效果對(duì)折彎成型合格率影響很大，同時(shí)鋼經(jīng)球化退火后，可得到在鐵素體基體上均勻分布的球狀或粒狀碳化物，一般稱這種組織為球狀或粒狀珠光體。球狀珠光體加熱時(shí)奧氏體形成速度比較慢，淬火加熱時(shí)奧氏體晶粒不易長(zhǎng)大，鋼件淬火變形和開(kāi)裂很少見(jiàn)。原始組織為球狀珠光體的鋼，淬火后碳化物呈細(xì)小顆粒狀分布故使淬火鋼具有較高的強(qiáng)度和韌性。目前這種球化退火軟化處理是緊固件制造過(guò)程中最為耗時(shí)、耗能的工序，周期約為30小時(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于此，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種高強(qiáng)度內(nèi)六角扳手用合金鋼材料的生產(chǎn)工藝，其能有效解決現(xiàn)有之生產(chǎn)工藝耗時(shí)耗能并且產(chǎn)品塑性變形能力低，不能滿足客戶折彎成型要求的問(wèn)題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下之技術(shù)方案:
一種高強(qiáng)度內(nèi)六角扳手用合金鋼材料的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
(1)選材:選用牌號(hào)為50CrVa材料作為母材；
(2)圓形拉拔:采用拉拔機(jī)將母材多次拉拔，以獲得所需規(guī)格尺寸的圓形線材，每次拉拔的壓縮率< 20%，總壓縮率多40% ；
(3)球化退火:將圓形線材吊入氣氛保護(hù)爐中，氣氛保護(hù)爐中添加有保護(hù)氣氛，然后將圓形線材升溫到奧氏體轉(zhuǎn)變溫度以上20?30°C，保溫4?6小時(shí)，然后再以10°C /小時(shí)緩慢冷卻到奧氏體轉(zhuǎn)變溫度以下20?30°C，保溫3?4小時(shí)，再隨爐冷卻至出爐，奧氏體轉(zhuǎn)變溫度為720 °C ；
(4)酸洗:利用酸溶液去除線材表面上的氧化皮；
(5)磷化:對(duì)線材進(jìn)行磷化處理，使得在線材表面上形成磷化膜；
(6)皂化:對(duì)線材進(jìn)行皂化處理，以提高磷化膜的防護(hù)性；
(7)六角拉拔:對(duì)線材進(jìn)行拉拔，以獲得所需規(guī)格尺寸的六角形線材。
[0008]作為一種優(yōu)選方案，所述保護(hù)氣氛為甲醇，甲醇?xì)饬髁繛?0ml/min。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知:
通過(guò)選用特定材料，并配合特定的拉拔工藝和球化處理工藝，使得依據(jù)本發(fā)明方法制得的線材擁有較高的塑性變形能力，滿足客戶折彎成型要求，退火組織晶粒均勻，球化率高，無(wú)異常組織；產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，精度高，公差在±0.02mm;材料滿足客戶使用要求，調(diào)質(zhì)熱處理后硬度HRC彡55，耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)，可更好地應(yīng)用于汽車行業(yè)，提高產(chǎn)品的使用性能及壽命，提高行業(yè)加工水平，具有良好的市場(chǎng)前景；同時(shí)較大幅度縮短球化退火軟化時(shí)間工序，達(dá)到縮短生產(chǎn)周期、降低能耗、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本、保護(hù)環(huán)境等目的，可為公司創(chuàng)造非常可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
[0010]為更清楚地闡述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征和功效，下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明之較佳實(shí)施例的生產(chǎn)流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明揭示一種高強(qiáng)度內(nèi)六角扳手用合金鋼材料的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
(I)選材:鋼鐵材料的力學(xué)性能主要與其化學(xué)成分組成及顯微組織有關(guān)，控制化學(xué)成分范圍可使機(jī)械性能得到較大的提高，因此在對(duì)原材料選擇就顯得尤為重要，而合金元素對(duì)鋼鐵材料的使用性能表現(xiàn)更為嚴(yán)重，相關(guān)資料表明，材料中加入鉻元素可提高可淬性，改善耐磨性，提高耐腐蝕能力，并有利于高溫下保持強(qiáng)度，加入釩元素、能細(xì)化鋼的晶粒組織，提高鋼的強(qiáng)度，韌性和耐磨性，當(dāng)它在高溫熔入奧氏體時(shí)，可增加鋼的淬透性。在本發(fā)明中，選用牌號(hào)為50CrVa材料作為母材，對(duì)材料合金元素Cr、V含量有嚴(yán)格要求，使其滿足后續(xù)熱處理要求，同時(shí)在進(jìn)料檢驗(yàn)時(shí)特別對(duì)S、P含量嚴(yán)格控制，對(duì)化學(xué)成分偏析，內(nèi)部組織狀況、原始尺寸精度以及各種性能波動(dòng)的穩(wěn)定性方面更為嚴(yán)格控制，以滿足生產(chǎn)的需要。
[0013](2)圓形拉拔:采用拉拔機(jī)將母材多次拉拔，以獲得所需規(guī)格尺寸的圓形線材，每次拉拔的壓縮率< 20%，總壓縮率多40%ο總壓縮率大，其產(chǎn)生的變形量就越大，鋼絲的內(nèi)部組織被機(jī)械的拉細(xì)、拉碎，產(chǎn)生應(yīng)力值越高，為后續(xù)球化退火提供更多的能量，使球化率提高，塑性提高，同時(shí)采取小的部分壓縮率，使加工過(guò)程中鋼絲表面加工硬化程度大幅度降低，提尚廣品性能穩(wěn)定性。
[0014](3)球化退火:球化退火是改善鋼組織與性能的基本途徑之一，球化退火的主要目的是使鋼鐵材料的微觀組織中的碳化物球化，降低材料的硬度，提高材料的塑性，降低材料的變形抗力，使材料易于塑性加工成形，因此要獲得理想性能和組織，關(guān)鍵是選擇適宜的球化退火工藝。在本發(fā)明中，將圓形線材吊入氣氛保護(hù)爐中，氣氛保護(hù)爐中添加有保護(hù)氣氛，所述保護(hù)氣氛為甲醇，甲醇?xì)饬髁繛?0ml/min，然后將圓形線材升溫到奧氏體轉(zhuǎn)變溫度以上20?30°C，保溫4?6小時(shí)，然后再以10°C /小時(shí)緩慢冷卻到奧氏體轉(zhuǎn)變溫度以下20?30°C，保溫3?4小時(shí)，再隨爐冷卻至出爐，以確保其不被脫碳，奧氏體轉(zhuǎn)變溫度為720°C。整個(gè)球化退火過(guò)程關(guān)鍵在于對(duì)溫度控制，如果保溫溫度過(guò)高，滲碳體就會(huì)均勻溶于奧氏體中，從而形成單一均勻的奧氏體組織，按照球化理論，均勻的奧氏體很難轉(zhuǎn)變成球狀滲碳體組織，同理，當(dāng)保溫溫度較低時(shí)，滲碳體沒(méi)有被充分溶斷，也很難得到球化組織。
[0015](4)酸洗:利用酸溶液去除線材表面上的氧化皮，酸洗工藝為現(xiàn)有成熟技術(shù)，在此對(duì)酸洗工藝不作詳細(xì)敘述。
[0016](5