一種螺母板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種緊固件，具體設(shè)及一種螺母板，屬于合金材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 車身是汽車整車的重要總成，車身焊接質(zhì)量的好壞直接影響整車的使用壽命。汽 車制造中的焊接工藝包括點焊、凸焊、弧焊、螺柱焊、激光焊、激光復(fù)合焊等。凸焊是點焊的 一種變形。隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，高效率、個性化的需求越來越明顯，在白車身的制造 過程中，采用凸焊工藝焊接螺母可W準確定位螺母的焊接位置、提升焊接質(zhì)量，相對于C〇2 氣體保護焊更能減少有害氣體對人體的傷害，在汽車行業(yè)已被廣泛應(yīng)用。隨著汽車安全性 和節(jié)能環(huán)保需求的增加，對車身減重需求不斷增加，高強度合金鋼在車身上的應(yīng)用也不斷 增加。車身輕量化已成為未來汽車行業(yè)的發(fā)展方向，增加鋼板強度和高強度合金鋼使用量 是車身輕量化的重要途徑之一。高強度合金鋼的應(yīng)用使得螺母凸焊過程中焊接不牢缺陷增 加，焊接不牢主要表現(xiàn)在螺母達不到要求的剝離扭矩，不易焊接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，提供一種含碳量低，強度高且易焊接的螺母 板。
[0004] 本發(fā)明的上述目的可W通過W下技術(shù)方案得W實施：一種螺母板，所述的螺母 板包括主體、凸臺、定位孔，所述凸臺對稱設(shè)置在主體兩端近端部處，所述定位孔的數(shù)量為 偶數(shù)，且對稱設(shè)置在主體表面，所述主體中軸處設(shè)置有中空，所述螺母板由高強度合金鋼 加工而成，所述螺母板高強度合金鋼由W下質(zhì)量百分數(shù)的成分組成：C:0. 02% -0. 10%， Si:0. 05 % -0. 30%，Mn:0. 20 % -0. 50%，Al:0. 15 % -1. 20%，Cr:0. 50 % -1. 20%，V: 0. 003% -0. 01%，B:0. 08% -0. 20%，Ti:0. 01% -0. 03%，S《0. 035%，P《0. 035%，其 余為化。 陽0化]本發(fā)明使用的鋼中C含量為0. 15-0. 20%，是一種低碳鋼，塑性和初性較好，澤透 性較高，經(jīng)澤火后具有硬而耐磨的表面與堅初的屯、部，所W具有較高的低溫沖擊初性良好 的加工性，且加工變形微小，抗疲勞性能相當(dāng)好。在本發(fā)明螺母板高強度合金鋼中，若碳含 量過高，會導(dǎo)致合金鋼母材屯、部的初性下降，所W本發(fā)明將C含量為0. 15-0. 20%，從而保 證合金鋼的屯、部有足夠的塑性和初性。由于低碳鋼的強度和硬度會相對較低，本發(fā)明適當(dāng) 增加了Mn的含量，W提高合金鋼的強度和硬度。同時，本發(fā)明的鋼中還同時含有Ti、V兩種 微量元素，與Mn元素起協(xié)同作用，共同提高合金鋼的強度和硬度。因為，Ti、V微量元素不 僅可W細化晶粒，還可W得到更高體積分數(shù)的彌散分布Ti(C，N)，（C，N)，和V(C，N)析出顆 粒，因此，可W同時起到細晶強化和彌散強化的作用。
[0006] 另一方面，碳當(dāng)量影響元素Mn在0-60nm深度存在富集現(xiàn)象，尤其在0-20nm深度 內(nèi)富集更為明顯，Mn元素含量峰值可達12 %，為母材中含量的8. 5倍。Mn元素在表面的富 集顯著提高了表層碳當(dāng)量，使得表層焊接性能急劇惡化。由此可知，表層合金元素Mn的富 集是造成高強度合金鋼不易焊接的主要原因，因此，本發(fā)明螺母板高強度合金鋼嚴格將Mn的含量控制在0. 20% -0. 50%，進而控制Mn在生產(chǎn)過程中在高強度合金鋼表面的富集。此 夕F，Mn元素還與鋼中含有的化、Ni、V、B四種元素起協(xié)同作用，提高鋼的澤透性，從而使鋼經(jīng) 熱處理后提高鋼的屯、部的強度和初性。
[0007] 盡管娃（Si)有輕微的強化作用，也輕微能改善鋼的初性，與合金鋼中的鋼一 起作用時，效果更好，但是過量的娃會嚴重影響鋼的焊接性能，同時，本發(fā)明額外添加了 0. 15% -1. 20%Al用W細化晶粒，與娃產(chǎn)生協(xié)同作用，進一步提高螺母板的沖擊初性。
[0008] 由于化學(xué)成分的改變，其顯微組織也發(fā)生改變，本發(fā)明的螺母板不僅具有較高的 強度和硬度，還具有較高的塑性和初性，且顯著提高了螺母板的加工性能，使其易焊接。
[0009] 在上述的螺母板中，所述主體兩端端部呈尖形。
[0010] 在上述的螺母板中，所述尖形頂部為圓弧形。
[0011] 在上述的螺母板中，所述定位孔為沉孔或通孔。通過設(shè)置精密的定位孔，使該螺母 板在使用中，方便定位，可W更精準地使用。
[0012] 在上述的螺母板中，作為優(yōu)選，所述螺母板高強度合金鋼由W下質(zhì)量百分數(shù)的成 分組成：C:0. 04% -0. 08%，Si:0. 08% -0. 25%，Mn:0. 25% -0. 40%，A1 :0. 30% -1. 00%， Cr:0. 60 % -0. 80%，V:0. 008 % -0.Ol%，B:0. 10 % -0. 16%，Ti:0. 015 % -0. 025 %， S《0. 035%，P《0. 035%，其余為化。
[0013] 本發(fā)明的還提供一種上述螺母板的加工方法，所述的加工方法包括如下步驟：
[0014] 前處理：將如上述組成成分的高強度合金鋼進行調(diào)質(zhì)處理；
[0015] 熱處理：將調(diào)質(zhì)處理后的高強度合金鋼在1150-1220 °C下鍛造成型，保溫 0. 3-0. 6h，然后用鍛造余熱進行澤火處理，當(dāng)溫度冷卻至900°C時立即水冷至室溫，然后加 熱至450-520°C進行回火處理2-化，最后油冷至室溫，得螺母板半成品；
[0016] 表面處理：將螺母板半成品依次進行除油除誘、活化處理、發(fā)黑處理、純化處理，即 可制得螺母板成品。
[0017] 現(xiàn)有技術(shù)中螺母板的加工方法幾乎都是先鍛造，然后正火處理、澤火處理，最后回 火處理，運種工藝周期長，操作復(fù)雜，滿足不了日益增高的要求。本發(fā)明中的螺母板，先將高 強度合金鋼經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，然后鍛造成型，并利用鍛造的余熱立即進行澤火處理的熱變形， 最后進行回火處理。本發(fā)明通過上述的加工方法得到的螺母板不僅提高了 40-60%的抗拉 強度，提高了 35-45%的塑性，提高15-30%的初性，且省去了高溫再加熱工序，極大地縮短 了周期，提高經(jīng)濟效益。
[0018] 在上述螺母板的加工方法中，所述調(diào)質(zhì)處理的溫度為880-940°C，保溫1-化。
[0019] 在上述螺母板的加工方法中，所述水冷的速度為15-25°C/min,所述油冷的速度 為16-22°C/min。冷卻速度的控制在上述范圍內(nèi)，進一步提高了螺母板的抗拉強度和硬度， 且提高螺母板的沖擊初性并穩(wěn)定其沖擊初性。
[0020] 在上述螺母板的加工方法中，除油除誘處理的溫度為30-50°C，處理時間為 5-lOmin，所用的處理液為：硫脈2. 5-3. 5g/l，憐酸二氨鋼3-8g/L，0P-105-12ml/L。本發(fā)明 除油除誘處理簡化了前處理操作，除油除誘效果好，累軸表面光潔，無過蝕和氨脆現(xiàn)象。鹽 酸、硫酸酸基的清洗劑應(yīng)用較為廣泛，成本低，效率較高，但是酸洗殘留的Cl、S042對累軸 的后腐蝕危害很大。本發(fā)明采用的憐酸酸基沒有腐蝕物殘留的隱患，更為環(huán)保、安全。
[0021] 在上述螺母板的加工方法中，活化處理采用的處理液為：硝酸120-160ml/l，40% 的氨氣酸200-210ml/L?；罨侨コl(fā)黑件表面氧化膜，使之裸露出活性表面，可明顯提高 發(fā)黑膜的均勻度和附著力。
[0022] 在上述螺母板的加工方法中，發(fā)黑處理所用的處理液為：化S〇4 1.5-2.Og/l， (NH4)sM〇7〇2 18-20g/l，NazSzA3. 0-3. 6g/l，NiS〇4I. 4-1. 8g/，aiClz3. 2-3. 5g/L。進一步 優(yōu)選，所述的發(fā)黑處理分兩步進行，第一步，抑為I. 2-1. 6,處理時間為2-4min;第二步，抑 為3. 2-3. 6,處理時間為4-8min，兩步處理均在常溫下進行。硫酸銅用量須嚴格控制，濃度 低，膜層附著力差；過高則膜層泛銅色。硫代硫酸鋼的濃度過高則不利于發(fā)黑液的存放。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明螺母板的組成成分及其質(zhì)量百分比配伍合理，經(jīng)調(diào)質(zhì)、鍛 造、澤火、回火處理后具有硬而耐磨的表面與堅初的屯、部，具有較高的低溫沖擊初性，良好 的加工性，且屯、部仍然保持著初性和塑性，再經(jīng)表面的發(fā)黑處理，進一步提高了螺母板的強 度、硬度、初性、耐腐蝕性和耐磨性，同時提高其加工性能，使其易焊接。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明螺母板的結(jié)構(gòu)圖。 陽0巧]圖中，1、主體；2、凸臺；3、定位孔。
【具體實施方式】
[00%] W下是本發(fā)明的具體實施例及【附圖說明】，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述， 但本發(fā)明并不限于運些實施例。
[0027] 如圖1所示，本發(fā)明螺母板包括主體（1)、凸臺似、定位孔（3)，凸臺似對稱設(shè) 置在主體（1)兩端近端部處，定位孔（3)的數(shù)量為偶數(shù)，且對稱設(shè)置在主體（1)表面，主體 (1)中軸處設(shè)置有中空，該螺母板由高強度合金鋼加工而成。通過對稱設(shè)置定位孔，提高螺 母板使用中的精密性，主體中設(shè)置的中空實質(zhì)為安裝孔，用于穿螺釘或螺栓。
[0028] 進一步地，主體兩端端部呈尖形。
[0029] 再進一步地，尖形頂部為圓弧形。
[0030] 進一步地，定位孔（3)為沉孔或通孔。
[0031] 所述螺母板高強度合金鋼由W下質(zhì)量百分數(shù)的成分組成：C:0.02% -0. 10%， Si:0. 05 % -0. 30%，Mn:0. 20 % -0. 50%，Al:0. 15 % -1. 20%，Cr:0. 50 % -1. 20%，V: 0. 003% -0. 01%，B:0. 08% -0. 20%，Ti:0. 01% -0. 03%，S《0. 035%，P《0. 035%，其 余為化。
[0032] 下面通過具體實施例進一步說明本發(fā)明的螺母板。 陽〇3引實施例1
[0034] 前處理：將高強度合金鋼（高強度合金鋼由W下質(zhì)量百分數(shù)的成分組成：C: 0. 10%，Si:0. 05%，Mn:0. 50%，Al:0. 15%，Cr:1. 20%，V:0. 003%，B:0. 20%，Ti: 0. 01% -0. 03%，S《0. 035%，P《0. 035%，其余為Fe)在880°C下進行調(diào)質(zhì)處理，保溫化；
[0035] 熱處理：將調(diào)質(zhì)處理后的高強度合金鋼在1220°C下鍛造成型，保溫0.化，然后用 鍛造余熱進行澤火處理，當(dāng)溫度冷卻至900°C時立即W25°C/min的速度水冷至室溫，然后 加熱至520°C進行回火處理化，最后W22°C/min的速度油冷至室溫，得螺母板半成品；
[0036] 表面處理：將螺母板半成品依次進行除油除誘（除油除誘處理的溫度為30°C，處 理時間為lOmin，所用的處理液