一种高强度的铝合金螺栓及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112853169A(43)申请公布日2021.05.28(21)申请号202110005628.0C22C21/18(2006.01)(22)申请日2021.01.05C22F1/043(2006.01)C22F1/047(2006.01)(71)申请人中国第一汽车股份有限公司C22F1/05(2006.01)地址130011吉林省长春市长春汽车经济C22F1/057(2006.01)技术开发区新红旗大街1号B23P15/00(2006.01)(72)发明人裕莉莉柴之龙李琨王吉洋井琦谭福瑞李庆伟(74)专利代理机构长春吉大专利代理有限责任公司22201代理人朱世林(51)Int.Cl.C22C21/02(2006.01)C22C21/08(2006.01)C22C21/14(2006.01)C22C21/16(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图6页(54)发明名称一种高强度的铝合金螺栓及其制造方法(57)摘要本发明公开了一种高强度的铝合金螺栓及其制造方法，属于螺栓加工领域，螺栓(1)由以下重量份数的组分：硅：0.7％～1.2％，镁：0.7％～1.2％，锰：0.55％～0.65％，铜：0.65％～0.85％，铁≤0.25％，铬≤0.05％，钛≤0.05％，锆：0.10％～0.17％，锌：0.15％～0.25％，余量的铝和不可避免的杂质。本发明所公开的铝合金螺栓的抗拉强度可达到450MPa以上，满足铝合金构件的结构要求，与钢制螺栓相比具有密度小、质量轻：与相同外形的钢制紧固件相比，大约轻65％，啮合长度小：耗材小，螺纹加工的工作周期短，结构紧密，可留给设计人员更多的造型空间；较小的啮合长度，使得连接处的材料得到节约，从而进一步减轻重量。CN112853169ACN112853169A权利要求书1/1页1.一种高强度的铝合金螺栓，其特征在于，螺栓(1)由以下重量份数的组分：硅：0.7％～1.2％，镁：0.7％～1.2％，锰：0.55％～0.65％，铜：0.65％～0.85％，铁≤0.25％，铬≤0.05％，钛≤0.05％，锆：0.10％～0.17％，锌：0.15％～0.25％，余量的铝和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种高强度的铝合金螺栓，其特征在于，所述螺栓(1)自上而下顺次包括头部(11)和负荷作用区段(12)且二者一体成型，所述负荷作用区段(12)的外缘设有螺纹，所述头部(11)的下半部分呈圆柱形，上半部分为圆锥形且置于下半部分的上端。3.根据权利要求1或2所述的一种高强度的铝合金螺栓，其特征在于，所述螺栓(1)由以下重量份数的组分：硅：1.05％，镁：0.94％，锰：0.63％，铜：0.84％，铁:0.20％，铬：0.05％，钛0.03％，锆：0.11％，锌：0.19％，余量的铝和不可避免的杂质。4.一种高强度的铝合金螺栓制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下步骤：步骤S1：前处理：将如权利要求1所述化学成分的螺栓(1)原料先进行均匀化热处理后，通过连续挤压、线材拉拔制备成满足铝合金螺栓冷镦需求的线材；步骤S2：冷镦成型：螺栓(1)在冷镦机上成型；步骤S3：热处理：螺栓(1)先进行固溶退火，再进行时效处理；在540～550℃保温90～120min，接着经170～185℃烘烤6～7h，以保证其热处理后性能；步骤S4：螺纹成型：螺栓(1)的螺纹在滚丝机上成型；步骤S5：螺栓表面处理：螺栓(1)表面通过表面处理工艺形成润滑薄膜，控制螺栓的表面摩擦系数，以满足使用需求。5.根据权利要求4所述的一种高强度的铝合金螺栓制造方法，其特征在于，所述步骤S2冷镦成型包括如下步骤：下料、头部预成型、头部成型、杆部缩径。6.根据权利要求5所述的一种高强度的铝合金螺栓制造方法，其特征在于，所述步骤S3中的固溶退火为在540～550℃保温90～120min。7.根据权利要求5所述的一种高强度的铝合金螺栓制造方法，其特征在于，所述步骤S3中的时效处理为经170～185℃人工时效处理6～7h，以保证其热处理后性能。2CN112853169A说明书1/4页一种高强度的铝合金螺栓及其制造方法技术领域[0001]本发明公开了一种高强度的铝合金螺栓及其制造方法，属于螺栓加工领域。背景技术[0002]在全世界节能环保呼声日益高涨的大形势下,汽车工业正在向轻量化、低能耗方向发展，轻质金属在各个行业被越来越广泛的应用。发动机和变速箱中镁、铝合金构件，基本采用钢制螺栓装配，由于钢与铝性能的差异，可能会出现以下问题：(1)电化学性能的差异(Fe3+：‑0.037V，Al3+：‑1.663V，Mg2+：‑2.363V)，易导致电化学腐蚀；(2)热膨胀系数差异(线性热膨胀系