一種防松墊圈的制作方法及防松墊圈的制作方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及防松墊圈的制作方法及防松墊圈。
【【背景技術】】
[0002]如圖1所示，防松墊圈包括分別設置在墊圈兩面的呈放射狀的小齒牙101和大齒牙102，且大齒牙102的牙面傾斜角度大于配套使用的螺栓或螺母的螺紋升角。如圖2所示和圖3所示，分別為小齒牙所在的面和大齒牙所在的面的俯視圖，墊圈為圓形中空結構，小齒牙和大齒牙分別分布在墊圈的上下兩面，小齒牙所在的面齒牙數量多、尺寸小；大齒牙所在的面齒牙數量少、尺寸大。
[0003]如圖4所示，為兩個墊圈配合形成雙疊自鎖式防松墊圈時的結構示意圖。兩個墊圈I和2的大齒牙面相互咬合。工作時，螺栓套上防松墊圈后放入待固定安裝的物體的通孔或螺紋孔內，上端防松墊圈的上表面小齒與螺栓頭接觸，下端防松墊圈的下表面小齒與固定安裝的物體接觸。如果是通孔，在螺栓伸出的一頭將防松墊圈和螺母依次套上，此時伸出的一頭中，上端防松墊圈的上表面小齒與固定安裝的物體接觸，下端防松墊圈的下表面小齒與螺母接觸。當螺栓頭被旋緊時，或者螺栓和螺母被擰緊時，雙疊自鎖防松墊圈的一個外側面，即一個墊圈的小齒牙面的牙尖壓入待固定安裝的物體的接觸表面，雙疊自鎖防松墊圈的另一個外側面，即另一個墊圈的小齒牙面的牙尖壓入螺栓頭或螺母的接觸表面內。當螺栓受到振動，螺栓頭被振松，或者螺栓與螺母之間會產生松動趨勢，此時兩片墊圈的小齒牙面分別被各自的接觸面咬合，其中與螺栓頭或螺母咬合的墊圈會隨螺栓頭或螺母向松開的方向轉動，從而帶動墊圈內側大齒牙面的大齒牙相對錯動抬升，由于墊圈內側大齒牙面的傾斜角度大于固定螺栓螺紋的升角，所以雙疊自鎖防松墊圈因錯開產生的抬升距離大于螺栓松動帶來的緊固長度的變化，抬升張力在螺栓連接處產生一個較高的抵抗力來經受強烈振動，從而達到優良的防松效果。雙疊自鎖防松墊圈已被廣泛應用于軌道交通、石油化工、能源、汽車制造、工程機械和海洋工業等領域。
[0004]目前，市面上的不銹鋼雙疊自鎖式防松墊圈的防松效果通常不太好。而瑞典Nord-Lock公司生產的墊圈，其防松效果較好，但無論是奧氏體不銹鋼材質的還是碳鋼材質的，其制造成本均比國內廠家生產的防松墊圈的成本要高。
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【發明內容】
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[0005]本發明所要解決的技術問題是:彌補上述現有技術的不足，提出一種防松墊圈的制作方法及防松墊圈，防松效果較好，且制造成本也較低。
[0006]本發明的技術問題通過以下的技術方案予以解決:
[0007]一種防松墊圈的制作方法，包括以下步驟:1)制備具有如下齒牙結構、不銹鋼材質的防松墊圈:小齒牙橫截面的長邊與短邊夾角為80?110°，小齒牙的深度為0.1?0.3毫米，小齒牙橫截面的長邊與墊圈基平面的夾角為5?10° ;大齒牙橫截面的長邊與防松墊圈基平面的夾角A比配套使用的螺栓或螺母的螺紋升角B大0.1°?1° ;2)對所述防松墊圈的表面進行處理，去除表面的鈍化層；3)對步驟2)處理后的防松墊圈進行低溫滲碳、低溫滲氮或低溫氮碳共滲處理，在表面形成硬化層；4)清洗，最終制得防松墊圈。
[0008]一種防松墊圈，所述防松墊圈的材質為不銹鋼，包括大齒牙和小齒牙，所述小齒牙橫截面的長邊與短邊夾角為80?110°，小齒牙的深度為0.1?0.3毫米，小齒牙橫截面的長邊與墊圈基平面的夾角為5?10° ;大齒牙橫截面的長邊與防松墊圈基平面的夾角A比配套使用的螺栓或螺母的螺紋升角B大0.1°?1° ;所述防松墊圈的表面具有一層經低溫滲碳、低溫滲氮或低溫氮碳共滲工藝處理形成的硬化層。
[0009]本發明與現有技術對比的有益效果是:
[0010]本發明的防松墊圈的制作方法，針對不銹鋼材質的墊圈，制備特定齒牙結構的墊圈后進行低溫滲碳、低溫滲氮或低溫氮碳共滲處理，特定齒牙結構對應尖銳的小齒牙尖和傾斜角度合適的大齒牙，低溫滲碳、低溫滲氮或低溫氮碳共滲工藝處理后使得不銹鋼表面具有硬化層，提高表面硬度。這樣，在螺栓被擰緊時墊圈外側的小齒牙面的小齒牙尖越尖銳、越硬，就越能夠輕松壓入接觸面，與接觸面牢固接合。而大齒牙的結構使得相互咬合的大齒牙能彼此錯開進行防松，且可配合小齒牙等的結構，確保小齒牙較好地嵌入接觸面，確保防松效果較好。整個方法中采用低溫滲碳、低溫滲氮或低溫氮碳共滲處理，可有效提高墊圈的表面硬度，相對于瑞典Nord-Lock公司通過其專有工藝對墊圈進行表面處理的方式，表面硬度更高(高出市面上的通用硬度水平400HVa(l5)，且低溫滲碳、低溫滲氮或低溫氮碳共滲工藝更簡便，成本較低。
【【附圖說明】】
[0011]圖1是現有的防松墊圈的結構示意圖；
[0012]圖2是圖1所示的防松墊圈的小齒牙所在的面的俯視示意圖；
[0013]圖3是圖1所示的防松墊圈的大齒牙所在的面的俯視示意圖；
[0014]圖4是兩個圖1所示的防松墊圈組合形成雙疊自鎖式防松墊圈時的結構示意圖；
[0015]圖5是本發明的【具體實施方式】中防松墊圈的有關小齒牙的局部放大示意圖；
[0016]圖6是本發明的【具體實施方式】中防松墊圈的有關大齒牙的局部放大示意圖；
[0017]圖7是本發明的【具體實施方式】中制得的316L不銹鋼材質的防松墊圈在顯微鏡下的金相結構示意圖；
[0018]圖8是本發明的【具體實施方式】中制得的304不銹鋼材質的防松墊圈在顯微鏡下的金相結構示意圖；
[0019]圖9是本發明的【具體實施方式】中測試時I號防松墊圈對應的螺母接觸表面的壓痕圖；
[0020]圖10是本發明的【具體實施方式】中測試時2號防松墊圈對應的螺母接觸表面的壓痕圖；
[0021]圖11是本發明的【具體實施方式】中測試時3號防松墊圈對應的螺母接觸表面的壓痕圖；
[0022]圖12是本發明的【具體實施方式】中測試時4號防松墊圈對應的螺母接觸表面的壓痕圖。【【具體實施方式】】
[0023]下面結合【具體實施方式】并對照附圖對本發明做進一步詳細說明。
[0024]本發明的構思是:通過墊圈齒牙結構(齒牙尖銳度，深度，齒牙傾斜度)的改進配合表面硬化處理來解決防松效果方面的問題。對于不銹鋼材質的防松墊圈，特別是奧氏體不銹鋼，其最大缺點是不能通過傳統熱處理工藝(如淬火)來使表面硬度提高。為此，市面上大多數廠家生產的墊圈，采用冷加工在表面形成加工硬化層，加工硬化后的硬度也僅為250?400HVa 05o瑞典Nord-Lock公司采用其專有技術對墊圈進行硬化處理，但處理后墊圈表面硬度也僅大于520HVa(l5。本發明人提出通過對特定結構的不銹鋼防松墊圈進行低溫滲碳、低溫滲氮或低溫氮碳共滲工藝處理形成硬化層以提高墊圈表面硬度。進而結合特定的結構改進，使得齒牙尖銳鋒利，硬度高，從而齒牙能夠輕松壓入接觸面，與接觸面牢固結合，增強防松效果。
[0025]本【具體實施方式】的防松墊圈的制作方法，包括以下步驟:
[0026]I)制備具有如下齒牙結構、不銹鋼材質的防松墊圈:小齒牙橫截面的長邊與短邊夾角為80?110°，小齒牙的深度為0.1?0.3毫米，小齒牙橫截面的長邊與墊圈基平面的夾角為5?10° ;大齒牙橫截面的長邊與防松墊圈基平面的夾角A比配套使用的螺栓或螺母的螺紋升角B大0.1°?1°。
[0027]如圖5所示，為有關小齒牙橫截面的局部放大示意圖。小齒牙橫截面由長邊M和短邊N組成。為了達到防松效果，要求螺紋聯結件松動時，小齒牙能夠逆松動方向更深地壓入螺母、螺栓頭和被固定物體。對于正向螺紋聯結(順時針緊固)，面對小齒牙面時，沿順時針方向，短邊在前、長邊在后。對于反向螺紋聯結(逆時針緊固)，面對小齒牙面時，沿順時針方向，長邊在前、短邊在后。圖5所示為正向螺紋聯結的小齒牙。
[0028]小齒牙橫截面的長邊與短邊夾角C = 80?110°。目前市面上的小齒牙夾角普遍為大于110°，小于等于150°的范圍，當小齒牙夾角減小可使尖部更尖銳，緊固時在相同力矩下更容易壓入被固定物，從而起到防松效果。但太小的小齒牙夾角會造成小齒牙強度不夠，緊固時容易被壓塌，從而影響防松效果或導致防松墊圈不能被重復利用。當夾角C在80?110°的范圍時，優選地在85?100°的范圍內，經驗證，一方面能滿足尖銳度的要求，另一方面，強度也適當。
[0029]小齒牙深度Hl = 0.1?0.3毫米。小