一种推磨式扳手及其制备方法

摘要

本发明涉及一种推磨式扳手及其制备方法，包括套筒、扳手连杆以及与扳手连杆垂直设置的手握杆，套筒与扳手连杆之间设置有活动连杆，活动连杆一端插固在套筒上，另一端与扳手连杆首端铰接连接，手握杆位于扳手连杆末端并与扳手连杆连为一体，手握杆与活动连杆垂直设置；其中，套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆的材料为铬钒钢。本发明推磨式扳手设计合理、使用起来方便、省力而且机械性能好、使用寿命长。

权利要求

1.一种推磨式扳手，包括套筒、扳手连杆以及与扳手连杆垂直设置的手握杆，其特征在于，所述套筒与扳手连杆之间设置有活动连杆，所述活动连杆一端插固在套筒上，另一端与扳手连杆首端铰接连接，所述手握杆位于扳手连杆末端并与扳手连杆连为一体，所述手握杆与活动连杆垂直设置；其中，所述套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆的材料为铬钒钢，所述铬钒钢由以下质量百分比的成分组成：C：0.3-0.4%，Cr：5.5-6.5%，V：1.0-1.6%，Cu：

0.2-0.4%，Si：0.4-0.55%，Mn：0.9-1.1%，Ti：0.01-0.04%，S≤0.03%，P≤0.03%，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。

2.根据权利要求1所述的一种推磨式扳手，其特征在于，所述活动连杆面朝套筒的端面向套筒方向延伸形成方形凸块，所述套筒面朝活动连杆的端面上开设有与方形凸块相配合的方形孔，所述活动连杆面朝扳手连杆的端面向扳手连杆方向延伸形成螺杆且螺杆贯穿通过扳手连杆首端，所述螺杆上安装有固定螺母，所述方形凸块和螺杆分列在活动连杆两侧。

3.根据权利要求1或2所述的一种推磨式扳手，其特征在于，所述套筒背离活动连杆的端面上开设有用于拧紧或拧松工作螺母的螺母套孔。

4.根据权利要求1所述的一种推磨式扳手，其特征在于，所述套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆的材料为铬钒钢，所述铬钒钢由以下质量百分比的成分组成：C：0.32-0.36%，Cr：5.8-6.2%，V：1.2-1.5%，Cu：0.2-0.3%，Si：0.4-0.45%，Mn：0.9-1.0%，Ti：0.02-0.04%，S≤0.03%，P≤0.03%，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。

5.一种推磨式扳手的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

S1：按权利要求1所述的铬钒钢的组成成分及质量百分比称取钒铁、铬铁、硅铁、锰铁和钛铁；

S2：在熔炼炉中加入造渣剂，待炉料熔化后进行扒渣，然后将上述称好的铬铁和钒铁加入熔炼炉中，待其熔化后加入硅铁和锰铁，全部熔化后出炉浇注，出炉温度为1600-1680℃，出炉前将碾碎的钛铁放入浇包内；

S3：将套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆的模具加热至260-430℃，然后将上述钢液倒入模具中浇注成套筒坯件、扳手连杆坯件、手握杆坯件和活动连杆坯件，浇注温度为

1580-1620℃；

S4：将上述制得的套筒坯件、扳手连杆坯件、手握杆坯件和活动连杆坯件进行热处理，得到套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆，最后将套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆组装成最终产品推磨式扳手。

6.根据权利要求5所述的一种推磨式扳手的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的造渣剂为石灰石、石英砂、碎玻璃、白云石、石灰中的一种或多种。

7.根据权利要求5所述的一种推磨式扳手的制备方法，其特征在于，步骤S3中钢液倒入模具后立即在钢液表面抛撒钢液质量0.1-0.3%的聚渣剂。

8.根据权利要求5所述的一种推磨式扳手的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述的热处理包括淬火和回火。

9.根据权利要求8所述的一种推磨式扳手的制备方法，其特征在于，所述淬火是在

950-1030℃条件下先进行雾淬4-8min，然后风淬12-18min。

10.根据权利要求8所述的一种推磨式扳手的制备方法，其特征在于，所述回火温度为

260-300℃，回火时间为3-5h。

说明书

一种推磨式扳手及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于五金工具技术领域，涉及一种扳手及其制备方法，尤其涉及一种推磨式扳手及其制备方法。

背景技术

[0002] 扳手是一种常用的安装与拆卸工具。利用杠杆原理拧转螺栓、螺钉、螺母和其他螺纹紧持螺栓或螺母的开口或套孔固件的手工工具。扳手通常在柄部的一端或两端制有夹柄部施加外力柄部施加外力，就能拧转螺栓或螺母持螺栓或螺母的开口或套孔。使用时沿螺纹旋转方向在柄部施加外力，就能拧转螺栓或螺母。

[0003] 目前市场上的常用扳手主要有呆扳手、活动扳手、套筒扳手等。该些扳手在一般情况下都能完成螺母拧紧或拧松的工作，但在空间狭窄的工作环境下，该些扳手在拧螺母的过程中不能进行360°旋转。现有的大多数套筒扳手包括连为一体的套筒和扳手连杆，扳手连杆的形状呈“直杆型”。上述的套筒扳手结构设计不合理，加工成本较大且工人在使用该套筒扳手时往往需要用上较大的力，这样就容易使扳手连杆变形或将扳手连杆掰断，在操作过程中，需经常调整扳手与螺母之间的相对位置，使得扳手使用起来比较麻烦，降低了工作效率。此外，为让工人使用扳手更加方便，有人在扳手连杆末端穿设有与扳手连杆垂直设置的手握杆，在需要使用扳手的时候，先将套筒套在螺母上，再将手握杆插入扳手连杆末端，在扳手使用过后，手握杆被卸下并很容易被工人放置到一旁角落，这样就容易导致手握杆丢失，设计不合理且影响工作效率。

[0004] 而且，目前市面上流通较多的扳手多为采用碳钢制成，机械性能和质量一般，硬度和耐磨性较差。经过长时间使用后，会出现较为严重的磨损和腐蚀现象，造成卡位不准，扳手运作不灵活的现象，扳手的使用寿命较短。

[0005] 综上所述，为解决现有扳手结构和材料上的不足，需要设计一种设计合理、使用起来方便、省力而且机械性能好、使用寿命长推磨式扳手。

发明内容

[0006] 本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种设计合理、使用起来方便、省力而且机械性能好、使用寿命长的推磨式扳手。

[0007] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种推磨式扳手，包括套筒、扳手连杆以及与扳手连杆垂直设置的手握杆，所述套筒与扳手连杆之间设置有活动连杆，所述活动连杆一端插固在套筒上，另一端与扳手连杆首端铰接连接，所述手握杆位于扳手连杆末端并与扳手连杆连为一体，所述手握杆与活动连杆垂直设置；其中，所述套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆的材料为铬钒钢，所述铬钒钢由以下质量百分比的成分组成：C：0.3-0.4%，Cr：5.5-6.5%，V：1.0-1.6%，Cu：0.2-0.4%，Si：0.4-0.55%，Mn：0.9-1.1%，Ti：0.01-0.04%，S≤0.03%，P≤0.03%，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。

[0008] 作为优选，所述活动连杆面朝套筒的端面向套筒方向延伸形成方形凸块，所述套筒面朝活动连杆的端面上开设有与方形凸块相配合的方形孔，所述活动连杆面朝扳手连杆的端面向扳手连杆方向延伸形成螺杆且螺杆贯穿通过扳手连杆首端，所述螺杆上安装有固定螺母，所述方形凸块和螺杆分列在活动连杆两侧。

[0009] 作为优选，所述套筒背离活动连杆的端面上开设有用于拧紧或拧松工作螺母的螺母套孔。

[0010] 作为优选，所述套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆的材料为铬钒钢，所述铬钒钢由以下质量百分比的成分组成：C：0.32-0.36%，Cr：5.8-6.2%，V：1.2-1.5%，Cu：0.2-0.3%，Si：0.4-0.45%，Mn：0.9-1.0%，Ti：0.02-0.04%，S≤0.03%，P≤0.03%，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。

[0011] C是影响铬钒钢机械性能的关键元素之一，尤其对铬钒钢硬度和冲击韧性的影响最为明显。铬钒钢的硬度随着碳含量的增加而显著上升，但是其冲击韧性则出现较大幅度降低。为了使铬钒钢具有较高硬度的同时具有较高的冲击韧性，经研究表明，C含量控制在0.3-0.4%的范围内较为合适。

[0012] Cr是与铬钒钢中的C形成高硬度碳化物的重要元素之一。它与铬钒钢中的其它合金元素共同固溶强化机体组织，同时还提高铬钒钢的淬透性和抗腐蚀性能。铬钒钢的硬度随Cr／C的增加而大幅度提高，冲击韧性则先升高后降低。为获得最佳硬度、冲击韧性、综合耐磨性能，经研究表明，Cr含量控制在5.5-6.5%范围内效果较为理想。

[0013] V是强烈形成高硬度碳化物的元素，并能细化组织晶粒，提高回火稳定性；同时改善冲击韧性和抑制回火脆性。经研究表明，本发明将V含量控制在1.0-1.6%范围内得到的铬钒钢性能较为理想。

[0014] Cu是固溶强化基体的主要元素，同时Cu能提高铬钒钢的淬透性。为使铬钒钢具有较高的综合性能，本发明将Cu含量控制在0.2-0.4%范围内较为合适。

[0015] Si是显著固容强化组织机体提高铬钒钢强度的主要元素之一。但是，Si含量加入量不能过高，否则会使铬钒钢脆性加大，同时使铬钒钢热处理后的综合机械性能大幅度降低。经研究表明，将Si含量控制在本发明范围效果较好。

[0016] Mn是扩大材料奥氏体相区，也是提高铬钒钢淬透性和强度的元素之一。如果Mn含量加入过高，会显著增加残余奥氏体量，降低铬钒钢的硬度。因此，本发明将Mn的加入量控制在0.9-1.1%的范围内。

[0017] 在本发明铬钒钢中加入微量的Ti能强烈细化组织品粒，显著提高铬钒钢的冲击韧性，但是如果Ti加入量过多，则会使用铬钒钢制成的推磨式扳手在使用过程中更容易脆断。因此，经过研究后确定将Ti的添加量控制在本发明范围内。

[0018] 本发明的另一个目的在于提供上述推磨式扳手的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

[0019] S1：按上述铬钒钢的组成成分及质量百分比称取钒铁、铬铁、硅铁、锰铁和钛铁；

[0020] S2：在熔炼炉中加入造渣剂，待炉料熔化后进行扒渣，然后将上述称好的铬铁和钒铁加入熔炼炉中，待其熔化后加入硅铁和锰铁，全部熔化后出炉浇注，出炉温度为1600-1680℃，出炉前将碾碎的钛铁放入浇包内；

[0021] S3：将套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆的模具加热至260-430℃，然后将上述钢液倒入模具中浇注成套筒坯件、扳手连杆坯件、手握杆坯件和活动连杆坯件，浇注温度为1580-1620℃；

[0022] S4：将上述制得的套筒坯件、扳手连杆坯件、手握杆坯件和活动连杆坯件进行热处理，得到套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆，最后将套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆组装成最终产品推磨式扳手。

[0023] 作为优选，步骤S2中所述的造渣剂为石灰石、石英砂、碎玻璃、白云石、石灰中的一种或多种。在炼钢过程中加入造渣剂，形成炉渣，钢中的杂质被分离出来后进入炉渣，因为炉渣比重轻，飘浮在钢水上面，就比较容易除去。另外炉渣还可以保护钢水不和大气直接接触，还可以降低含碳量，降低硫、磷等的含量。

[0024] 作为优选，步骤S3中钢液倒入模具后立即在钢液表面抛撒钢液质量0.1-0.3%的聚渣剂。聚渣剂可以使残余钢渣迅速聚集，能进一步净化钢液，同时形成一层保温覆盖膜，有利于套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆浇注成型。

[0025] 作为优选，步骤S4中所述的热处理包括淬火和回火。

[0026] 作为优选，所述淬火是在950-1030℃条件下先进行雾淬4-8min，然后风淬12-18min。

[0027] 作为优选，所述回火温度为260-300℃，回火时间为3-5h。

[0028] 基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：结构设计合理，手握杆与扳手连杆连为一体，使得手握杆不容易丢失且能使得扳手使用起来更加方便和舒适；套筒通过活动连杆与扳手连杆相连，方便工人根基实际需求来更换套筒，便于清洁且提高了工作效率；使用过程中，相比于现有技术中“直杆型”的扳手，本发明中扳手的形状基本呈“L”形或“J”形，这样就使得手握杆与套筒之间的力臂变长，使得工人使用扳手更加省力，减少了扳手的破损率；扳手连杆通过螺杆、固定螺母与活动连杆铰接连接，安装和更换都比较方便；套筒与活动连杆结构简单，设计合理，加工起来比较方便，节约了成本；套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆采用铬钒钢材料制成，而且本发明铬钒钢的组成成分及其质量百分比配伍合理，制成的最终产品推磨式扳手硬度高、冲击韧性好、耐磨性和耐腐蚀性能良好，使用过程中不会因为长期使用造成磨损和腐蚀严重导致卡位不准确，延长了推磨式扳手的使用寿命。

附图说明

[0029] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0030] 图1是本发明一较佳实施例的结构示意图。

[0031] 图2是本发明一较佳实施例的爆炸图。

[0032] 图3是本发明一较佳实施例中套筒的结构示意图。

[0033] 图4是图3中A-A处的剖视图。

[0034] 附图标记：10、套筒；11、方形孔；12、螺母套孔；20、扳手连杆；30、手握杆；40、活动连杆；41、方形凸块；42、螺杆；50、固定螺母。

具体实施方式

[0035] 以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

[0036] 如图1和图2所示，本推磨式扳手包括套筒10、扳手连杆20以及与扳手连杆20垂直设置的手握杆30，套筒10与扳手连杆20之间设置有活动连杆40，活动连杆40一端插固在套筒10上，另一端与扳手连杆20首端铰接连接，手握杆30位于扳手连杆20末端并与扳手连杆20连为一体，手握杆30与活动连杆40垂直设置。

[0037] 扳手结构设计合理，手握杆30与扳手连杆20连为一体，使得手握杆30不容易丢失且能使得扳手使用起来更加方便和舒适；套筒10通过活动连杆40与扳手连杆20相连，方便工人根基实际需求来更换套筒10，便于清洁且提高了工作效率；使用过程中，相比于现有技术中“直杆型”的扳手，本案中扳手的形状基本呈“L”形或“J”形。如图1所示，L1类似于现有技术中扳手的力臂长度，L2为本案中扳手的力臂长度，本案的结构设计使得手握杆30与套筒10之间的力臂变长，使得工人使用扳手更加省力，减少了扳手的破损率。

[0038] 优选地，活动连杆40面朝套筒10的端面向套筒10方向延伸形成方形凸块41，如图3和图4所示，套筒10面朝活动连杆40的端面上开设有与方形凸块41相配合的方形孔11。使用过程中，活动连杆40通过方形凸块41插固在方形孔11内，设计合理且安装方便。
活动连杆40面朝扳手连杆20的端面向扳手连杆20方向延伸形成螺杆42且螺杆42贯穿通过扳手连杆20首端，螺杆42上安装有固定螺母50，方形凸块41和螺杆42分列在活动连杆40两侧。扳手连杆20通过螺杆42、固定螺母50与活动连杆40铰接连接，安装和更换都比较方便。

[0039] 进一步优选地，套筒10背离活动连杆40的端面上开设有用于拧紧或拧松工作螺母的螺母套孔12，套筒10结构简单且设计合理，加工起来比较方便，节约了成本。

[0040] 本推磨式扳手在初始状态下，工作前根据工作螺母尺寸大小选择套筒10的尺寸，然后将套筒10放到需拧动的工作螺母上，推动手握杆30，手握杆30将作用力传到扳手连杆20上，扳手连杆20再将作用力传到活动连杆40上，扳手连杆20带动活动连杆40转动，进而活动连杆40带动套筒10转动，从而使得套筒10里的工作螺母旋转，完成拧动工作螺母的动作。

[0041] 本案可以结合套筒10可随意更换尺寸的优点以及古代推磨的方法，使得本推磨式扳手在空间有限的工作环境下能实现360°旋转，使用过程中非常的方便灵活，有效地提高了工作效率，省时省力。

[0042] 其中，本发明所述套筒10、扳手连杆20、手握杆30和活动连杆40的材料为铬钒钢，所述铬钒钢由以下质量百分比的成分组成：C：0.3-0.4%，Cr：5.5-6.5%，V：1.0-1.6%，Cu：0.2-0.4%，Si：0.4-0.55%，Mn：0.9-1.1%，Ti：0.01-0.04%，S≤0.03%，P≤0.03%，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。

[0043] 表1 本发明实施例1-4铬钒钢的组成成分及其质量百分比

[0044]

[0045]

[0046] 实施例1：

[0047] 按表1实施例1中铬钒钢的组成成分及质量百分比称取钒铁、铬铁、硅铁、锰铁和钛铁。同时在熔炼炉中加入石灰石、石英砂和碎玻璃组成的复合造渣剂，待炉料熔化后进行扒渣，然后将上述称好的铬铁和钒铁加入熔炼炉中，待其熔化后加入硅铁和锰铁，全部熔化后出炉浇注，出炉温度为1600℃，出炉前将碾碎的钛铁放入浇包内。在熔炼的同时将套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆的模具加热至260℃，然后将上述钢液倒入模具中浇注成套筒坯件、扳手连杆坯件、手握杆坯件和活动连杆坯件，浇注温度为1580℃。钢液倒入模具后立即在钢液表面抛撒钢液质量0.1%的聚渣剂，使残余钢渣迅速聚集，能进一步净化钢液，同时形成一层保温覆盖膜，有利于浇注成型。然后将制得的套筒坯件、扳手连杆坯件、手握杆坯件和活动连杆坯件进行热处理，热处理包括淬火和回火。其中，淬火是在950℃条件下先进行雾淬4min，然后风淬18min，回火温度为260℃，回火时间为5h，制得套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆。最后将套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆组装成最终产品推磨式扳手。

[0048] 实施例2：

[0049] 按表1实施例2中铬钒钢的组成成分及质量百分比称取钒铁、铬铁、硅铁、锰铁和钛铁。同时在熔炼炉中加入石灰石、白云石和石灰组成的复合造渣剂，待炉料熔化后进行扒渣，然后将上述称好的铬铁和钒铁加入熔炼炉中，待其熔化后加入硅铁和锰铁，全部熔化后出炉浇注，出炉温度为1628℃，出炉前将碾碎的钛铁放入浇包内。在熔炼的同时将套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆的模具加热至285℃，然后将上述钢液倒入模具中浇注成套筒坯件、扳手连杆坯件、手握杆坯件和活动连杆坯件，浇注温度为1595℃。钢液倒入模具后立即在钢液表面抛撒钢液质量0.2%的聚渣剂，使残余钢渣迅速聚集，能进一步净化钢液，同时形成一层保温覆盖膜，有利于浇注成型。然后将制得的套筒坯件、扳手连杆坯件、手握杆坯件和活动连杆坯件进行热处理，热处理包括淬火和回火。其中，淬火是在980℃条件下先进行雾淬6min，然后风淬16min，回火温度为280℃，回火时间为4h，制得套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆。最后将套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆组装成最终产品推磨式扳手。

[0050] 实施例3：

[0051] 按表1实施例3中铬钒钢的组成成分及质量百分比称取钒铁、铬铁、硅铁、锰铁和钛铁。同时在熔炼炉中加入石英砂、碎玻璃和白云石组成的复合造渣剂，待炉料熔化后进行扒渣，然后将上述称好的铬铁和钒铁加入熔炼炉中，待其熔化后加入硅铁和锰铁，全部熔化后出炉浇注，出炉温度为1665℃，出炉前将碾碎的钛铁放入浇包内。在熔炼的同时将套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆的模具加热至375℃，然后将上述钢液倒入模具中浇注成套筒坯件、扳手连杆坯件、手握杆坯件和活动连杆坯件，浇注温度为1600℃。钢液倒入模具后立即在钢液表面抛撒钢液质量0.3%的聚渣剂，使残余钢渣迅速聚集，能进一步净化钢液，同时形成一层保温覆盖膜，有利于浇注成型。然后将制得的套筒坯件、扳手连杆坯件、手握杆坯件和活动连杆坯件进行热处理，热处理包括淬火和回火。其中，淬火是在1010℃条件下先进行雾淬5min，然后风淬14min，回火温度为290℃，回火时间为4h，制得套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆。最后将套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆组装成最终产品推磨式扳手。

[0052] 实施例4：

[0053] 按表1实施例4中铬钒钢的组成成分及质量百分比称取钒铁、铬铁、硅铁、锰铁和钛铁。同时在熔炼炉中加入石灰石、石英砂和碎玻璃组成的复合造渣剂，待炉料熔化后进行扒渣，然后将上述称好的铬铁和钒铁加入熔炼炉中，待其熔化后加入硅铁和锰铁，全部熔化后出炉浇注，出炉温度为1680℃，出炉前将碾碎的钛铁放入浇包内。在熔炼的同时将套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆的模具加热至430℃，然后将上述钢液倒入模具中浇注成套筒坯件、扳手连杆坯件、手握杆坯件和活动连杆坯件，浇注温度为1620℃。钢液倒入模具后立即在钢液表面抛撒钢液质量0.2%的聚渣剂，使残余钢渣迅速聚集，能进一步净化钢液，同时形成一层保温覆盖膜，有利于浇注成型。然后将制得的套筒坯件、扳手连杆坯件、手握杆坯件和活动连杆坯件进行热处理，热处理包括淬火和回火。其中，淬火是在1030℃条件下先进行雾淬8min，然后风淬12min，回火温度为300℃，回火时间为3h，制得套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆。最后将套筒、扳手连杆、手握杆和活动连杆组装成最终产品推磨式扳手。

[0054] 将本发明实施例1-4制得的推磨式扳手进行性能测试，测试结果如表2所示。

[0055] 表2 本发明实施例1-4制得的推磨式扳手性能测试结果

[0056]

[0057] 从表2可以得知，本发明制得的推磨式扳手硬度高、冲击韧性好，而且耐磨性和耐腐蚀性良好，使用过程中不会因为长期使用造成磨损和腐蚀严重导致卡位不准确，延长了推磨式扳手的使用寿命。

[0058] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

[0059] 尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。