紧固件加工工艺培训

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四、酸洗磷化/润滑
• 1、流程： 酸洗→清洗→磷化→清洗→润滑→上灰浆 • 2、酸洗的作用：去除退火时表面形成的氧化皮； • 3、磷化/润滑的作用： a). 减少金属间的摩擦; b). 增加模具使用寿命; c). 可以加快的拉拔速度，加大的变形率; d). 可使加工完成之线有光滑均一的表面; • 4、酸雾的预防： 由于酸的挥发和铁与酸发生反应生成的氢气将酸带出形成酸雾，目 前一般采用酸雾抑制剂（如若丁等）预防酸雾的产生，此外还可以使 用酸雾吸收器吸收酸雾。
六、冷镦（2）
• 3、冷镦变形极限的计算： • 压缩比的计算公式：ơ =（1- d1 2/d0 2 ） ×100% • d0 、d1 为钢材在拔制前后的直径，单位：毫 米（mm） • 注：30%＜ơ＜70%时应采用强束，：ơ＜30%时 可以采用开式束 • 4、冷镦机结构： • 冷镦机一般分为以下几个机构：送料机构、剪料 机构、曲轴机构、运转（夹钳）结构、顶料结构、 校直结构等
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八、热处理（2）
• 5、热处理常见缺陷及主要原因分析 1、芯部硬度过高： 原因：a. 回火温度过低, b. 回火时间较短 2、芯部硬度过低： 原因：a. 回火温度过高或回火时间较长,b. 淬火油温过 低,c. 淬火时间过短 3、抗拉强度不足： 原因：a. 回火后芯部硬度不足 4、表面硬度超高 原因：a.碳势过高,b.淬火时间过长
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八、热处理（3)
5、脱碳过深: 原因：a. 碳势过低，b. 炉子密封性不良 6、有渗碳现象： 原因：a.碳势过高,b.炉内积碳 7、混料: 原因：a进料时安全间距太小,b.收料时出 现多接、少接现象
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九、电镀（1）
• 1、镀锌工艺流程： a) 非热处理件： 化学除油→水洗→酸洗→水洗（二次）→ 镀锌→清洗→去氢（硬度大于32HRC的产品） →清洗→钝化→烘干 b) 热处理淬油件 电解除油→水洗→酸洗→水洗（二次）→ 镀锌→清洗→去氢（硬度大于32HRC的产品） →清洗→钝化→烘干
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六、冷镦（3）
• 5、头部长径比计算： A=L/d 0 ( A-长径比，L-头部用料长度， d0-原材料线径）
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六、冷镦（4）
• • • • • • 6、冷镦常见缺陷及主要原因分析: 1）头部开裂 原因：材料硬度过高/头部压缩比/较大材料本身存在缺陷 2）杆部弯曲 原因：阴模模孔存在倒锥/校直机构没有调整好/顶出力太大 3）六角头螺栓切边毛刺太大 原因：材料硬度过低/调整不当 4）杆部有凹痕 原因：模孔粗糙或存在金属瘤/原材料本身存在凹痕 5）杆部拉毛 原因：原材料硬度低
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十一、GB/T3098.1注意事项（3）
7.头部坚固性： 对d≤10mm 且长度太短不能进行楔负载试验的产品； 再头部、支撑面和杆部过渡圆处，放大8-10倍，用目测 检查，不得发现任何裂缝； 全螺纹的产品，即使在第一扣螺纹上出现裂缝，只要头 部未完全断掉，应视为符合本试验要求； 8.再回火试验： 测试再回火前后，三点的平均硬度不大于20个维氏硬度 值 再回火温度比最低回火温度低10℃，并保温30min 9.断后伸长率、断面收缩率 L大于等于80mm
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六、冷镦（5）
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七、搓丝（1）
1、常见螺纹类型 a) 公制机械牙（M） b）三角牙（分为S、C、B、P型四种） c) 高低牙 (NST) d) 自攻牙（ST) 2、美制牙中常见为NUF粗牙,UNC细牙
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七、搓丝（2）
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七、搓丝（3）
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八、热处理（1）
• 1、紧固件常见热处理类型有调质（淬火加回火） 和渗碳（自攻螺钉）； • 2、调质的作用： 经过淬火与回火，使产品获得良好的强度、韧 性相配合的综合机械性能； • 3、公司调质工艺流程： 前清洗→去磷→清洗→风干→淬火→冷却（油） →后清洗→回火→冷却（水+NaNo2） • 4、自攻螺钉渗碳层过浅，产品硬度和扭矩不够， 渗碳层过深，产品易出现脆断
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五、拉拔
1、拉拔在拉丝机上进行。根据不同产品的冷镦 工艺选取拉丝模拉,装好即可拉拔。拉后的成品线 材应符合冷镦工艺要求的尺寸，表面无影响使用 的麻点、拉痕、裂纹。 • 2、拉拔时应该选择合适的压缩比，压缩比过大会 导致线材开裂或硬度增加致使冷镦时产品开裂； • 3、压缩比计算公式：ơ =（d0 2 – d1 2）/d0 2 ×100% • d0 、d1 为钢材在拔制前后的直径
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九、电镀（2）
• 2、镀层评价： • a) 耐腐蚀性，镀锌件一般采用NSS试验，镀铬件一般采用 CASS试验。 • b) 结合力，测试结合常用的三种方法为锉刀法、栅格法、 加热法 • 注：在NSS试验中，红锈是评价整个镀层，白锈只是评价 钝化膜 • 3、影响镀层耐腐蚀性的主要因素： • a) 镀前清洗不彻底； • b) 镀层厚度不够 • c) 镀锌槽，各化学成分不符合标准； • d) 电镀时间、电流密度不符合要求； • 4、紧固件主要表面处理为镀锌与镀铬
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十一、GB/T3098.1注意事项（2）
4.保证载荷 程序：施加一个规定的保证载荷，然后测量由保证载荷 引起的永久伸长量； 速度不超过3mm/min 施加载荷前后产品长度应该一致，测量误差±12.5um 5. 楔负载试验 断裂前应该达到最小拉力载荷 超过载荷时，断裂不应发生在头和杆的交接处；应发生 在杆部和未旋和的螺纹长度内； 露出螺纹大于等于1d 6.冲击功 仅对M≥16的产品
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原材料及其检验（2）
• 4、材料中各类元素对钢的性质的影响： a、碳（C）：提高钢件强度，尤其是其热处理性能，但随着含碳 量的增加，塑性和韧性下降，并会影响到钢件的冷镦性能及焊接性能。 b、锰（Mn）：提高钢件强度，并在一定程度上提高可淬性。即在 淬火时增加了淬硬渗入的强度，锰还能改进表面质量，但是太多的锰 对延展性和可焊性不利。并会影响电镀时镀层的控制。 d、铬（Cr）：能提高可淬性，改善耐磨性，提高耐腐蚀能力，并 有利于高温下保持强度。 e、钼（Mo）：能帮助控制可淬性，降低钢对回火脆性的敏感性， 对提高高温下的抗拉强度有很大影响。 f、硼（B）：能提高可淬性，并且有助于使低碳钢对热处理产生 预期的反应。 g、矾（V）：细化奥氏体晶粒，改善韧性，增强金属流动性。 h、硅（Si）：保证钢件的强度，适当的含量可以改善钢件塑性和 韧性。
• 1.拉力试验 速度不超过25mm/min 达到最小载荷时，不应断裂 超过载荷时，断裂不应发生在头和杆的交接处；应发 生在杆部和未旋和的螺纹长度内； 2.扭矩试验： 适用于3mm≤d≤10mm, 且长度太短，不能实施拉力试 验的产品； 3.硬度试验： 应该在产品的头部、末端、杆部进行测试； 如果超过最高硬度值，应在距末端一个螺纹直径的截面 上，1/2半径处再次测量，其硬度不得超过最高硬度； 表面硬度可以比芯部硬度高30个维氏硬度值。
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二、酸洗
• 目前有采用机械法去氧化皮,即使用拉丝机 施加拉力,通过双轮强制弯曲、拉直迫使氧 化皮脱落； • 酸洗是使用化学方法去氧化皮，即使用盐 酸或则硫酸去除氧化皮。
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三、球化退火
• 1、球化退火的作用：使碳化物变成球化组织，以 提高冷镦性能,减少材料开裂 • 2、球化退火最主要的两个过程参数是温度和保温 时间； • 3、球化退火后材料的球化组织应为4～6级，用于 冷镦变形较大的材料，球化组织应为5级; • 4、球化退火后，原材料硬度应不大于HRB80.
紧固件知识
工艺流程： 8.8级六角法兰面螺栓的工艺流程如下： • 原材料检验→酸洗（去氧化皮）→球化退 火→酸洗磷皂化→拉拔→冷镦→搓丝→热 处理→电镀→成品检验→包装入库
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一、原材料及其检验（1）
• 1、原材料的选择： 8.8级螺栓-SWRCH35K、ML35; 10.9级螺栓-40Cr/SCM435/35CrMo 12.9级螺栓-42CrMo; 自攻螺钉一般选用SWRCH18A或22A; 弹簧垫圈一般选用65Mn/70# 注意：原材料的选择没有通用的规则，具体情况需考虑螺栓的规 格、使用环境等诸多因素。 • 2、原材料检验： 目前许多公司在原材料检验时，一般都只检验化学成分；化学成分 对产品机械的影响固然大，但是在原材料进行检验时，对冷镦成型有 决定作用的冷顶镦等也不应该忽略。 • 3、原材料的发展趋势： 未来冷镦原材料必然朝免退火和免调质发展，目前马钢已经开发出 免退火冷镦钢（SWRCH35K-M、CH35A-M）和免调质钢（MFT8）
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六、冷镦（1）
• 1、冷镦工艺三大定律： a) 体积不变定律：即冷镦前后金属体积基本不变 b) 最小圆周定期：即当受到外力时，金属总是沿最小的圆周流动 c) 切应力定律：即外力超过金属最大内应力时，金属将发生断裂； 2、冷镦工艺（以六角法兰面螺栓为例）： 四工位变形工序：
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十、成品检验
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测量/评价方法 1、尺寸-游标卡尺/千分尺 2、螺纹规格-螺纹环规（T/Z） 3、硬度-洛氏硬度计 4、最小拉力载荷-拉力机 5、脱碳层-金相显微镜/硬度计 6、耐腐蚀性-盐雾试验 7、扭矩-扭力扳手
十一、GB/T3098.1注意事项（1）
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十二、螺栓断裂类型（1）
• 一、塑性断裂（延性断裂）： 1.断裂前会发生大量的宏观塑性变形，断 裂时承受的工程应力大于螺栓的屈服度。 2.断口形状： a）断口附近会有能观察到塑性变形； b) 断口为韧窝状；
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十二、螺栓断裂类型（2）
• 二、脆性断裂（低应力断裂） 1.脆性断裂起源于引起应力集中的微裂纹； 2.断口形状： 断口为河流花样（需要在扫描电镜下才能 观察到） 三、分析螺栓断裂原因时，首先需要弄清 楚是塑性断裂还是脆性断裂。