中国紧固件行业发展现状及冷镦钢开发

中国紧固件行业发展现状及冷镦钢开发

2011-07-01 08:28:32

紧固件是一种通用基础件，与钢铁行业联系紧密。紧固件制造材料有钢、有色金属、不锈钢、钛合金和其他工程材料，90%以上采用冷镦加工，用该工艺制造的产品精度高、质量好，生产效率高。

1、我国紧固件行业市场需求

1.1汽车用紧固件

我国是车用紧固件增长最快的市场，2008年已超过日本成为仅次于美国的全球第二大紧固件市场。2007年我国紧固件需求约60亿美元，2010年将增至约75亿美元，从出口量和金额来看，我国占全球紧固件需求的15%。近几年我国紧固件年需求增长率为5%～10%，20 08年紧固件需求量为313万t，产量达540万t，同比增长9．5%，其中汽车工业是最大的用户(质量要求高)。未来几年汽车仍是紧固件需求最多的行业，2009年汽车产量为1350万辆，中高档汽车紧固件需求比2008年增长约25%。2010年汽车产量约为1800万辆，汽车及相关行业使用紧固件占总产量的18%～20%。

据统计，一辆轻型车或轿车平均用紧固件约500种规格，50kg，4000件左右，而一辆中卡或重卡车需紧固件约90kg，7500件，其中高强度紧固件占1/3左右。一辆汽车紧固件的费用约占整车成本的2. 5%～3.0%。

1.2不锈钢紧固件

螺栓、螺钉、铆钉等紧固件常用的材料有碳素钢、低合金钢和有色金属。但在特定场合，紧固件材料需要满足耐严重腐蚀或高强度的条件，许多不锈钢和超高强度不锈钢应运而生。不锈钢紧固件在强度上有较好表现，并具有耐腐蚀、易制造和易焊接的优点。不锈钢材质的紧固件进行电镀或热处理，可以获得更好的性能。在镍元素价格上涨的情况下，紧固件的价格也受到较大影响。紧固件生产企业为了减缓成本压力，生产了低镍型的不锈钢紧固件。

不锈钢紧固件生产用材质有奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、沉淀硬化不锈钢。常用的牌号有302，303，304，305，即所谓的“18－8”型奥氏体不锈钢4个牌号。302型用于采用机械加工的螺钉和自攻螺栓;303型为了改善切削加工性能，添加少量的硫，用于采用棒料加工螺母;304型适用于采用热镦工艺加工紧固件; 305型适用于采用冷镦工艺加工紧固件，例如冷成型螺母、六角螺栓; 309型和310型Cr含量和Ni含量都比18－8型不锈钢高，适用于高温下工作的紧固件;316和317型均含有合金元素Mo，因此它们的高温强度和耐蚀性能均比18－8型不锈钢高。耐磨焊条用321型和347型，321型含有较稳定合金元素Ti，347型含有Nb，提高了材料的抗晶间腐蚀性能，适用于焊后不退火或在420～1013℃服役的紧固件。

铁素体型不锈钢430型普通铬钢的耐腐蚀性能和耐热性能比410型好，有磁性，但不能进行热处理强化，适用于耐腐蚀和耐热性能要求稍高和强度要求一般的不锈钢紧固件。

马氏体不锈钢410型和416型可以进行热处理强化，HRC硬度值在35～45，机加工性能良好，用于一般用途的耐热耐腐蚀紧固件。4 16型含硫量稍高，是易切削不锈钢。420型含硫质量分数不小于0．1 5%，力学性能较好，可以进行热处理强化，最大HRC硬度值58，用于较高强度要求的紧固件。沉淀硬化不锈钢630比18－8型不锈钢强度更高，因而用于高强度、耐腐蚀不锈钢紧固件。

2、紧固件生产的机遇和挑战

近年来，中国的国民经济保持8%增长速度，给紧固件行业发展带来良机。中国紧固件企业制造水平的提高，离不开紧固件材料的提高，新型冷镦材料的开发也离不开紧固件企业，紧固件行业的发展更离不开钢铁行业的支持。

我国紧固件生产和贸易企业近1万家，生产紧固件最多的是浙江、江苏、广东和河北，中外合资企业或台商企业数量很多，唐山、天津等华北地区也形成一定产业群，其中浙江企业数量约占全国企业总数的40%以上，产量约占全国总产量的54%，是国内紧固件产品生产最为集中的省份。

我国生产的紧固件中，8.8级以下普通低档紧固件占45%～50%，产能明显过剩，但一些关键紧固件产品，实物质量尚不能完全满足要求，在一定程度上仍然依赖进口。我国是紧固件出口大国，出口量几乎占产量的一半，但出口的产品大部分为低端产品，出口的平均价格为1260美元/t，而进口的平均价格高达9000美元/t。

2009年中国紧固件出口形势进一步恶化，许多紧固件企业把出口市场转移到内销市场，许多企业也正在通过联合协作、原材料团购、加强管理及提高材料利用率(已由原来的85%～88%提高到94%～97%)等措施，以降低生产成本，扩大市场份额。

3、紧固件用冷镦钢的开发

我国20世纪90年代开始生产冷镦钢，生产企业有宝钢、马钢、沙钢、邢钢等40余家，但生产的冷镦钢还不能满足高档紧固件的生产，国内紧固件用原材料基本是热轧状态，有1/5存在开裂问题，紧固件生产企业不得不在拉拔、退火工序进行材料的改制。对于高强度紧固件，原材料冷镦成形后，还需进行最终球化退火处理以提高性能。这些处理工序不但增加成本，而且污染环境，特别对于中小企业，由于不具备保护气氛热处理条件，常常会导致表面氧化和脱碳，严重影响标准件质量，因此，钢铁企业和紧固件生产企业应紧密合作开发新钢种。

国内近几年先后开发了SWRM6，SWRCH6A，SWRM8，SWRM10，SWRC H8A，SWRCH10A，ML20，ASTM1018，ASTM1022，ML35，SWRCH32K，SC M435，SWRCH35K，SCM440紧固件冷镦用钢，基本上满足行业的要求。但是，由于对高精度、高强度紧固件，钢结构连接副及非标异型件的需求日益高涨，因此，对高纯净度、高性能、高质量的冷镦钢需求也更为迫切。

我国冷镦钢线材批次稳定性较低，纯净度不高，品种规格不全，导致许多合金钢、低合金钢、耐热钢和不锈钢仍主要依赖进口。冷镦

钢使用企业需加强与钢铁企业合作，进一步开发和使用节能型非调质钢和免退火或简化退火的热轧线材、抗延迟断裂用钢，如国外开发的KNDS2，45CrNiMoTi及中国钢铁研究总院开发的ADF1等超细晶粒钢。要开发满足耐高温、耐高压、耐腐蚀要求的，以及满足各种生产工艺需求的不锈钢材料，加快研制达到国外同类10B18M，SAE1021，MNB1 23H等水平的新钢种。

由于紧固件对冷镦钢的内在质量和表面质量要求严格，我国高质量冷镦钢仍然以进口为主，国内生产厂家仍然局限在几个大钢厂，而且产量增长速度不快。汽车紧固件用中高档冷镦钢2008年超过了18 0万t，冷镦钢占汽车用优质钢材总量的7%～12%。从发达国家经验来看，欧洲生产的150万t棒线材有近一半用于汽车制造，2/3的冷镦线材用于汽车行业，用来制造装配所需的紧固件和一部分可采用冷镦冷挤压工艺制造的零部件。近年来我国汽车紧固件进口量约占总需求量的60%，主要来自日本、韩国等国家以及我国台湾地区。汽车紧固件的高端产品10．9级和12．9级主要使用SCM435(35CrMo)和SC M440(42CrMo)钢，而国外许多汽车紧固件制造商也大量采用10B18M，SAE10B21，MnB135H等钢种。

4、汽车用紧固件的使用性能和分类

4.1汽车用紧固件使用性能

紧固件作为主机与零部件的连接件，随主机一起在各种恶劣的服役环境中接受考验，应用于高温、高压、低温、振动、腐蚀、重载、