紧固件制作工艺流程及材料要求

低碳量钢含碳量低于0.20%、强度δb≤420N/mm2、要求冷作硬化趋势就小。
中碳钢或低碳、中碳合金钢要进行退火处理，退火后的硬度≤HRB 88为最 隹。退火过程中要防止脱碳和氧化皮的生成。 热镦工艺要求材料外观质量要好。加热温度不能有过烧现象，否则生成的 氧化皮直接影响到产品外观质量
（7）、各类元素对钢的性质的影响 1）、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。 2）、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。 3）、镍（Ni）：提高钢件强度，改善低温下的韧 性，提高耐大气腐蚀能力，并可保证稳定的热处 理效果，减小氢脆的作用
Q215
Q235 Q255 Q275
0.09—0.15 0.25—0.55
0.12—0.22 0.30—0.80 0.18—0.28 0.40—0.70 0.28—0.38 0.50—0.80
≤0.30
≤0.30 ≤0.30 ≤0.35
≤0.50
≤0.50 ≤0.50 ≤0.50
≤0.45
≤0.45 ≤0.45 ≤0.45
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力学性能： Q195（A1） 屈服点 抗拉强度 Q215（A2） 屈服点 σｓ σｂ σｓ 195N/ｍｍ2 430N/ｍｍ2 215N/ｍｍ2
抗拉强度
Q235（A3） 屈服点 抗拉强度
σｂ
σｓ σｂ
335￣450N/ｍｍ2
235N/ｍｍ2 375￣500N/ｍｍ2
试验要求：
化学成份拉力试验、冷弯、常温冲击试验、 （标准是没有规定的，但工艺上要——冷镦锻压 偏试验）。
DIN∣10∣ SAE 5 ISO 4.6
ISO4.8 SAE 2 ISO 5.8 IS0 8.8 SAE 5 ISO SAE
螺栓
1030、 1035
螺栓
10.9、 --8
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四、常规材料检验
1. 首先检验钢材的批号、炉号、钢种和交货状态（是切削 用钢、轧制用钢、还是镦锻用钢），检验的结果要与质 量保证书相比较。 2. 外观质量和尺寸检查。 3. 硬度要求：低碳钢HRB≤85、中碳钢HRB≤88、 4. 进行冷和热镦锻的样品试验。 5. 热酸检验的目的是检查材料中心疏松和材料中心方框偏 析的程度，防止螺栓掉头和搓丝工序中的轴向开裂。
但是材料质量引起工艺性和质量异议是比较突出的。
• 目前,全世界每年生产1200多万吨钢制紧固件。2004年 我国钢制紧固件的产量为350万吨左右，约占世界产量 的四分之一。
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1 、紧固件用钢的分类
(1)、 按产品特点可分为四种类型
第一类--- 非热处理型：主要是低碳钢系列。加工的成品等级是
4.6～6.8级低强度螺纹紧固件。 第二类--- 调质型：主要是中碳钢、低合金钢、合金钢系列。加工
大规格10.9级螺栓常用的三种材料
名称
35CrMo
C
0.32-0.40
Cr
0.8-1.1
Mo
0.15-0.25
P
≤0.035
S
≤0.035
Ni
≤0.030
Mn
0.4-0.7
42CrMo
0.38-0.45
0.9-1.2
0.15-0.25
≤0.035
≤0.035
≤0.030
0.4-0.7
B7
0.37-0.49
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(4) 钢的淬透性。
与钢材化学成份、热处理工艺参数、冷却液的冷却 性能、冷却液温度。 大规格与小规格热处理中选取用材料应有所区分。 要注意材料的淬透性的开裂。
(5)化学成分
冷镦钢要求成分纯净、除S、P要求以外，碳钢中的 Mn、Si、Al等几种元素。
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（6）工艺性
* 可加工性——在标准件行业分： ——冷镦性 ——热镦锻性。 通过冷镦（冷顶锻）试验确认： 一般要求做外六角头螺栓的材料应至少保证压偏1/2H（H--试件高度）试验 合格。做冷镦螺母、冷镦内六角螺钉、法兰面螺栓必须要保证压偏试验l/3H 合格。 * 冷、热镦工艺对材料的要求 冷镦工艺要求材料硬度要低，塑性要好，便于冷镦加工成形和搓丝时的塑 性变型。
(2) 表面质量 ---线材表面应光滑圆整，无凹凸、折叠、节疤、裂纹、麻点
——表面锈蚀。 ——表面脱碳层。 ——氧化皮总量<10kg/t。为保证线材轧制后的表面质量，钢坯表 面缺陷的深度不超过0.4mm。
镦锻加工材料开裂主要是表面外观质量引起达60%比例。
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冷镦和热镦中最特出的问题是材料表面的发纹和微 细裂是引起镦锻开裂。这类裂缝是沿轴线方向，几乎占 产品开裂比例60%以上。但轴向的裂缝并不影响强度， 就是外观质量不好，让用户担心而拒收，非常可惜。
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（2） GB/T 699《优质碳素结构钢》
技术要求： 牌号化学成份；钢的硫、磷控制； 注意交化状态：标准件用钢、热轧、车削加工 尺寸、表面质量要求好。 35＃钢 C： 0.32￣0.39、 Sｉ：0.17￣0.37 Mｎ：0.50￣0.80 45＃钢 C： 0.42￣0.50、 Sｉ：0.17￣0.37 Mｎ：0.50￣0.80
按质量分
{
{
普通碳素钢S、P含量分别≤0.055、0.045%
优质碳素钢S、P含量≤0.040%
高级优质碳素S、P含量分别为≤0.03%
按用途分
碳素结构钢 碳素工具钢
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二、紧固件用钢的要求
• 紧固件用钢材（包括碳钢、合金钢、低合金钢、及不 锈钢）。 • 应具满足二个要素： ——工艺性：冷镦性、热镦性、热处理可淬性。 ——材料的化学成份要满足产品等级要求。
(3) 按加工方法可分为热锻和冷锻
即热锻与冷镦(冷挤压)两种用钢类别。
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2、紧固件用冷镦钢的一般质量要求
(1) 尺寸与公差
尺寸公差按照GB/T 14981《热轧盘条直径和尺寸公差》标准中的 规定执行，分为A、B、C三个等级，圆度公差尺寸值是尺寸公差值的 60%。其中A级公差最大，C级公差最小，一般钢厂合同中不注明的均 按B级交货。
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（二）、合金钢
1)、低碳马氏体合金钢C%>0.25%。低碳马氏体钢 目前常用20MnTiB等。
2)、中碳合金钢：在普碳钢中加入合金元素，增 加钢材的一些特殊性能，如使用最多的合金钢有： 40Cr、35GrMo、35GrMo、B7、35VB。合金钢 中的合金元素增加则提高淬透性、提高强度，也 改善紧固件耐高温、耐低温、耐腐蚀的使用条件。 要预退火处理。
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（7）、各类元素对钢的性质的影响
4）、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。 5）、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。 6）、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。 7）、矾（V）：细化奥氏体晶粒，改善韧性。 8）、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。
{
钢
按用途分
{
建筑用钢：螺纹钢
结构用钢（渗钢、调钢、弹簧钢） 特殊用钢（不锈钢、耐热钢）
工具钢（碳素工具钢、低合金工具钢、高合金工具钢）
按化学成分
{
合金钢 按用途分
{
合金结构钢 合金工具钢 特殊性能钢
碳素钢
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钢的分类
按含碳量分
{
低碳钢≤0.25%C
中碳钢0.3~0.55%C
高碳钢≥0.60%C
碳素钢
紧固件用材料质量要求
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一、金属材料分类
金属
{
有色金属。如铜、铝及其合金
黑色金属
{
如：铁、铬、锰 等
铸铁与钢
{ {
纯铁:含碳＜0.02% 钢:含碳0.02-2.11% 铸 铁 : 含 碳 2.116.69%
亚共析钢:C＜0.77% 共 析 :C=0.77% 钢
过共析钢:0.77%＜C＜2.11%
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钢的分类
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（3） GB/T3077《合金结构钢》
钢种分：优质钢、高级优质钢、特级优质钢 压力用钢分： 热压力加工钢、顶镦钢、冷拔坏钢
技术要求： 牌号化学成份；钢的硫、磷控制；尺寸，表面质量要求好 40C C 0.37￣0.44、 Sｉ 0.17￣0.37、 Mｎ 0.50￣0.80、 Cｒ 0.80￣1.10 35 CｒMｏA C 0.32￣0.40、 Sｉ0.17￣0.37、 Mｎ 0.50￣0.80、 Cｒ0.90￣1.20、 Mｏ0.15￣0
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高强度紧固件常用材料：
1． 螺栓： 10.9级：中碳钢和低碳合金钢； 一般：小规格可采用40Cr；比较重要的结构部位 可采用35CrMo或者42CrMo。 8.8级：45#中碳钢和低碳合金钢，≥M24规格的螺 栓，可以采取与10.9级规定的材料（淬透性） 2、钢结构高强度螺栓： 10.9 S 级：≤M24 采用20MnTiB； M27、M30 10.9级用35VB； 10.9（HV） ≥M33可采用35CrMo或者42CrMo
0.75-1.2
0.15-0.25
≤0.035
≤0.040
≥0.030
0.65-1.1
螺母和垫圈材料
3．螺母： 一般采用35#、45#； 大规格螺母可以采用40Cr。 4．垫圈： 一般采用35#、45#。 几种硬度表示方法： HRC35-45；Hv200；Hv300。
产品性能对材料的要求
名 称 产 品 等 级 DIN SAE ∣8∣ 2 美国材料 日 1010， 1015 1030、 1035 1008 1010 1015、 1018 本 材 料 中 国 材 料 螺母 螺母 螺栓 螺栓 螺栓 SWRM8、SWRM10 SWRM15SWRCH10 SWRCH30， SWRCH35 SWRM 8 、SWRM10 SWRM8、SWRM10 SWRCH15 SS35C、SWRCH32 SWRCH35、SWCH32 ---Q195~Q215 ML10～20 35#ML35 45#ML45 ML10 Q195F、 Q215F Q215F、Q235、 35# 45# 40Gr ML35 20MnTiB、35VB 35CrMo、42CrMo