緊固件制作工藝流程及材料要求.ppt

緊固件用材料質(zhì)量要求,1,一、金屬材料分類(lèi),2,鋼的分類(lèi),3,鋼,鋼的分類(lèi),4,二、緊固件用鋼的要求,緊固件用鋼材（包括碳鋼、合金鋼、低合金鋼、及不銹鋼）。 應(yīng)具滿足二個(gè)要素： 工藝性：冷鐓性、熱鐓性、熱處理可淬性。 材料的化學(xué)成份要滿足產(chǎn)品等級(jí)要求。 但是材料質(zhì)量引起工藝性和質(zhì)量異議是比較突出的。 目前,全世界每年生產(chǎn)1200多萬(wàn)噸鋼制緊固件。2004年我國(guó)鋼制緊固件的產(chǎn)量為350萬(wàn)噸左右，約占世界產(chǎn)量的四分之一。,5,1 、緊固件用鋼的分類(lèi) (1)、 按產(chǎn)品特點(diǎn)可分為四種類(lèi)型 第一類(lèi)- 非熱處理型：主要是低碳鋼系列。加工的成品等級(jí)是 4.66.8級(jí)低強(qiáng)度螺紋緊固件。 第二類(lèi)- 調(diào)質(zhì)型：主要是中碳鋼、低合金鋼、合金鋼系列。加工 的成品等級(jí)是8.812.9級(jí)高強(qiáng)度螺紋緊固件。 第三類(lèi)- 表面硬化型：以ML18Mn、ML22Mn和ML20Cr為代表的鋼 種，主要加工的成品為自攻螺釘、自鉆自攻螺釘和其他 要求表面滲碳型制品。,6,(2) 按交貨形態(tài)可分為直圓和盤(pán)圓 通常習(xí)慣把25以下的直圓稱(chēng)作為小盤(pán)圓，25以上的直圓稱(chēng)棒材,16以下的盤(pán)圓稱(chēng)線材、16以上的盤(pán)圓稱(chēng)盤(pán)條。 (3) 按加工方法可分為熱鍛和冷鍛 即熱鍛與冷鐓(冷擠壓)兩種用鋼類(lèi)別。,7,2、緊固件用冷鐓鋼的一般質(zhì)量要求,(1) 尺寸與公差 尺寸公差按照GB/T 14981熱軋盤(pán)條直徑和尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定執(zhí)行，分為A、B、C三個(gè)等級(jí)，圓度公差尺寸值是尺寸公差值的60%。其中A級(jí)公差最大，C級(jí)公差最小，一般鋼廠合同中不注明的均按B級(jí)交貨。 (2) 表面質(zhì)量 -線材表面應(yīng)光滑圓整，無(wú)凹凸、折疊、節(jié)疤、裂紋、麻點(diǎn) 表面銹蝕。 表面脫碳層。 氧化皮總量10kg/t。為保證線材軋制后的表面質(zhì)量，鋼坯表面缺陷的深度不超過(guò)0.4mm。 鐓鍛加工材料開(kāi)裂主要是表面外觀質(zhì)量引起達(dá)60%比例。,8,冷鐓和熱鐓中最特出的問(wèn)題是材料表面的發(fā)紋和微細(xì)裂是引起鐓鍛開(kāi)裂。這類(lèi)裂縫是沿軸線方向，幾乎占產(chǎn)品開(kāi)裂比例60%以上。但軸向的裂縫并不影響強(qiáng)度，就是外觀質(zhì)量不好，讓用戶擔(dān)心而拒收，非?？上А?9,材料常見(jiàn)裂紋,(3) 內(nèi)部質(zhì)量缺陷 * 顯微組織 基本組織（除特殊要求外）應(yīng)該是鐵素體珠光體（FP）。 * 晶粒度 要求晶粒度組織為24級(jí)，3級(jí)為好。 * 低倍體組織 縮孔和中心縮孔易引起掉頭和搓絲心部開(kāi)裂 疏松鋼材不致密，影響機(jī)械性能。 偏析化學(xué)成份和非金屬雜物分布不均勻，使鋼材塑性降低，不利于成型 。 * 非金屬夾雜物 夾雜物是造成冷鐓開(kāi)裂的主要原因之一，是煉鋼潛在質(zhì)量的重要指標(biāo)。,10,(4) 鋼的淬透性。 與鋼材化學(xué)成份、熱處理工藝參數(shù)、冷卻液的冷卻性能、冷卻液溫度。 大規(guī)格與小規(guī)格熱處理中選取用材料應(yīng)有所區(qū)分。 要注意材料的淬透性的開(kāi)裂。 (5)化學(xué)成分 冷鐓鋼要求成分純凈、除S、P要求以外，碳鋼中的Mn、Si、Al等幾種元素。,11,（6）工藝性 * 可加工性在標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)分： 冷鐓性 熱鐓鍛性。 通過(guò)冷鐓（冷頂鍛）試驗(yàn)確認(rèn)： 一般要求做外六角頭螺栓的材料應(yīng)至少保證壓偏1/2H（H-試件高度）試驗(yàn)合格。做冷鐓螺母、冷鐓內(nèi)六角螺釘、法蘭面螺栓必須要保證壓偏試驗(yàn)l/3H合格。 * 冷、熱鐓工藝對(duì)材料的要求 冷鐓工藝要求材料硬度要低，塑性要好，便于冷鐓加工成形和搓絲時(shí)的塑性變型。 低碳量鋼含碳量低于0.20%、強(qiáng)度b420N/mm2、要求冷作硬化趨勢(shì)就小。 中碳鋼或低碳、中碳合金鋼要進(jìn)行退火處理，退火后的硬度HRB 88為最隹。退火過(guò)程中要防止脫碳和氧化皮的生成。 熱鐓工藝要求材料外觀質(zhì)量要好。加熱溫度不能有過(guò)燒現(xiàn)象，否則生成的氧化皮直接影響到產(chǎn)品外觀質(zhì)量,（7）、各類(lèi)元素對(duì)鋼的性質(zhì)的影響,1）、碳（C）：提高鋼件強(qiáng)度，尤其是其熱處理性能，但隨著含碳 量的增加，塑性和韌性下降，并會(huì)影響到鋼件的冷鐓性能及焊接性能。 2）、錳（Mn）：提高鋼件強(qiáng)度，并在一定程度上提高可淬性。即在淬火時(shí)增加了淬硬滲入的強(qiáng)度，錳還能改進(jìn)表面質(zhì)量，但是太多的錳對(duì)延展性和可焊性不利。并會(huì)影響電鍍時(shí)鍍層的控制。 3）、鎳（Ni）：提高鋼件強(qiáng)度，改善低溫下的韌性，提高耐大氣腐蝕能力，并可保證穩(wěn)定的熱處理效果，減小氫脆的作用,13,4）、鉻（Cr）：能提高可淬性，改善耐磨性，提高耐腐蝕能力，并有利于高溫下保持強(qiáng)度。 5）、鉬（Mo）：能幫助控制可淬性，降低鋼對(duì)回火脆性的敏感性，對(duì)提高高溫下的抗拉強(qiáng)度有很大影響。 6）、硼（B）：能提高可淬性，并且有助于使低碳鋼對(duì)熱處理產(chǎn)生 預(yù)期的反應(yīng)。 7）、礬（V）：細(xì)化奧氏體晶粒，改善韌性。 8）、硅（Si）：保證鋼件的強(qiáng)度，適當(dāng)?shù)暮靠梢愿纳其摷苄院晚g性。,14,（7）、各類(lèi)元素對(duì)鋼的性質(zhì)的影響,15,三、緊固件常用鋼 （一）碳鋼。 1)、低碳鋼C%0.25% 。 國(guó)內(nèi)通常稱(chēng)為Q195Q235鋼。含碳量較低，可塑性好適用于冷鐓加工，但不能通過(guò)熱處理來(lái)提高強(qiáng)度，適用于低強(qiáng)度級(jí)別的緊固件。主要用于4.8、5.8級(jí)螺栓及6級(jí)和181螺母。 2)、中碳鋼0.25%C%0.45% 。 國(guó)內(nèi)通常稱(chēng)為35號(hào)、45號(hào)鋼。中碳鋼材料可以熱處，通過(guò)熱處理后的緊固件強(qiáng)度明顯提高。但隨著含碳量增加冷加工性能降低，為適應(yīng)鐓鍛加工必須進(jìn)行預(yù)退火處理來(lái)改變材料的冷加工性。,（二）、合金鋼 1)、低碳馬氏體合金鋼C%0.25%。低碳馬氏體鋼目前常用20MnTiB等。 2)、中碳合金鋼：在普碳鋼中加入合金元素，增加鋼材的一些特殊性能，如使用最多的合金鋼有： 40Cr、35GrMo、35GrMo、B7、35VB。合金鋼中的合金元素增加則提高淬透性、提高強(qiáng)度，也改善緊固件耐高溫、耐低溫、耐腐蝕的使用條件。 要預(yù)退火處理。,16,（1） GB700 碳素結(jié)構(gòu)鋼 熱軋鋼材牌號(hào)的表示方法： 例：Q195A F Q 鋼材屈服點(diǎn) A、B、C、D質(zhì)量等級(jí) F 沸騰鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成份,17,力學(xué)性能： Q195（A1） 屈服點(diǎn) 195N/2 抗拉強(qiáng)度 430N/2 Q215（A2） 屈服點(diǎn) 215N/2 抗拉強(qiáng)度 335450N/2 Q235（A3） 屈服點(diǎn) 235N/2 抗拉強(qiáng)度 375500N/2 試驗(yàn)要求： 化學(xué)成份拉力試驗(yàn)、冷彎、常溫沖擊試驗(yàn)、 （標(biāo)準(zhǔn)是沒(méi)有規(guī)定的，但工藝上要冷鐓鍛壓偏試驗(yàn)）。,18,（2） GB/T 699優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 技術(shù)要求： 牌號(hào)化學(xué)成份；鋼的硫、磷控制； 注意交化狀態(tài)：標(biāo)準(zhǔn)件用鋼、熱軋、車(chē)削加工 尺寸、表面質(zhì)量要求好。 35鋼 C： 0.320.39、 S：0.170.37 M：0.500.80 45鋼 C： 0.420.50、 S：0.170.37 M：0.500.80,19,（3） GB/T3077合金結(jié)構(gòu)鋼 鋼種分：優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼、特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼 壓力用鋼分： 熱壓力加工鋼、頂鐓鋼、冷拔壞鋼 技術(shù)要求： 牌號(hào)化學(xué)成份；鋼的硫、磷控制；尺寸，表面質(zhì)量要求好 40C C 0.370.44、 S 0.170.37、 M 0.500.80、 C 0.801.10 35 CMA C 0.320.40、 S0.170.37、 M 0.500.80、 C0.901.20、 M0.150,20,（4）GB/T 715-1989冷鐓和冷擠壓用鋼 適用于冷鐓和冷擠壓用鋼生產(chǎn) ML10、ML20、ML35 試驗(yàn)： 抗拉試驗(yàn)和冷鐓壓偏試驗(yàn)、淬透性、脫碳、表面質(zhì)量。 ML10 C：0.070.14、 M0.60、 S 0.035 ML35 C：0.32-0.40、 M0.60、S 0.035,21,（5）、日本鋼材,JIS G3506 日本低碳軟鋼 SWRM10 碳量C 0.08-0.13 抗拉強(qiáng)度 390 N/2 SWRM15 碳量C0.130.18 抗拉強(qiáng)度 490 N/2 JIS G3507 冷鐓用碳鋼盤(pán)條 SWRCH15K碳量C 0.13-0.17 抗拉強(qiáng)度 490 N/2 SWRCH35K碳量C 0.32-0.38 抗拉強(qiáng)度 620 N/2,22,高強(qiáng)度緊固件常用材料：,1 螺栓： 10.9級(jí)：中碳鋼和低碳合金鋼； 一般：小規(guī)格可采用40Cr；比較重要的結(jié)構(gòu)部位可采用35CrMo或者42CrMo。 8.8級(jí)：45#中碳鋼和低碳合金鋼，M24規(guī)格的螺栓，可以采取與10.9級(jí)規(guī)定的材料（淬透性） 2、鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓： 10.9 S 級(jí)：M24 采用20MnTiB； M27、M30 10.9級(jí)用35VB； 10.9（HV） M33可采用35CrMo或者42CrMo,大規(guī)格10.9級(jí)螺栓常用的三種材料,螺母和墊圈材料,3螺母： 一般采用35#、45#； 大規(guī)格螺母可以采用40Cr。 4墊圈： 一般采用35#、45#。 幾種硬度表示方法： HRC35-45；Hv200；Hv300。,產(chǎn)品性能對(duì)材料的要求,26,四、常規(guī)材料檢驗(yàn),首先檢驗(yàn)鋼材的批號(hào)、爐號(hào)、鋼種和交貨狀態(tài)（是切削用鋼、軋制用鋼、還是鐓鍛用鋼），檢驗(yàn)的結(jié)果要與質(zhì)量保證書(shū)相比較。 外觀質(zhì)量和尺寸檢查。 硬度要求：低碳鋼HRB85、中碳鋼HRB88、 進(jìn)行冷和熱鐓鍛的樣品試驗(yàn)。 熱酸檢驗(yàn)的目的是檢查材料中心疏松和材料中心方框偏析的程度，防止螺栓掉頭和搓絲工序中的軸向開(kāi)裂。 機(jī)械性能試驗(yàn)：抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率的試驗(yàn)。,27,一、不銹鋼有奧氏體、鐵氏體和馬氏體 1）、奧氏體不銹鋼（18%Cr、8%Ni）耐熱性好，耐腐蝕性 好，可焊性好，304、305、316、321是不可熱處理的，但它的強(qiáng)度可通過(guò)冷作硬化和應(yīng)變硬化來(lái)提高強(qiáng)度。固溶退火后的強(qiáng)度為516Nmm2，冷作硬化后強(qiáng)度為 620/Nmm2； 2）、430、430F鐵素體不銹鋼不能熱處理，鐵素體不銹鋼。 18%Cr鐓鍛性較好 ，耐腐蝕性強(qiáng)于馬氏體；一般強(qiáng)度為 500Nmm2左右； 3）、馬氏體、13%Cr耐腐蝕性較差，強(qiáng)度高，耐磨性好，410、 416、431馬氏體不銹鋼。,28,五、不銹鋼的緊固件要求,不銹鋼材料,29,304、316奧氏體不銹鋼加工后的特性,1）、不銹鋼正常狀態(tài)無(wú)磁性。 304M冷加工后略有磁性（1.6u-2.0u） 304HC磁性為（1.01u-1.6u） 316材質(zhì)冷加工后磁性小于1.01u。 2）、304、316均有良好的延展性，易冷加工成型，抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、均可達(dá)到要求。（Ts 抗拉強(qiáng)度 min 700N/mm, Ys 屈服強(qiáng)度 min 450N/mm）。,30,304、316奧氏體不銹鋼加工后