紧固件加工工艺培训.ppt

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,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/SCM435/35CrMo12.9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）,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。,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。,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46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.,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。,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：=（d02d12）/d02100%d0、d1为钢材在拔制前后的直径,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：,六、冷镦（2）,3、冷镦变形极限的计算：压缩比的计算公式：=（1-d12/d02）100%d0、d1为钢材在拔制前后的直径，单位：毫米（mm）注：30%70%时应采用强束，：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,六、冷镦（3）,5、头部长径比计算：A=L/d0(A-长径比，L-头部用料长度，d0-原材料线径）,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,六、冷镦（5）,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,七、搓丝（2）,七、搓丝（3）,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,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,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,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,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,十、成品检验,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）,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3mmd10mm,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。,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12.5um5.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1d6.冲击功仅对M16的产品,十一、GB/T3098.1注意事项（3）,7.头部坚固性：对d10mm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30min9.断后伸长率、断面收缩率L大于等于80mm,十二、螺栓断裂类型（1）,一、塑性断裂（延性断裂）：