冷镦线材改制加工工艺

1、冷镦线材改制加工工艺 1、序言 紧固件制造业是现代工业的基础，而紧固件质量 的优劣很大程度上取决于其所使用的冷镦材料的质 量。其中如成分偏析、疏松和夹杂物等材料的冶金质 量，作为使用者的机械厂往往难以改变。但材料的强 度、硬度、塑性、组织结构和韧性，则与随后的材料 加工过程有着密切的关系。这些性能实际上就是材料 的冷镦性能、切削性能、热处理性能的体现。因此研 究和掌握冷镦线材的加工工艺特性是制造优质冷镦线 材和保证紧固件质量的基础。 2、冷镦线材的选择： 2.1、钢材牌号选择 钢材牌号应根据产品图纸和相关国家标准的要求进行选择， 表1可供选材时参考（见表1）。也可选择相应日本牌号的材料（见 表

2、2）。 表1 钢材牌号的选择 材料牌号 执行标准 适用螺栓机械性 能等级 适用螺母机械 性能等级 Q2354 GB/T700-2006 4.8 4、 6、 04 15#25# GB/T699-1999 4.8 4、 6、 04 ML1525 GB/T6478-2000 4.8 4、 6、 04 35#、 45# GB/T699-1999 6.8、8.8 6、8、10、05 ML35、ML45( GB/T6478-2001 6.8、8.8 6、8、10、05 40Cr GB/T3077-1999 8.8、9.& 10.9 10、12、05 ML40Cr GB/T6478-2001 8.8、9.&

3、 10.9 10、12 35CrMo GB/T3077-1999 9.8、10.9、12.9 10、12、05 L35CrMoGB/T6478-2001 L42CrMo GB/T6478-20p1 9.8、10.9、12.9 10、12 10.9 12.9 10、12 注：当紧固件规格较大时为保证材料热处理性能，应选用 较高一个档次的材料。 表2几种材料牌号的选择 日本钢材牌 号 相当于我 国牌号 适用螺栓机械性 能等级 适用螺母机械 性能等级 SS41 235-A 4.8级 4、6、04 级 S15C S25C 15#25# 4.8级 4、6、 04级 SWRCH35K 35# 6.8、8.

4、8 级 6、8、10、05 级 SWRCH45K 45# 6.8、8.8 级 6、8、10、05 SCr440 40Cr 8.8、9.& 10.9 10、12、05 SCM435 35CrMo 9.8、10.9 12.9 10、12、05 2.2、拉丝车间应按生产计划领取经检验合格的原材料进行材料改 制，检验不合格的钢材不能投产。 3、改制工艺： 3.1、钢材（盘圆）改制工艺流程： 材料球化退火-酸洗 清洗-磷化-皂化 I 呻间退火 丨 辗尖-拉拔 入库。 在金相组织正常和拉拔减面率不大于35%的情况下，中低碳 钢一般可不进行球化退火，而直接进行拉拔，但中碳合金钢应在 i 退火后进行材料改制，

5、当材料需要两次或两次以上拉拔时，第一 次的拉拔比宜控制在 20%25%,最后一道拉拔前应进行中间退火 处理，且拉拔比宜控制在 15%20%。 3.2、退火 3.2.1、退火工艺 a球化退火：热轧盘条的首次退火一般在真空退火炉或井式炉中 进行球化处理，其目的是使珠光体完全球化并均匀分布在铁素体 的机体上，使材料获得最好的塑性和最低的硬度。其工艺为750C 780 C充分加热，然后在680C 700 C等温转变。具体的参数取决 于炉型、材料的种类和装炉量，合适的工艺需要通过实验确定。 b、再结晶退火：经过加工的材料，第二次退火应采用再结晶退火 处理，同样是在真空炉或井式炉中进行。其目的是使产生了加

6、工 硬化的材料消除应力，使各向异性的铁素体组织重结晶，重新软 化回复良好的塑性。 其工艺为680C 700 C充分加热保温，随炉冷 却到550C出炉。具体的参数取决于炉型、材料的种类和装炉量， 合适的工艺需要通过实验确定。 3.2.2退火作业 a、操作者应熟悉真空退火炉的安全操作规程，并按给定的球化退 火工艺进行操作 ,每隔 1 2 小时检查一次炉温 ,并作好记录。 b、 退火装炉量应控制在真空退火炉的额定装载量范围内，不得超负 荷生产。待退火线材捆扎不宜过紧,以便于均热。装炉要领：装出 炉时应注意勿使炉口密封受损、尽可能相同材质和状态的材料同 炉处理、材料入炉不要阻碍炉内气流循环、潮湿的材料

7、升温到 300C后提升炉盖排除水汽 5分钟后在重新盖好盖升温。 c、 炉子被抽真空后应回充氮气，真空度应达到1330133Pa如 果不回充氮气，则炉内真空度应达到 13313.3P&充入炉子内氮 气的纯度为 99.99%,低于此纯度的氮气不能使用。 d、 炉子抽真空同时可开始升温，升温速度应不大于200C /小时。 炉子到温后，其温差不得超过土10C。 e、整个退火周期内，炉口应通冷却水以保护炉口密封材料，冷却 水流量应控制在12m3/h，出水口的水温应小于 55C。 f、出炉：出炉温度设置必须考虑热电偶与炉内实际温度的差异， 炉子的控温热电偶通常在炉子的马佛罐外边，而炉内的温度，尤 其是捆扎

8、得很紧密的线卷的里层的材料的温度在降温阶段比仪表 显示的温度高很多。这一点在冬天尤其如此。因此不能盲目的相 信仪表的显示。 g、退火后的钢材应进行硬度检验 （HB或HRB）、冷顶锻试验、表 面脱碳层和金相组织检验。 硬度：中碳结构钢退火后的硬度不大于133HB （或80HRB）,中 碳合金结构钢退火后的硬度不大于151HB （或86HRB）。 冷顶锻试验：冷顶锻后与冷顶锻前之比：对法兰面螺栓、内六 角螺钉等为 1/4 合格，对六角头螺栓、螺母等为 1/3 合格。 表面脱碳层：表面不完全脱碳层w1.0% d （d材料直径），退火 后表面不允许有铁素体层。 金相组织：对用于法兰面螺栓、内六角螺钉等

9、冷镦变形大的材 料其球化退火后的组织应为56 级；用于六角头螺栓等的材料其 球化退火后的组织应为 4 6 级；用于螺母等的材料其球化退火后 的组织应为 36 级；金相组织的检验依据 JB/T5074-2007 进行检 验。 3.3酸洗 3.3.1 酸洗液的配制 （见表 2） 表2 成份 配比 备注 盐酸 50-80% 工业盐酸浓度36% 清水 50-20% 要求 新酸洗液配制时，先放足量水后放入盐酸.酸洗液 使用过程中，如果浸泡15分钟效果不佳可适当添加盐 注意：并非是新酸的腐蚀能力最强，而是新旧算混合使用时具有最强的腐 蚀能力。 332、上料 盘兀穿上吊架横梁后应去掉捆扎带，再将线卷吊起1米

10、咼后快速 落下摔打线卷，同时向前滚动120左右，换一个位置吊起材料再 次摔打。如此至少三次，直到线卷完全松散，注意：地面上垫一 块厚钢板，并及时扫去氧化皮。 3.3.3酸洗 用吊车将线材平稳吊入酸洗槽中，在酸洗过程中应将材料上 下串动2次左右，以保证各部位的线材与酸接触。 为防止氢脆或过酸洗，浸酸时间不宜过久，室温酸洗一般不超过 十五分钟，视线材表面达到银灰色为止。材料酸洗后表面呈银灰 色，应无氧化皮，锈迹和黑斑。 3.4、清洗：经酸洗后的线材应迅速放入流动清水缸，并上下来回 串动，然后用高压水冲洗材料表面残酸及附着物，冲洗后的线材 表面不应有棕黄色。 3.5、 磷化、皂化（见磷化、皂化工艺规

11、程）。 3.6、 干燥：经中和挂浆后的线材应立即干燥处理.一般采用阳光干 燥法和炉火烘干法。 3.7、辗尖：拉拔前材料头部应辗尖 ，其长度为100150毫米左右 直径控制在能顺利通过拉丝模。 3.8、拉拔 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。拉后的成品线材直径尺寸应符合冷镦工艺要求的 直径尺寸，表面无影响使用的麻点、拉痕、裂纹等。 3.8.1、对采用马钢、邢钢 SWRCH35K热轧线材生产的 M6M12 规格的8.8级的六角头螺栓，不进行球化退火处理， 一次性拉拔到 成品丝尺寸；对其它钢厂生产的 SWRCH35K、35# 、ML35 热轧线 材生产的 8.8

12、级六角头螺栓， 应进行球化退火处理后， 再一次性拉 拔到成品丝尺寸，这两种情况的总拉拔比应小于25%；对采用 SWRCH35K 、35#、ML35 热轧线材生产的 8.8 级法兰面螺栓、内 六角螺钉等变形量较大的产品应先按10%15%的拉拔比进行预 拉拔，再进行球化退火处理，然后再拉拔到成品丝尺寸，最后一 次的拉拔比应小于 10%。原材料的规格选用参见附表 A。 3.8.2、对采用 40Cr、ML40Cr 热轧线材生产的 10.9级六角头螺栓， 应先进行球化退火处理，再一次性拉拔到成品丝尺寸，总拉拔比 应小于 20%；对采用 40Cr、ML40Cr 热轧线材生产的 1 0.9级法兰 面螺栓、内

13、六角螺钉等变形量较大的产品， 应先按 10%15%的拉 拔比进行预拉拔，再进行球化退火处理，然后再拉拔到成品丝尺 寸，最后一次的拉拔比应小于 10%。原材料的规格选用参见附表 A。 3.8.3、对采用 35CrMo、ML35CrMo 热轧线材生产的 12.9级六角头 螺栓，应先进行球化退火处理，再一次性拉拔到成品丝尺寸，总 拉拔比应小于 20%；对采用 35CrMo、ML35CrMo 热轧线材生产的 12.9级法兰面螺栓、内六角螺钉等变形量较大的产品，应先进行 球化退火处理，再按比成品丝尺寸大0.3 0.5mm 进行预拉拔，再 进行中间退火处理，然后再拉拔到成品丝尺寸。原材料的规格选 用参见附

14、表 A 。 3.8.4、对采用中碳钢生产的六角螺母， 先进行球化退火处理， 再一 次性拉拔到成品丝尺寸。原材料的规格选用参见附表B。 3.8.5、对双头螺柱产品， 不进行球化退火处理， 而一次性拉拔到成 品尺寸。 3.8.6、对自攻螺钉产品，因原材料没有合适的规格，一般只有$ 6.5mm 的规格，因此，需要二四次的拉拔，在最后一次拉拔前， 应进行球化退火处理，再拉拔到成品丝尺寸。可参见附表C。 特别注意： 经拉拔后再进行中间退火的线材，退火前的拉拔压缩比必须 避开临界压缩比，以防止中间退火时晶粒胀大、塑性降低甚至报 废。 不同材料的临界压缩比为： A3 钢 7%16%、 35 钢 8%15%

15、压缩比计算公式： 7 原面积 -拉拔后面积 = 原面积 x 100% 附表A 标准粗杆和细杆螺栓冷镦用线材尺寸表： 产品规格 M4 M5 M6 M8 M8X1 M10 M10X1.25 M10X1 M12 机型 粗杆 细杆 粗杆 细杆 粗杆 细杆 粗杆 细杆 粗杆 细杆 粗杆 细杆 粗杆 细杆 粗杆 细杆 粗杆 细杆 公称值 4.80 4.35 5.80 5.22 7.80 7.03 7.80 7.22 9.80 8.85 9.80 9.03 9.80 9.2 1170 1070 双击 公差 0 -0.03 0 -0.03 0 -0.03 0 -0.03 0 -0.04 0 0 -0.04 0

16、 -0.04 0 -0.05 0 0 -0.05 0 0 -0.05 0 0 -0.05 0 -0.05 -0.04 -0.05 -0.04 -0.04 公称值 4.75 4.31 5.75 5.18 7.75 7.0 7.75 7.18 9.75 8.80 9.75 9.00 9.75 9.15 1165 1057 三工位 公差 0 -0.03 0 -0.03 0 -0.03 0 -0.03 0 -0.04 0 0 -0.04 0 -0.04 0 -0.05 0 0 -0.05 0 0 -0.05 0 0 -0.05 0 -0.05 -0.04 -0.05 -0.04 -0.04 四工位 公

17、称值 1160 1045 公差 0 -0.05 0 -0.05 原材料规格 （）5.5 5 （）6.5 5 9 1 10 11 10 11 0 13 12 产品规格 M12X1.25 M12X1.5 M14 M14X1.5 M16 M16X1.5 M18 M18X1.5 M20X1.5 机型 粗杆 细杆 粗杆 细杆 粗杆 细杆 粗杆 细杆 粗杆 细杆 粗杆 细杆 粗杆 细杆 粗杆 细杆 粗杆 细杆 双击 公称值 1170 1103 1170 10.85 1370 12.55 1370 12.85 公差 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.0

18、5 0 -0.05 0 -0.05 三工位 公称值 1165 10.95 1165 10.80 1365 12.50 1365 12.80 15.65 14.50 15.65 14.75 17.60 16.20 17.65 16.75 19.65 18.75 公差 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 四工位 公称值 1160 10.90 1160

19、 10.75 1360 12.45 1360 12.75 15.60 14.45 15.60 14.70 17.55 16.15 17.60 16.70 19.60 18.70 公差 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 0 -0.05 原材料规格 创3 (112 113 112 15 13 15 114 17 115 17 116 119 18 19 18 11 10 说明：1）、本