高强度螺栓

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高强度螺栓

高强度螺栓的制造工艺

一、高强度螺栓原料的选用

       在紧固件制造中正确选用紧固件材料是重要一环,因为紧固件的性能和其材料有着密切的关系。冷镦钢是采用冷镦成型工艺生产的互换性较高的紧固件用钢,由于它是常温下利用金属塑性加工成型,每个零件的变形量很大,承受的变形速度也高,因此对冷镦钢原料的性能要求十分严格。
       (1)碳含量过高冷成形性能将降低,太低则无法满足零件机械性能的要求。
       (2)锰能提高钢的渗透性,但添加过多则会强化基体组织而影响冷成形性能。
       (3)硅能强化铁素体促使冷成形性能降低,材料延伸率下降。
       (4)因为硼元素虽然具有显著提高钢材渗透性等作用,但同时会导致钢材脆性增加。含硼量过高对螺栓螺钉和螺柱这类需要良好综合机械性能的工件是十分不利的。
       (5)其他杂质元素,它们的存在会沿晶界产生偏析导致晶界脆化,损害钢材的机械性能应尽可能降低。

       二、高强度螺栓球化退火

       内六角圆柱头螺栓采用冷镦工艺生产时,钢材的原始组织会直接影响着冷镦加工时的成形能力,为此要求钢材必须具有良好的塑性。当钢材的化学成分一定时,金相组织就是决定塑性优劣的关键性因素,通常认为粗大片状珠光体不利于冷镦成形,而细小的球状珠光体可显著地提高钢材塑性变形的能力。
对高强度紧固件用量较多的中碳钢和中碳合金钢,在冷镦前进行球化退火,以便获得均匀细致的球化珠光体,以更好地满足实际生产需要。

       三、高强度螺栓剥壳除鳞

       冷镦钢盘条去除氧化铁板工序为剥亮除鳞,有机械除鳞和化学酸洗两种方法。用机械除鳞取代盘条的化学酸洗工序,既提高了生产率又减少了环境污染。此除鳞过程包括弯曲法、喷九法等,除鳞效果较好,但不能使残余铁鳞去净。尤其是氧化铁皮粘附性很强时,因此机械除鳞受铁皮厚度,结构和应力状态的影响,使用于低强度紧固件用的碳钢盘条。高强度紧固件用盘条在机械除鳞后,为除净所有的氧化铁皮再经化学酸洗工序即复合除鳞。 对低碳钢盘条而言,机械除鳞残留的铁皮容易造成粒拔模不均匀磨损。当粒拔模孔由于盘条钢丝摩擦外温时粘附上铁皮,使盘条钢丝表面产生纵向粒痕,盘条钢丝冷镦凸缘螺栓或圆柱头螺钉时,头部出现微裂纹的原因。

       四、高强度螺栓拉拔

       拉拔工序的目的一是改制原材料的尺寸,二是通过变形强化作用使紧固件获得基本的机械性能。如果各道次的减面率分配不合适,也会使盘条钢丝在拉拔过程中产生扭转裂纹,这种沿钢丝纵向分布周期一定的裂纹在钢丝冷镦过程中暴露。此外拉拔过程中如润滑不好,也可造成冷拔盘条钢丝有规律地出现横裂纹。盘条钢丝出出粒丝模口上卷同时的切线方向与拉丝模不同心,会造成拉丝模单边孔型的磨损加剧,使内孔失圆造成钢丝圆周方向的拉拔变形不均匀,使钢丝的圆度超差,在冷镦过程中钢丝横截面应力不均匀而影响冷镦合格率。

       五、高强度螺栓冷镦成形

       通常螺栓头部的成形采用冷镦塑性加工,冷镦成形工艺包括切料与成形,分单工位单击,双击冷镦和多工位自动冷镦。一台自动冷镦机分别在几个成型凹模里进行冲压、镦锻、挤压和缩径等多工位工艺。
       (1)用半封闭切料工具切割毛坯,最简单的方法是采用套筒式切料工具。
       (2)短尺寸毛坯在由上一个工位向下一个成型工位传递过程中,加工结构复杂的紧固件提高零件精度。
       (3)在各个成型工位上都应该装有冲头退料装置,凹模均应带有套筒式顶料装置。
       (4)在有效使用期内主滑块导轨和工艺部件的结构都能保证冲头和凹模的定位精度。
       (5)在控制选料的挡板上必须安装终端限位开关,必须注意镦锻力的控制。

       六、高强度螺栓螺纹加工

       螺栓螺纹一般采用冷加工,它受螺纹精度,材料有无镀层等因素限制。 滚压螺纹是指利用塑性变形使螺纹牙成形的加工方法。它是用带有和被加工的螺纹同样螺距和牙形的滚压模具,一边挤压圆柱形螺坯,一边使螺坯转动,最终将滚压模具上的牙形转移到螺坯上使螺纹成形。 滚压螺纹加工的共同点是滚动转数不必太多,如果过多则效率低,螺纹牙表面容易产生分离现象或者乱扣现象。反之如果转数太少,螺纹直径容易失圆,滚压初期压力异常增高,造成模具寿命缩短。

       七、高强度螺栓热处理

       高强度紧固件根据技术要求都要进行调质处理。热处理调质是为了提高紧固件的综合机械性能,以满足产品规定的抗拉强度值和屈强比。
热处理工艺对高强度紧固件尤其是它的内在质量有着至关重要的影响,因此要想生产出优质的高强度紧固件,必须要有先进的热处理技术装备。

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