紧固件工艺与制造基本知识

紧固件工艺与制造基本知识

一、冷镦：

冷镦螺栓的工艺流程：〔〕内的为螺母

〔〕冷镦（成型、攻牙）  热处理    表面处理  包装     入库1.材料准备和模具准备阶段属于生产准备阶段

生产准备时间的长短根据存货情况、产品新老情况而定。如果是老产品，有存货则可即时投入生产；如果是新产品，则需经过工艺设计、模具设计、制造、采购、生产调试，因此时间较长。如果是老产品而材料、模具备货不足，那么投入生产也需经过材料准备、模具准备（单从模具准备情况而言，自制或就地采购的一般一周内可解决，非就地采购的螺栓模具15～20天能解决，螺母模具则需25～30天。当前我们的螺栓模具除了片模、切边模、顶针外采外，其余都能在省内采购或本厂制造，而螺母模具基本上均在浙江一带采购，因而时间较长，所以螺母模具车间上报模具需求应有一个提前期）。

2.低碳钢材料不需进行退火直接进入剥壳、酸洗、磷化、皂化、拉丝，完成镦前拉丝工序。

3.严格地讲，中碳钢、中碳合金钢材料都需经过退火，否则：①成形困难；②模具消耗大（随着设备模具强度、精度的提高，现在制造外六角在用35、40钢时都不经退火以减少成本）。这里我想建议的是：40K、40Cr料在生产缩径螺栓时规格大于M16的请进行材料的退火工艺，拉后硬度≤92。含碳量0.35%以上的材料生产螺帽时进行退火处理,拉后硬度≤80。（我们这次生产5/8重型螺母就是*好的例子）要注意：由于存货材料规格原因，我们需要用较大毛料来拉拔，由于压缩率（拉拔率）的增加会导致材料硬度增大，不利于冷成形生产，此时我们须进行退火处理（包括已拉拔过的材料再改制）。

二、拉丝（材料改制）

在拉丝前必须做好以下准备工作：

1. 退火

1. 退火的目的：这里的退火是指材料的球化退火，目的：①是降低原材料硬度；②是晶粒得到有利冷变形的组织

2. 退火工艺：中碳钢和中碳合金钢的退火工艺已经不是秘密，关键在于是否认真地去操作，遵守退火工艺纪律。不要为了早下班于退火质量不顾而采取：减少保温时间、加快冷却速度、提前打开炉门出炉，这些违反工艺纪律的行为得到的是一炉不合格的材料，给下道工序带来很多困难。

退火硬度：螺栓冷镦料≤85   螺母≤75

2. 剥壳

目的：去除氧化皮，减少酸洗时间

工艺：线材通过较小角度的3个交叉滚轮形成弯曲，从而使氧化皮疏松直至剥落。

 3、酸洗：利用酸的腐蚀作用

目的：彻底洗净氧化皮，为磷皂化和拉丝作好准备。

工艺：将线材浸入一定酸度的盐酸池。

4. 水洗：

目的：洗去材料上的酸液，为磷化作准备。

工艺：用高压水枪冲洗线材。（需一定压力）

5. 磷化：

目的：使材料表面牢固地粘附上均匀的磷化膜，以免线材直接与模具孔壁接触引起拉毛。

工艺：按工艺规定的配比温度要求（用规定的检测方法确定磷化槽内溶液是否满足工艺要求）配制磷化槽液，将洗净的线材吊入液槽内，严格按工艺要求的时间浸泡，直至线材表面呈深灰褐色。

6. 皂化：

目的：在磷化膜表面附着皂化膜，以起到良好的润滑作用。

工艺：基本同磷化，只是将磷化液改成皂化液，颜色乳黄，良好的皂化利于线材改改制。

7. 拉丝

目的：得到能满足不同规格的螺栓螺母生产的线材尺寸和线材表面质量要求。

 工艺：线材通过模具孔，使较大断面面积压缩到设计要求的断面面积。

压缩比是一个关键值，断面收缩率必须≤30%，否则线材将拉断，收缩率越大得到的线材硬度越高，为了能得到有利于冷镦生产的材料硬度，不少工厂采用二次改拔（二次退火），**次改拔断面收缩率控制在5%以下，这样得到的线材不仅表面质量好，其塑性更佳，有利于冷成型，生产非标异形件必须采用这种改拔工艺。

7-1 盘条拉丝

设备：倒立式拉丝机（当前较先进的，**的）

靠拉丝机圆周力拉动，通过拉丝模孔径的改制前处理的线材，获得制造冷镦螺栓、螺母的不同规格的线材。

7-2 直条拉丝

设备：直条拉丝机

靠链条力带动小车（咬住材料轧尖头部），通过拉丝模孔径改制前已经处理的线材，获得制造红打螺栓、螺母用的线材。红打用线材一般不作退火处理。

材料改制看似简单，其中大有学问所在，不同材料（直径、牌号），不同化学成份，改制后的膨胀系数都不同。拉拔速度的不同，模具的压缩角不同，都会影响改制后的线材的尺寸（虽然拉丝模定径孔径一样），有的大小差异惊人。因此我们不能简单地归咎于模具设计错了，或者归咎于模具供应商用的模具材料质量不好。这要根据材料、拉拔条件、模具导入角、压缩角、定径带长度进行综合分析。尤其是管理者，更不能武断地下结论，这会伤害工程技术人员的。

3. 冷镦工艺简介：

1. 工序：冷镦——搓丝

⑴ 工序：改变加工地点（设备）才能得到零件的下一道工艺所规定的几何尺寸叫工序。

⑵ 工步：不改变加工地点（设备）也就是在同一设备上得到工艺所规定的几何尺寸叫工步。

2. 冷镦工步：

⑴  内六角：

工步过程：切料---预成形---二次预成形---成形

a切料：要求切口平整，无严重塌陷、严重毛刺，材料长度=L+头部用料（全牙），半牙的工艺卡上已给了减去长度，这个用料长度是估算的，有差异，需调整。

b 预成形：

目的：为二次成形作准备。（一般情况下采用外六角预成形模具就可以生产内六角，不需重新设计）。注意点：①预成形调试须使头部和杆部同轴，否则二次预成形时头大流边缘易产生勒印。②预成形调试不能产生勒印且须使头部充满模具型腔c二次预成形：两次预成形是个关键工步，它的形状尺寸直接影响内六角的形状美观与否，因此生产内六角对设备精度有要求，而外六角则可精度稍差。

d成形：基本靠模具来满足所制零件的尺寸，调整比较简单，上冲的同轴和内六角槽的深浅。注意点：①如果设备精度不高，上下左右偏移无序，冲棒易断。②必须保证内六角与杆部的同轴度，头部与杆部的同轴度（这靠模具保证，因此装配好三模须用肉眼观察，不明显偏移才可用，否则须换模片）。

⑵  外六角：

是*简单成形的一种螺栓，打外六角是学习冷镦的基础。

工步：切料---预成型---成型---切边

基本工步内容同上。

注意：外六角的制造*重要的是如何节省材料，如：头部外圆打的*小（调整要仔细，同轴）、*薄（符合公差），杆部*短（符合公差），如果要重量计的头部可厚点，杆部可长点，切边废料应该似断非断，而不是完整的六辨花。