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1、紧固件基础、生产工艺 及检验,Contents Page,目录页,一、紧固件基础知识 1.1 概述 1.2 紧固件分类 1.3 螺纹 1.4 螺纹配合等级 1.5 紧固件标记方式 1.6 紧固件常用材料 二、紧固件制造工艺 2.1 紧固件生产工艺流程 2.2 紧固件生产工序简介 2.3 典型工艺路线 三、紧固件检验及试验,紧固件基础知识,基础知识,第一章,紧固件指能够起紧固作用的零件。螺纹紧固件是指带有螺纹的紧固件，是根据一定的尺寸制造的，它通过外螺纹和内螺纹的相互配合来发挥其基本功能，我们正是利用螺纹紧固件具备的这种功能，使螺纹紧固件在物体与物体的连接和紧固上，以及物体的移动等方面起到很大作
2、用。 紧固件不仅包括螺纹紧固件，还有垫圈、铆钉、销等。,1.1 概述,紧固件基础知识,基础知识,第一章,1.2 紧固件分类,紧固件基础知识-紧固件分类,自 攻 螺 钉,螺 栓,木 螺 钉,销,铆 钉,螺 柱,挡 圈,螺 母,螺 钉,垫 圈,组 合 件 和 连 接 副,焊 接 钉,键,紧固件基础知识,基础知识,第一章,1.3 螺纹-分类（按用途）,根据用途可把螺纹分成四类 紧固螺纹,包括普通螺纹；过渡配合螺纹；过盈配合螺纹；小螺纹；MJ螺纹 传动螺纹，包括梯形螺纹；锯齿形螺纹；方形螺纹。 管螺纹，55牙型角的管螺纹；60牙型角的管螺纹；米制锥螺纹；干密封管螺纹。 专用螺纹，包括光学仪器用螺纹；锻
3、钢阀门用短牙梯形螺纹；机床梯形螺纹丝杠；石油螺纹；气瓶螺纹等等。,紧固件基础知识,基础知识,第一章,1.3 螺纹-五要素,螺纹由牙型、直径、螺距、线数和旋向（螺纹几何尺寸的五要素）确定。只有五要素完全一致的内外螺纹才能配合使用。 在五要素中，牙型、公称直径、螺距又是主要的三要素，国家标准规定了一些标准的牙型、公称直径和螺距，凡是这些要素都符合标准的都称为标准螺纹。 牙型符合标准，但公称直径或螺距不符合标准的称为特殊螺纹，牙型不符合标准的称为非标准螺纹,紧固件基础知识,基础知识,第一章,1.3 螺纹-螺纹牙型,在通过螺纹轴线的断面上，螺纹的轮廓形状称为螺纹牙型。它有三角型、梯型、锯齿型和方型等，
4、不同的螺纹牙型有不同的用途,并由不同的代号表示。 1、普通螺纹（M） 2、英制管螺纹（G、R、Rp、Rc） 3、梯型螺纹（Tr） 4、锯齿型螺纹（B）,紧固件基础知识,基础知识,第一章,1.3 螺纹-螺纹牙型,1、普通螺纹（M）,普通螺纹是最常用的连接螺纹，牙型为三角形，牙型角为60 ，螺纹特征代号为M。普通螺纹又分为粗牙和细牙两种，它们的代号相同。 一般连接都用粗牙螺纹，当螺纹的大径相同时，细牙螺纹的螺距和牙型高度比粗牙小，因此细牙螺纹适用于薄壁零件的连接。,2、英制管螺纹（ G、R、Rp、Rc ）,管螺纹主要用于连接管子，牙型为三角形，牙型角为55，管螺纹有两类： 1）非螺纹密封的管螺纹
5、螺纹种类为G，其内、外螺纹均为圆柱螺纹，内外螺纹旋合无密封能力，常用于电线管等不需要密封的管路中的连接。 2）螺纹密封的管螺纹 螺纹种类代号有3种：圆锥外螺纹为R；圆锥内螺纹（锥度1：16）为Rc；圆柱内螺纹为Rp。这种螺纹可以是圆锥内螺纹与圆锥外螺纹相连接，也可以是圆柱内螺纹和圆锥外螺纹相连接，其内外螺纹旋合后有密封能力,常用于水管、煤气管、润滑油管等。,紧固件基础知识,基础知识,第一章,1.3 螺纹-螺纹牙型,3、梯型螺纹（Tr）,梯型螺纹是常用的传动螺纹，牙型为等腰梯形，牙型角为30 ，螺纹种类代号为Tr。,4、锯齿型螺纹（B）,锯齿型螺纹是一种单向受力的传动螺纹，牙型为不等腰梯形，一侧
6、边牙型角为30 ，另一边牙型角为3 ，螺纹种类代号为B。,1.3 螺纹-螺纹直径,螺纹的直径有大径（D或d），小径（D1或d1）及中径之分。普通螺纹和梯型螺纹的大径又称公称直径。螺纹的顶径是与外螺纹或内螺纹牙顶相切的假想圆柱或圆锥的直径，即外螺纹的大径或内螺纹的小径；螺纹的底径是与外螺纹或内螺纹牙底相切的假想圆柱或圆锥的直径，即外螺纹的小径或内螺纹的大径。,紧固件基础知识,基础知识,第一章,1.3 螺纹-螺纹旋向,螺纹有左旋和右旋之分。顺时针旋入的螺纹称右旋螺纹，逆时针旋入的螺纹称左旋螺纹，工程上常用右旋螺纹。,紧固件基础知识,基础知识,第一章,1.3 螺纹-螺纹线数,螺纹有单线和多线之分，沿
7、一根螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹，沿2根以上螺旋线形成的螺纹称为多线螺纹。 连接螺纹大多数为单线。,紧固件基础知识,基础知识,第一章,紧固件基础知识,基础知识,第一章,1.3 螺纹-螺距和导程,螺纹相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为螺距。沿同一条螺旋线旋转一周，轴向移动距离称为导程。单线螺纹的导程等于螺距，多线螺纹的导程等于螺距X线数。,紧固件基础知识,基础知识,第一章,例如：M 101 LH 7H-L M表示普通螺纹特征代号； 101表示公称直径螺距，粗牙不注螺距； LH表示左旋螺纹代号，右旋螺纹不注出旋向代号； 7H表示公差带代号； L表示旋合长度组别代号。中等长度不注出组别代号，
8、特殊需要时注出具体长度值。,1.3 螺纹-标注方法,紧固件基础知识,基础知识,第一章,1.4 螺纹配合等级,螺纹配合是旋合螺纹之间松或紧的大小，配合的等级是作用在内外螺纹上偏差和公差的规定组合。 对统一英制螺纹，外螺纹有三种螺纹等级：1A、2A和3A级，内螺纹有三种等级：1B、2B和3B级，全部都是间隙配合。等级数字越高，配合越紧。在英制螺纹中，偏差仅规定1A和2A级，3A级的偏差为零，而且1A和2A级的等级偏差是相等的。 等级数目越大公差越小，如图所示：,紧固件基础知识,基础知识,第一章,公制螺纹：外螺纹有三种螺纹等级：4h、6h和6g，内螺纹有三种螺纹等级：5H、6H、7H。 在公制螺纹中
9、，H和h的基本偏差为零。G的基本偏差为正值，e、f和g的基本偏差为负值。,1.4 螺纹配合等级,1、H是内螺纹常用的公差带位置，一般不用作表面镀层，或用极薄的磷化层。G位置基本偏差用于特殊场合，如较厚的镀层，一般很少用。 2、g常用来镀6-9um的薄镀层，如产品图纸要求是6h的螺栓，其镀前螺纹采用6g的公差带。 3、螺纹配合最好组合成 H/g、H/h或G/h，对于螺栓、螺母等精制紧固件螺纹， 标准推荐采用6H/6g的配合。,紧固件基础知识,基础知识,第一章,1.5 螺纹紧固件的标记,1、引用标准 GB/T 1237-2000 紧固件标记方法 GB/T 3099.1-2008紧固件术语、螺纹紧固
10、件、销及垫圈,2、紧固件的完整标记 GB/T 1237-2000规定，一项完整的紧固件标记共含类别、标准编号、螺纹规格或公称尺寸，其他直径或特性、公称长度、螺纹长度或杆长、产品型式、性能等级或硬度或材料、产品等级、扳拧型式、和表面处理等11项 螺栓 GB/T 57822000 - M12 80 - 8.8 - A - znD 3、紧固件的标记简化原则 紧固件的标记可按下列简化原则进行简化： 1）紧固件名称和标准编号中的年代号允许省略； 2）当紧固件产品标准中只规定一种型式、精度、性能等级或材料、热处理以及表面处理时，允许省略； 3）当产品标准规定两种以上型式、精度、性能等级或材料、热处理以及表
11、在处理时，可规定省略其中的一种。 简化后 螺栓 GB/T 5782 - M12 80 螺母 GB/T 6170 M12 - 10 - O,紧固件基础知识,基础知识,第一章,1.6 紧固件常用材料,一、紧固件常用材料分类 目前市场上标准件主要有碳钢、不锈钢、黄铜、铝合金四种材料。 1.碳钢 按碳钢材料中碳的含量区分为：低碳钢、中碳钢、高碳钢以及合金钢 1）低碳钢C0.25%，国内通常称为A3钢。主要用于4.8级螺栓，4级螺母，小螺丝等无硬度要求的产品。 2）中碳钢0.25% 0.60%，目前市场上基本没有使用。 2、不锈钢 主要分奥氏体（18%Cr、8%Ni），优点：耐热性好、耐腐蚀性好、可焊性
12、好 3、铜 常用材料为黄铜、锌铜合金 4、合金钢 也侠义指铬钼合金钢 二、常见紧固件选用材料 1、螺栓、螺柱、螺钉：3.6级、4.6级、4.8级、5.6级、5.8级、6.8级一般选用碳钢，不再进行热处理； 8.8级、9.8级一般选用低碳合金钢或中碳钢，淬火+回火； 10.9级一般选用低、中碳合金钢或合金钢，淬火+回火； 12.9级一般选用合金钢，淬火+回火。 2、螺母： 4、5、6级一般选用碳钢，不需热处理，8、9级一般使用中碳钢，淬火+回火；10级、12级为改善机械性能，会添加合金元素，淬火+回火。,紧固件基础知识,基础知识,第一章,1、碳（C）：提高钢件强度，尤其热处理性能；但随含碳量的增
13、加塑性和韧性下降，会 影 响到钢件的冷镦性能和焊接性能； 2、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同时 会影响电镀时对镀层的控制； 3、镍（Ni）：提高钢件强度，改善低温下的韧性，提高耐大气腐蚀能力，并可保证稳定 的热处理效果，减小氢脆的作用； 4、 铬（Cr）：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； 5、钼（Mo）：能帮助控制可淬性，降低钢对回火脆性的敏感性，提高高温下的抗拉强 度有很大影响； 6、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；
14、7、矾（V）：细化奥氏体晶粒，改善韧性 8、硅（Si）：保证钢件强度，适当的含量可以改善钢件塑性和韧性。 9、硫（S）改善切削性，产生热脆现象，恶化钢的质量，S含量的增加，对焊接性也会产生不好影响。 10、磷（P）固溶强化及冷作硬化作用很好，与钢联合使用，提高低合金高强度钢的耐大气腐蚀性能，但降低其冲击性能，与S、Mn联合使用，改善切削性，增加回火脆性及冷脆敏感性,1.6 紧固件常用材料,紧固件生产工艺,生产工艺,第二章,原材料进厂检验,盘元,退火,酸洗,磷化,皂化,拉丝,材料改制阶段,冷墩,车加工,制牙（搓丝、滚丝）,热处理,表面处理,毛坯成型,终检,包装,发货运输,2.1 紧固件生产工艺流
15、程,紧固件生产工艺,生产工艺,第二章,2.2 紧固件生产工序 - 盘元,盘元又称线材或盘料，是钢坯加热轧延制而成。（热轧盘条由于其尺寸和表面质量状况而不能用于紧固件的生产，必须经过再加工。）,紧固件生产工艺,生产工艺,第二章,2.2 紧固件生产工序 退火,退火：将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。 目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。退火工艺随目的之不同而有多种，如重结晶退火、等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶
16、退火，以及稳定化退火、磁场退火等等。,紧固件生产工艺,生产工艺,第二章,2.2 紧固件生产工序 退火,球化退火使碳化物球化，材料具有塑性 将钢加热到Ac1以上2030，保温一段时间，然后缓慢冷却，得到在铁素体基体上 均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。 钢经轧制、锻造后空冷，所得组织是片层状珠光体与网状渗碳体，这种组织硬而脆， 不仅难以切削加工，且在以后淬火过程中也容易变形和开裂。 而经球化退火得到的是球状珠光体组织，其中的渗碳体呈球状颗粒，弥散分布在铁 素体基体上，和片状珠光体相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时， 奥氏体晶粒不易长大，冷却时工件变形和开裂倾向小 。,紧固件生产工艺,生产工艺,第二章,2.2 紧固件生产工序 退火,检验球化组织与脱碳层，确认球化效果,退火不良质量问题脱碳,退火不良质量问题组织异常,紧固件生产工艺,生产工艺,第二章,2.2
