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1、紧固件的生产与管理紧固件的分类n螺栓、螺柱、螺钉、螺母、自攻钉 、木螺钉、平垫圈、弹性垫圈、挡 圈、销、卡箍、润脂嘴共12大类上 万种规格紧固件的强度级别n3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、 9.8、10.9、12.9级n整数部分表示最少抗拉强度的1/100，单 位为：N/mm2小数部分表示公称屈服极 限与强度极限的比值。紧固件加工的一般流程n(原材料进厂检验)盘元退火酸洗磷 化皂化拉丝冷镦车加工制牙( 搓丝、滚丝)热处理表面处理终检 包装发货运输交付n（退火酸洗磷化皂化拉丝）为 材料改制阶段n冷镦车加工制牙(搓丝、滚丝)为毛坯 成型阶段盘条n盘条又称线材或盘料，是钢坯加
2、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，必须经过在加工 。退火目的：转变组织、软化材 料退火：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、再结晶退火，以及稳定化退火 、磁场退火等等。 材料热处理原理鉄碳相图球化退火使碳化物球化，材料具有塑性 设备：球化退火炉n球化
3、退火是使钢中碳化物球化而进行的退火工艺 。n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。n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 再结晶退火使铁素体回复再结晶 恢复塑性和韧性n在材料的再结晶温度下（650左右）对 经历过变形加工的材料
4、进行再结晶处理 的过程。n消除应力材料变软便于冷成型。井式退火炉退火的成本因素n电力n甲醇、氮气、甲烷等保护气氛原料n料架损耗n材料表面产生氧化皮，形成材料损耗退火不良质量问题脱碳退火不良质量问题组织异常拉丝前的酸洗，磷化及皂化n设备：酸洗池，水洗池、磷化池，皂化池n酸洗目的：除去线材表面的氧化膜，锈渍。n磷化目的：在金属表面形成一层磷酸盐薄膜 ，以减少线材抽线以及冷墩或成形等加工过 程中，对工模具的擦伤，起到润滑作用。同 时一定的也有防锈作用。n皂化目的：提供润滑作用n水洗目的：防止酸液带入下一池中酸洗、磷化、皂化的消耗n盐酸、硫酸、磷酸、水、十二烷基 磺酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、蒸汽n机械挂
5、具、吊具n电力n带来严重的环保问题和水资源消耗酸洗不良氧化皮残留磷化不良磷化膜不均拉丝n设备：拉丝机，拉丝模n拉丝的目的：为冷镦生产提供必须规格的 线材。卧式拉丝机立式拉丝机拉丝模n定径带尺寸与长度n粗糙度n润滑n拉丝速度材料改制工艺：n钢材（盘条）改制工艺流程：n 材料球化退火 酸洗 清洗 磷化 皂化 n n 中间退火n 辗尖 拉拔 入库。合金钢与碳素钢不同的材料改制工艺n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，但中碳合金钢应在退火后 进行材料改制，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
6、应进行中间退火处理 ，且拉拔比宜控制在15%20%。拉丝质量问题一次拉拔量过 大形成微裂纹拉丝质量问题总拉拔量过大形成 带状组织拉丝缺陷划痕拉丝缺陷划痕拉丝模定径带过长造成竹节检验与化验n检验球化组织与脱碳层，确认球化效果n检验材料直径n检验表面状况：磷化膜、擦伤、划痕、 氧化皮n化验槽液防止不合格品产生冷镦n设备：冷镦机 冷镦模n冷镦是利用模具在常温下对金属棒料镦挤成形的锻造 方法。通常用来制造螺钉、螺栓、铆钉和螺母等。可 以减少或代替切削加工。n冷镦材料利用率可达8090。冷镦多在专用的冷镦 机上进行便于实现连续多工位自动化生产。在 冷镦机上能顺序完成切料镦头聚积成形倒角 搓丝缩径和切边等
7、工序。生产效率高。棒料由送 料机构自动送进一定度切断机构将其切断成坯料 然后由夹钳传送机构依次送至聚积压形和冲孔工位进 行冷镦成形。 多工位冷镦机冷镦机双击冷镦机三工位冷镦成型四工位冷镦成型五工位冷镦成型六工位冷镦成型螺母成型螺栓成型冷镦生产的效率n冷镦机的种类与产品类型的适应性n冷镦模具的设计与质量n操作工的技术能力n材料的前处理水平n设备维护与保养冷镦工序成本n模具使用寿命n材料利用率n调机工时和调机废品n产品精度要求n电力n润滑油n工资冷镦质量问题头下R过小冷镦质量问题头下R处折叠冷镦质量问题内六角孔过深， 装配掉头车加工n车加工是机加工的一种，主要是运用 车削设备对工件毛坯进行车削作业
8、获 得理想的工件外型。n车加工包括车削、钻孔、铣槽等螺纹成型设备：滚丝机、滚丝轮，搓丝机、搓丝板，攻丝 机、丝攻等 螺纹成型方法：滚丝，搓丝，攻丝等，其中滚丝 ，搓丝主要用于制造外螺纹，攻丝用于制造内 螺纹。 滚丝、搓丝：是通过挤压材料的方法获得螺纹， 用于制造外螺纹。比如螺栓的螺纹。 攻丝：通过挤压材料或切削材料的方法获得螺纹 ，用于制造内螺纹。比如螺母的螺纹。滚丝机滚丝轮滚丝加工搓丝机搓丝板搓丝示意图丝锥攻 丝 机螺纹加工的成本因素n产品的强度级别n工序的先后安排及螺纹精度n搓丝板、滚四轮和丝锥的规格选定及 使用寿命n机床的稳定性及维护n润滑油消耗n调机时间和调机废品n电力消耗与工资n搓丝
9、效率高，滚丝效率低螺纹加工质量问题滚丝轮搓丝 板造成螺纹毛刺螺纹加工质量问题挤压力过大 形成牙底裂纹螺纹加工质量问题螺纹牙型不对螺纹加工质量问题斜牙螺纹加工质量问题返修不当螺纹 错位热处理n热处理是将材料放在一定的介质内加热 、保温、冷却，通过改变材料表面或内 部的组织结构,来控制其性能的一种综合 工艺过程。 n紧固件的热处理主要目的是通过调质处 理（淬火+回火）使工件获得良好的综 合机械性能。连续式可控气氛网带炉n 退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保 温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状 态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组
10、织准备。n 正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退 火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用 于对一些要求不高的零件作为最终热处理。n 淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等 淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。n 回火是为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于 650的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回 火。n 退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与 回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。 调质处理工艺流程n上料 脱脂清洗 淬火加 热淬火 脱脂清洗 回火加 热发黑
11、 烘干 淋油 装箱热处理是紧固件制造过程中的关键工 序热处理温度的选择n温度高加热快，产能高n温度高组织粗大，产品脆性增加，质 量下降n温度高产品变形大n定时测定炉温热处理加热时间和装炉量的选 择n炉型一定，加热能力就确定n装量越多，加热时间就越长n在加热温度和时间确定的情况下，装 炉量增加，只会增加不合格品保护气氛n必须根据钢种来设定炉内的碳势n甲醇、煤气、氮气的合理选用n淬火炉必须定时烧碳n定时测定碳势淬火介质的选用与维护n淬火油免维护使用方便，但只适用 合金钢和小规格碳素钢产品淬火同 时价格贵n水溶性介质价格便宜，能使用于各 种钢种产品，但需要精心维护管理热处理的成本因素n热处理设备使用
12、寿命短，网带炉通常为712年 ，折旧费用高n电力消耗极大n由于设备管理和人的因素时常出现脱碳、强度 不合格、变形、螺纹碰伤等需要返工n保护气氛用化学品消耗量大n环境污染严重n热处理质量不良通常引起重大质量纠纷n质量检验费用热处理质量问题n硬度强度不合格n脆性大，造成零件突然断裂n螺纹脱碳，装配脱扣n零件变形和淬火开裂n表面处理困难n螺纹损伤n混产品表面处理 n表面处理是在基体材料表面上人工形成一层与 基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工 艺方法。表面处理的目的是满足产品的耐蚀性 、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。 表面处理的种类n基於不同物质的表面性质有差异，而完成品所 需表面新的性质要求
13、也各有不同，所以表面处 理过程有很多种类。 紧固件表面处理的种类n1、电镀n电镀(镀锌,镍,铜,铬,锌镍合金等):就是利用电解原理在某些金属表 面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属 或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀, 提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。电镀的主要用途n 1、 提高金属制品或者零件的耐蚀性能。例如钢铁制品或者零件表 面镀锌。n 2、 提高金属制品的防护-装饰性能。例如钢铁制品表面镀铜、镀镍 镀铬等。n 3、 修复金属零件尺寸。例如轴、齿轮等重要机械零件使用后磨损 ，可采用镀铁、镀铬等修复其尺寸。n 4、 电镀还可赋予某种制品或
14、零件某种特殊的功能。例如镀硬铬可 提高其耐磨性能等。n电镀方式 n电镀分为挂镀、滚镀、连续镀和刷镀等方式， 主要与待镀件的尺寸和批量有关。n挂镀:适用于一般尺寸的制品,如汽车的保险杠, 自行车的车把等。n滚镀:适用于小件，如紧固件、垫圈、销子等。n连续镀:适用于成批生产的线材和带材。n刷镀:适用于局部镀或修复。电镀液有酸性的、 碱性的和加有铬合剂的酸性及中性溶液n无论采用何种镀覆方式，与待镀制品和镀液接 触的镀槽、吊挂具等应具有一定程度的通用性滚镀线电镀锌的工艺种类n 碱性氰化物镀锌n 碱性锌酸盐镀锌n 铵盐镀锌n 氯化钾镀锌n 铵钾混合浴镀锌n 硫酸盐镀锌电镀锌的工艺流程n脱脂除油 水洗 酸
15、洗除锈活化水洗 镀锌 出光水洗 钝化 脱水烘干 去氢 装箱电镀锌的成本因素n电镀生产线的类型和自动化程度n产品结构类型n钝化膜的种类n各种化学药品的消耗量n操作者技能n检验和化验不同钝化处理的电镀锌电镀锌的质量问题色差电镀锌的质量问题覆盖层 脱落电镀锌质量问题n镀层厚度n点击烧伤n盐雾试验不合格n混产品n包装后生白锈n大规格产品碰伤螺纹n镀层附着不牢、起皮起泡2、热浸镀锌n脱脂去油，水洗去碱n酸洗除锈活化，水洗去酸n浸助镀剂、干燥便于镀锌n镀锌、甩锌n浸水钝化镀层老化热镀锌的成本因素n锌块消耗n电力n锌锅腐蚀n前处理化学药剂的消耗n不合格返工热镀锌质量问题n黑点n锌层脱落n镀锌层厚度不合格n起皮起泡（橘皮）n2、磷化n磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸 盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐 转化膜称之为磷化膜。n磷化的目的主要是：给基体金属提供保 护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用 于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与 防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减 摩润滑使用。n磷化分类 n1、按磷化处理 温度 分类：高
