螺栓加工工艺之欧阳术创编.docx

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螺栓加工工艺之欧阳术创编

螺丝生产工艺

（一）--退火

时间：

2021.02.02

创作：

欧阳术

一、目的：

把线材加热到适当的温度，保持一定时间，再慢慢冷却，以调整结晶组织，降低硬度，改良线材常温加工性。

二、作业流程：

（一）、入料：

将需要处理的产品吊放炉内，注意炉盖应盖紧。

一般一炉可同时处理7卷（约1.2吨/卷）。

（二）、升温：

将炉内温度缓慢（约3-4小时）升至规定温度。

（三）、保温：

材质1018、1022线材在680℃-715℃下保持4-6h，材质为10B21，1039，CH38F线材在740℃-760℃下保持5.5-7.5h。

（四）、降温：

将炉内温度缓慢（约3-4小时）降至550℃以下，然后随炉冷却至常温。

三、品质控制：

1、硬度：

材质为1018、1022线材退火后硬度为HV120-170，材质为中碳线材退火后硬度为HV120-180。

2、外观：

表面不得有氧化膜及脱碳现象。

螺丝生产工艺

（二）--酸洗

一、目的：

除去线材表面的氧化膜，并且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。

二、作业流程：

（一）、酸洗：

将整个盘元分别浸入常温、浓度为20-25%的三个盐酸槽数分钟，其目的是除去线材表面的氧化膜。

（二）、清水：

清除线材表面的盐酸腐蚀产物。

（三）、草酸：

增加金属的活性，以使下一工序生成的皮膜更为致密。

（四）、皮膜处理：

将盘元浸入磷酸盐，钢铁表面与化成处理液接触，钢铁溶解生成不溶性的化合物（如Zn2Fe（Po4）2·4H2o），附着在钢铁表面形成皮膜。

（五）、清水：

清除皮膜表面残余物。

（六）、润滑剂：

由于磷酸盐皮膜的摩擦系数并不是很低，不能赋予加工时充分的润滑性，但与金属皂（如钠皂）反应形成坚硬的金属皂层，可以增加其润滑性能。

螺丝生产工艺（三）--抽线

一、目的：

将盘元冷拉至所需线径。

实用上针对部分产品又可分粗抽（剥壳）和精抽两个阶段。

二、作业流程

盘元经酸洗之后，通过抽线机冷拉至所需线径。

适用于大螺丝、螺帽、牙条所用线材。

螺丝生产工艺（四）--成型

一、目的：

将线材经冷间锻造（或热间锻造），以达到半成品之形状及长度（或厚度）。

二、作业流程：

1、六角螺栓（四模四冲或三模三冲）

（1）、切断：

通过可动的剪刀单向移动，将卡于剪模内的线材切成所需胚料。

（2）、一冲：

后冲模顶住胚料冲模挤压胚料，初步成型，之后后冲模将胚料推出。

（3）、二冲：

胚料进入第二打模，二冲模挤压，胚料呈扁圆状，之后后冲模将胚料推出。

（4）、三冲：

胚料进入第三打模，通过六角三冲模仁剪切，胚料六角头初步形成，之后，后冲模将胚料推入第三打模，切料自六角头切断，六角头形成。

2、六角螺栓（三模三冲）

3、螺丝（一般头型一模二冲）

（1）、切断：

通过可动剪刀单向移动，将卡于剪模内的线材切成所需胚料。

（2）、一冲：

打模固定，一冲模将产品头部初步成型，以使下一冲程能完全成型。

当产品为一字割沟时，一冲模为内凹、椭圆槽，产品为十字槽时，一冲模为内凹四方槽。

（3）、二冲：

一冲之后，冲具整体运行，二冲模移向打模正前方，同时二冲模向前运行，将产品最终成型。

之后由后冲棒将胚料推出。

三、热打

1、加热：

于加热设备将胚料需成型一端加热至白热状态，依据产品规格设定加热温度和时间。

一般3/4以下加热7-10秒，7/8-1＂加热15秒左右。

2、成型：

将加热后的胚料迅速移至成型机，通过后座，夹模固定，头模冲击胚料，加以成型。

可以根据胚料的长度调整后座的距离。

3、束杆：

于束杆机上利用挤压将产品缩杆。

热打也称红打。

四、螺帽成型：

（一）、作业流程：

1、切断：

由内刀模（410）与剪切刀（301）配合，将线材切成所需胚料。

2、一冲：

由前冲模（111）、冲程模（411）、后冲棒（211）配合，将变形不平的切断胚料加以整形，并由后冲棒（211）将胚料推出。

3、二冲：

运转夹（611）将胚料从一冲夹至二冲，由前冲模（112）、冲程模（412）、后冲棒（412）配合，更进一步将胚料整形，并加强第一冲的压平与饱角作用，之后由后冲棒（212）将胚料推出。

4、三冲：

运转夹（612）将胚料从二冲夹至三冲，由前冲模（113）、冲程模（413）、后冲棒（213）配合，再次挤压胚料，以使下冲能完全成型，之后由后冲棒（213）将胚料推出。

5、四冲：

运转夹（613）将胚料从三冲夹至四冲，由前冲模（114）、冲程模（414）、后冲棒（214）配合，将螺帽完全成型，并藉控制铁屑厚度来调整螺帽的厚度，之后由后冲棒（214）将胚料推出。

6、五冲：

运转夹（614）将胚料从四冲夹至五冲，由前冲模（119）、脱料盘（507）配合，将成型完全的胚料冲孔，并使冲断的铁屑进入打孔模下仁，而最终完成螺帽的成型。

螺帽的头部标记在此过程形成。

螺丝生产工艺（五）--辗牙

一、目的：

将已成型的半成品辗制或攻丝以达到所需的螺纹。

实用上针对螺栓（螺丝）称为辗牙，牙条称为滚牙，螺帽称为攻牙。

二、辗牙：

辗牙即是将一块牙板固定，另一块活动牙板带动产品移动，利用挤压使产品产生塑性变形，形成所需螺纹。

三、攻牙：

攻牙即是将已成型之螺帽，利用丝攻攻丝，形成所需螺纹。

四、滚牙：

滚牙是以两个相对应的螺丝滚轮，正向转动，利用挤压使产品产生塑性变形，形成所需螺纹。

滚牙通常用于牙条。

螺丝生产工艺（六）-热处理

一、热处理方式：

根据对象及目的不同可选用不同热处理方式。

调质钢：

淬火后高温回火（500-650℃）

弹簧钢：

淬火后中温回火（420-520℃）

渗碳钢：

渗碳后淬火再低温回火（150-250℃）

低碳和中碳（合金）钢淬成马氏体后，随回火温度的升高，其一般规律是强度下降，而塑性、韧性上升。

但由于低、中碳钢中含碳量不同，回火温度对其影响程度不同。

所以为了获得良好的综合机械性能，可分别采取以下途径：

（1）、选取低碳（合金）钢，淬火后进行低温250℃以下回火，以获得低碳马氏体。

为了提高这类钢的表面耐磨性，只有提高各面层的含碳量，即进行表面渗碳，一般称为渗碳结构钢。

（2）、采取含碳较高的中碳钢，淬火后进行高温（500-650℃）回火（即所谓调质处理），使其能在高塑性情况下，保持足够的强度，一般称这类钢为调质钢。

如果希望获得高强度，而宁肯降低塑性及韧性，对含碳量较低的含金调质可采取低温回火，则得到所谓“超高强度钢”。

（3）、含碳量介于中碳和高碳之间的钢种（如60，70钢）以及一些高碳钢（如80，90钢），如果用于制造弹簧，为了保证高的弹性极限、屈服极限和疲劳极限，则采用淬火后中温回火。

（4）、脱碳：

指黑色金属材料（钢）表面碳的损耗。

热处理后会有脱碳现象，轻微脱碳是允许的，脱碳层深度影响表面硬度。

脱碳层越深，表面硬度值越小。

具体检测依据GB3098.1

二、作业流程：

退火（珠光体型钢）

1、预热处理：

正火

高温回火（马氏体型钢）

（1）、正火目的是细化晶粒，减少组织中的带状程度，并调整好硬度，便于机械加工，正火后，钢材具有等轴状细晶粒。

2、淬火：

将钢体加热到850℃左右进行淬火，淬火介质可根据钢件尺寸大小和该钢的淬透性加以选择，一般可选择水或油甚至空气淬火。

处于淬火状态的钢，塑性低，内应力大。

3、回火：

（1）、为使钢材具有高塑性、韧性和适当的强度，钢材在400-500℃左右进行高温回火，对回火脆性敏感性较大的钢，回火后必须迅速冷却，抑制回火脆性的发生。

（2）、若要求零件具有特别高的强度，则在200℃左右回火，得到中碳回火马氏体组织。

（二）、弹簧钢：

1、淬火：

于830-870℃进行油淬火。

2、回火：

于420-520℃左右进行回火，获得回火屈氏体组织。

（三）、渗碳钢：

1、渗碳：

化学热处理的一种，指在一定温度下，在含有某种化学元素的活性介质中，向钢件表面渗入C元素。

分预热（850℃）渗碳（890℃）扩散（840℃）过程

2、淬火：

碳素和低合金渗碳钢，一般采用直接淬火或一次淬火。

3、回火：

低温回火以消除内应力，并提高渗碳层的强度及韧性。

螺丝生产工艺（七）-表面处理

一、表面处理种类：

表面处理即是通过一定的方法在工件表面形成覆盖层的过程，其目的是赋以制品表面美观、防腐蚀的效果，进行的表面处理方法都归结于以下几种方法：

1、电镀：

将接受电镀的部件浸于含有被沉积金属化合物的水溶液中，以电流通过镀液，使电镀金属析出并沉积在部件上。

一般电镀有镀锌、铜、镍、铬、铜镍合金等，有时把煮黑（发蓝）、磷化等也包括其中。

2、热浸镀锌：

通过将碳钢部件浸没温度约为510℃的溶化锌的镀槽内完成。

其结果是钢件表面上的铁锌合金渐渐变成产品外表面上的钝化锌。

热浸镀铝是一个类似的过程。

3、机械镀：

通过镀层金属的微粒来冲击产品表面，并将涂层冷焊到产品的表面上。

二、品质控制：

电镀的质量以其耐腐蚀能力为主要衡量标准，其次是外观。

耐腐蚀能力即是模仿产品工作环境，设置为试验条件，对其加以腐蚀试验。

电镀产品的质量从以下方面加以控制：

1、外观：

制品表面不允许有局部无镀层、烧焦、粗糙、灰暗、起皮、结皮状况和明显条纹，不允许有针孔麻点、黑色镀渣、钝化膜疏松、龟裂、脱落和严重的钝化痕迹。

2、镀层厚度：

紧固件在腐蚀性大气中的作业寿命与它的镀层厚度成正比。

一般建议的经济电镀镀层厚度为0.00015in～0.0005in（4～12um）.

热浸镀锌：

标准的平均厚度为54um（称呼径≤3/8为43um），最小厚度为43um（称呼径≤3/8为37um）。

3、镀层分布：

采用不同的沉积方法，镀层在紧固件表面上的聚集方式也不同。

电镀时镀层金属不是均匀地沉积在外周边缘上，转角处获得较厚镀层。

在紧固件的螺纹部分，最厚的镀层位于螺纹牙顶，沿着螺纹侧面渐渐变薄，在牙底处沉积最薄，而热浸镀锌正好相反，较厚的镀层沉积在内转角和螺纹底部，机械镀的镀层金属沉积倾向与热浸镀相同，但是更为光滑而且在整个表面上厚度要均匀得多。

4、氢脆：

紧固件在加工和处理过程中，尤其在镀前的酸洗和碱洗以及随后的电镀过程中，表面吸收了氢原子，沉积的金属镀层然后俘获氢。

当紧固件拧紧时，氢朝着应力最集中的部分转够，引起压力增高到超过基体金属的强度并产生微小的表面破裂。

氢特别活动并很快渗入到新形成的裂隙中去。

这种压力-破裂-渗入的循环一直继续到紧固件断裂。

通常发生在第一次应力应用后的几个小时之内。

为了消除氢脆的威胁，紧固件要在镀后尽可能快地加热烘焙，以使氢从镀层中渗出，烘焙通常在375-4000F（176-190℃）进行3-24小时。

由于机械镀锌是非电解质的，这实际上消除了氢脆的威胁。

另由于工程标准禁止硬度高于HRC35的紧固件（英制Gr8，公制10.9级以上）热浸镀锌。

所以热浸镀的紧固件很少发生氢脆。

5、粘附性：

以坚实的刀尖和相当大的压力切下或撬下。

如果在刀尖前面，镀层以片状或皮状剥落，以致露出了基体金属，应认为粘附性不够。

螺丝表面缺陷

一、打头容易产生之不良现象及原因分析

1、偏心：

二冲安装不良及调机不当。

2、歪头：

一冲安装不良及调机不当。

3、头部不圆：

一冲模的选择不当或一冲成型不够饱满。

4、打模裂痕：

打模破裂或打模R角不当，使打模被二冲撞刮。

5、头部双层：

一冲成型不良。

6、毛边：

一冲成型不良、主要是冲棒与冲模孔之间间隙过大或冲棒太短引起。

7、裂角：

冲针破裂或二冲与打模相不重。

8、头部开裂：

材质问题，或一冲模使用错误（如打盘头用六角华司头的一冲模），以及润滑油的原因。

二、辗牙易产生不良现象及原因分析

1、加工裂痕：

牙板破旧及调机不当。

2、钝尾：

调机不当，牙板太旧。

3、火烧：

两牙板间距偏大，或送料时间不对。

4、歪尾：

牙板座上之控制螺丝逼得太紧。

5、断尾：

牙板磨损及调机不当。

6、牙山不饱：

调机不当

7、尾牙未搓至尾尖。

8、歪杆：

矫正块未矫好。

9、牙底粗糙：

牙距未调好。

时间：

2021.02.02

创作：

欧阳术