螺栓的成型工艺.docx

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螺栓的成型工艺

螺栓的成型工艺

螺丝生产工艺

（一）--退火

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。