紧固件基础、生产工艺及检验

紧固件基础、生产工艺及检验ContentsPage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①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②传动螺纹，包括梯形螺纹；锯齿形螺纹；方形螺纹。③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。④专用螺纹，包括光学仪器用螺纹；锻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，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：M10×1LH–7H-LM表示普通螺纹特征代号；10×1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，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，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/T1237-2000《紧固件标记方法》GB/T3099.1-2008《紧固件术语、螺纹紧固件、销及垫圈》2、紧固件的完整标记GB/T1237-2000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/T5782—2000-M12×80-8.8-A-zn·D3、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、热处理以及表在处理时，可规定省略其中的一种。简化后螺栓GB/T5782-M12×80螺母GB/T6170M12-10-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C≦0.25%，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%C≦0.60%，国内通常称为35#、45#钢。主要用于8级螺母、8.8级螺栓。3）高碳钢C0.60%，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；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20～30℃，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紧固件生产工序–酸洗、磷化及皂化设备：酸洗池，水洗池、磷化池，皂化池酸洗目的：除去线材表面的氧化膜，锈渍。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。皂化目的：提供润滑作用水洗目的：防止酸液带入下一池中•紧固件生产工艺生产工艺第二章2.2紧固件生产工序–酸洗、磷化及皂化酸洗不良——氧化皮残留磷化不良——磷化膜不均检验表面状况：磷化膜、擦伤、划痕、氧化皮•紧固件生产工艺生产工艺第二章2.2紧固件生产工序–拉丝设备：拉丝机，拉丝模拉丝的目的：为冷镦生产提供相应规格的线材。拉丝：线坯在一定的拉力作用下，通过模孔发生塑性变形，使截面减小、长度增加的一种压力加工方法卧式拉丝机拉丝示意图立式拉丝机•紧固件生