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紧固件的生产与管理紧固件的分类螺栓、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3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9级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(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（退火—酸洗—磷化—皂化—拉丝）为材料改制阶段冷镦—车加工—制牙(搓丝、滚丝)为毛坯成型阶段盘条盘条又称线材或盘料，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：球化退火炉球化退火是使钢中碳化物球化而进行的退火工艺。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再结晶退火——使铁素体回复再结晶恢复塑性和韧性在材料的再结晶温度下（650℃左右）对经历过变形加工的材料进行再结晶处理的过程。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电力甲醇、氮气、甲烷等保护气氛原料料架损耗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酸洗、磷化、皂化的消耗盐酸、硫酸、磷酸、水、十二烷基磺酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、蒸汽机械挂具、吊具电力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——磷化膜不均拉丝设备：拉丝机，拉丝模拉丝的目的：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定径带尺寸与长度粗糙度润滑拉丝速度材料改制工艺：钢材（盘条）改制工艺流程：材料球化退火酸洗清洗磷化皂化中间退火辗尖拉拔入库。合金钢与碳素钢不同的材料改制工艺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检验球化组织与脱碳层，确认球化效果检验材料直径检验表面状况：磷化膜、擦伤、划痕、氧化皮化验槽液防止不合格品产生冷镦设备：冷镦机冷镦模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。冷镦材料利用率可达80～90％。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冷镦机的种类与产品类型的适应性冷镦模具的设计与质量操作工的技术能力材料的前处理水平设备维护与保养冷镦工序成本模具使用寿命材料利用率调机工时和调机废品产品精度要求电力润滑油工资冷镦质量问题——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获得理想的工件外型。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产品的强度级别工序的先后安排及螺纹精度搓丝板、滚四轮和丝锥的规格选定及使用寿命机床的稳定性及维护润滑油消耗调机时间和调机废品电力消耗与工资搓丝效率高，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。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织准备。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。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。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。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。调质处理工艺流程上料脱脂清洗淬火加热淬火脱脂清洗回火加热发黑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温度高加热快，产能高温度高组织粗大，产品脆性增加，质量下降温度高产品变形大定时测定炉温热处理加热时间和装炉量的选择炉型一定，加热能力就确定装量越多，加热时间就越长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必须根据钢种来设定炉内的碳势甲醇、煤气、氮气的合理选用淬火炉必须定时烧碳定时测定碳势淬火介质的选用与维护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热处理设备使用寿命短，网带炉通常为7~12年，折旧费用高电力消耗极大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保护气氛用化学品消耗量大环境污染严重热处理质量不良通常引起重大质量纠纷质量检验费用热处理质量问题硬度强度不合格脆性大，造成零件突然断裂螺纹脱碳，装配脱扣零件变形和淬火开裂表面处理困难螺纹损伤混产品表面处理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1、电镀电镀(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。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。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。4、电镀还可赋予某种制品或零件某种特殊的功能。例如镀硬铬可提高其耐磨性能等。电镀方式电镀分为挂镀、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。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。滚镀:适用于小件，如紧固件、垫圈、销子等。连续镀:适用于成批生产的线材和带材。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碱性氰化物镀锌碱性锌酸盐镀锌铵盐镀锌氯化钾镀锌铵钾混合浴镀锌硫酸盐镀锌电镀锌的工艺流程脱脂除油水洗酸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电镀生产线的类型和自动化程度产品结构类型钝化膜的种类各种化学药品的消耗量操作者技能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镀层厚度点击烧伤盐雾试验不合格混产品包装后生白锈大规格产品碰伤螺纹镀层附着不牢、起皮起泡2、热浸镀锌脱脂——去油，水洗——去碱酸洗——除锈活化，水洗——去酸浸助镀剂、干燥——便于镀锌镀锌、甩锌浸水钝化——镀层老化热镀锌的成本因素锌块消耗电力锌锅腐蚀前处理化学药剂的消耗不合格返工热镀锌质量问题黑点锌层脱落镀锌层厚度不合格起皮起泡（橘皮）2、磷化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。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。磷化分类1、按磷化处理温度分类：高温型、中温型、低温型、常温型。2、按磷化液成分分类：锌系磷化、锌钙系磷化、铁系磷化、锰系磷化、复合磷化（磷化液由锌、铁、钙、镍、锰等元素组成）。3、按磷化处理方法分类：化学磷化、电化学磷化4、按施工方法分类：浸渍磷化、喷淋磷化、刷涂磷化氧化氧化又叫发黑或发蓝，工件在空气、水蒸气或化学药物的溶液中在室温或加热到适当温度，在工件表面形成一层蓝色或黑色氧化膜，以改善其耐蚀性和外观的表面处理工艺。机械制造上常用NaOH溶液加热来对工件进行发黑处理，相对于镀锌镀铬成本较低，效果不错。发黑形成的黑色氧化膜，其厚度为0.5-1.5μm，抗腐蚀能力比其它化学膜低锌铝铬涂层锌（铝）铬涂层又称达克罗、达克锈、迪克龙。国内又命名为锌铬涂层，是一种以锌粉、铝粉、铬酸和去离子水为主要成分的新型的防腐涂料。达克罗是一种新型的表面处理技术，与传统的电镀工艺相比，达克罗是一种“绿色电镀”。其优势有以下几点：1.超强的耐蚀性能：达克罗膜层的厚度仅为4-8μ