冷鐓鋼用途
用冷鐓加工方法制造緊固件、連接件(如螺栓、螺母、螺釘、鉚釘等)用的
鋼稱為冷鐓鋼,俗稱鉚螺鋼。
通常使用的有調質型合金鋼、低溫回火型合金結構鋼、低碳低合金高強度鋼、鐵素體-馬氏體雙相鋼等。
冷鐓是在常溫下利用金屬塑性成形的。采用冷鐓工藝制造緊固件,不但效率高、質量好,而且用料省、成本低。但是冷鐓工藝對原材料的質量要求較高。
冷鐓性能是冷鐓鋼的重要性能之一。冷鐓鋼應具備的主要性能是,具有良好的冷成形性;對于冷鐓鋼變形要具有盡可能小的阻力和可能高的變形能力。為此,一般要求冷鐓鋼的屈強比為0.5~0.65,斷面收縮率大于50%。此外,為避免在冷鐓時表面開裂,要求鋼材表面質量良好,同時鋼材的表面脫碳要盡可能小。
標準規定鋼材應進行冷頂試驗。要求試樣冷頂鍛后冷頂鍛前高度之比為高級;1/4;較高級;1/3;普通級;1/2。一般標準規定為1/2。
冷鐓鋼因冷成型性能良好,在機械加工行業用冷拔代替熱軋材冷切削機加工,這種工藝的優點是在節約大量工時的同時,金屬消耗可以降低10%~30%,而且產品尺寸精度高,表面光潔度好,生產率高,是近年來興起的較先進的機加工工藝。
冷鐓鋼盤條一般為低、中碳優質碳素結構鋼和優質合金結構鋼,用來冷鐓成型制造各種機械標準件和緊固件。因冷鐓工藝要求該鋼具有高的潔凈度,控制鋼中的Si、Al的含量,采用控制軋制和控制冷卻工藝,避免出現馬氏體、貝氏體和魏氏體組織,使鋼材具有細晶和碳化物球化組織,以提高鋼材的塑性和冷頂鍛性能。介紹了國內外冷鐓鋼的開發和生產情況,化學成分對冷鐓性能的影響,冷鐓鋼的生產工藝特長。
冷鐓鋼盤條的鋼種一般為低、中碳優質碳素結構鋼和合金結構鋼。冷鐓鋼產品主要用于汽車、造船、設備制造、電子、家電、自行車、工具、輕鋼結構、建筑等行業。
冷鐓鋼因冷成型性能良好,在機械加工行業用冷拔代替熱軋材冷切削機加工,這種工藝的優點是在節約大量工時的同時,金屬消耗可以降低10%~30%,而且產品尺寸精度高,表面光潔度好,生產率高,是近年來興起的較先進的機加工工藝。
我國馬鋼和湘鋼從20世紀80年代開始開發冷鐓鋼。據中國冶金報刊有關冷鐓鋼數據資料表明,冷鐓鋼市場2003年全國緊固件需求量達到300萬噸,2005年需求量預測將增至500萬噸,其中汽車用螺栓等中高檔冷鐓鋼絲緊固件超過100萬噸。目前,華南一帶的冷鐓鋼市場已經飽和,華東地區尚有10~20萬噸的市場空間。一汽全年用鋼材約100萬噸,其中冷鐓鋼占7.7%。我國汽車工業用鋼材品種構成中冷鐓鋼占7%~12%。
國內冷鐓鋼的開發和生產
近幾年來,我國開發的冷鐓鋼品牌在增加,產量在增長,質量在改進。如馬鋼:SWRCH18A、1018、ZL10A、ZL15A、ZL18A;湘鋼:XSWRCH10K 、SWRCH35K、SWRCH6A、22A、ML40Cr、ML35CrMo;寶鋼:SWRCH35K;天鋼:SWRCH18A、SWRCH22A;萊鋼:ML35;石鋼;ML35、ML40、ML45、 45#;杭鋼:ML35、ML40、CH35ACR;包鋼:ML35、ML42CrMo、SWRM12;太鋼:ML07A、ML20MnTiB、CH1T;首鋼:ML35、ML15;江陰興澄:ML35;江蘇沙鋼:SWRCH35K、15MnCrNiCu;大連金牛股份:ML35、ML15MnVB、ML20MnVB、ML20MnTiB、ML35CrMo、ML40Cr、ML35Mn、ML20Cr等品種。顯然,冷鐓鋼的開發生產已經形成了一定的批量和規模。
國外冷鐓鋼的生產
日本愛知制鋼公司近年開發了AUS系冷鍛用不銹鋼。公司開發的AUS系列產品,按產品使用的方法不同而分別將其分為奧氏體(A)、鐵素體(F)、馬氏體(M)及沉淀硬化系列。
冷鍛用線材的典型用途是制作螺栓,其強度范圍大從抗拉強度400MPa到1200MPa以上,且形狀多。俄羅斯生產的緊固件品種和種類接近世界水平。制造了約10%強度級別8.8以上高強度緊固件。
進口鋼絲與國內35#中碳鋼相近,但它的金相組織非常細小均勻,白色小粒狀的先共析鐵素體非常均勻地彌散分布在基體上,沒有網狀組織存在。晶粒大小僅為1~2μm,為國產中碳鋼絲的1/10左右。并且具有良好的強塑性,在拉拔過程中顯示出優良的拉拔性能,斷絲率較低。研究認為,進口鋼絲可能在熱處理時并沒有完全奧氏體化,而僅僅加熱到奧氏體和鐵素體的兩相區進行保溫后再冷卻至室溫,進口鋼絲的奧氏體化溫度低,保溫時間短,從而熱處理后的組織細小,滲碳體與正常奧氏體化處理的滲碳體相比,尺寸更小,厚度更薄,分布更加均勻,呈現出進口鋼絲特殊的“兩相組織”。基本上為完全珠光體組織,僅有少量小塊狀(尺寸約5μm)先共析鐵素體。
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