紧固件、非标高强度螺栓工艺控制与预防

大蚂蚁

主要四个方面：1、原材料控制  2、生产工艺流程 3、热处理关键参数4、机械性能测试
一、钢材采购   直条，盘条  根据产品批量以及生产工艺而选定制造工艺。
二、根据不同等级要求选定材料，级别有6.8级~12.9级。
    6.8级~8.8级，采用优质碳素结构钢（35#、45#），GB699-88标准原材料控制分别为几个方面：1、材料可锻性试验 2、低倍组织 3、非金属夹杂物 4、脱碳层深度 5、化学成分。
    材料可锻性试验：抽样热顶锻、试样为原试样高度的1/3，冷顶锻试样为原试样高度1/2。目视不得有裂缝。
    低倍组织：试棒检验钢材的横截面腐蚀，不得有肉眼可见的：缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮，等表面缺陷。
非金属夹杂物：金相法识别
脱碳层深度（铁素体+过度层）
三、9.8级~12.9级采用的是GB3077-1988优质合金结构钢。合金结构钢与碳素钢有什么区别？合金钢和碳素钢一样都是用于制造各种机械结构零件用的钢。合金钢是在碳素钢基础上增加了：Cr 、 Mo 、V  、B等元素，有了这几种元素，大大提高了钢的强度、韧性、淬透性，热处理得到了低碳马氏体组织。另一方面，合金钢由于奥氏体分解转变速度较低，淬火时采用油类冷却，减少零件在淬火过程中所产生的变形或开裂现象，降低回火脆性。其主要经热处理后，组织晶粒细化，形成稳定合金碳化物，保证了工件表面和心部硬度一致。

四、合金钢分别为：低合金结构钢，通常有：20Cr、  20Mn、20MnVB 、20CrMnTi等中合金结构钢常用40Cr 、35CrMo、35CrMV、40CrMn、   30CrMnSi 、42CrMo等

球化退火工艺
温度Ac3+30
组织为球状珠光体+铁素体
热处理组织转变关系
直料：（原材料）片状珠光体+铁素体——（淬火后）马氏体——（回火后）回火索氏体

螺栓生产工艺流程：
热锻：下料— 锻造毛坯—切削加工—搓直纹（如需要）—热处理—磨削—探伤—滚压— 表面处理 —  包装。

冷镦：镦毛坯 — 搓直纹（如需要）— 热处理 — 磨削—探伤—滚压螺纹—表面处理—包装。





热处理生产试备：
      1、网带炉生产线
      2、盐浴炉、回火炉

热处理生产工艺：工件装载、摆放层次、设定淬火温度、保温时间。回火温度、保温时间、快速冷却。
一、热处理关键要素：1、金属材料的各项性能
                    2、金属热处理关键参数
                    3、金属热处理失效预防
                    4、工件金相测量方法
       金属热处理关键参数“过程特性”：产品装载率，淬火温度、回火温度、淬火介质、冷却时间、气氛控制，网带频率。
二、性能指标：淬硬性的定义，指钢在正常淬火条件下，以超过临界冷却速度所形成的马氏体能达到的最高强度，以淬火加热时溶于钢的高温奥氏体中，含碳量及淬火后所得到的马氏体组织的数量来具体决定硬度（用HRC硬度值测量）。
三、淬硬度的决定因素：主要与钢中的含碳量有关，固溶在奥氏体中的含碳量越多，淬火后所得到马氏体组织的数量越多，淬火后的硬度值也越高。但是在实际操作中，由于工件尺寸因素，冷却介质的冷却速度和加热时所形成的奥氏体晶粒度的不同影响淬硬性。
四、淬透性的定义：
    是指钢类在淬火时能够得到的淬硬层深度，是衡量各个不同钢种接受淬火能力的重要指标之一。比如：材料含量Cr、Mo、B、W、V之类元素，它在热处理起一定作用，工具钢、轴承钢淬火后马氏体类型组织占90%~95%，非马氏体（贝氏体、屈氏体）占5%~10%，钢的淬硬层越深就表明这种钢的淬透性越好。
    热处理失效预防：1、脆性    2、变形和开裂    3、增碳、脱碳。
脆性： 因为工件在电镀酸洗、热处理过程中吸入氢、随着产品硬度增加，产生氢脆。预防：采用适当的工艺参数对产品和过程进行控制，以持续地减少产品的变差。防止淬火变形和开裂。   
脱碳：1、炉气中氧气、氢气、二氧化碳和水等与奥氏体中的碳作用，这样工件表面的碳就减少了。2、脱碳的结果使工件表面含碳量降低，本来是碳钢的成份，发生脱碳后其表面层高碳变成中碳或者低碳，这样不仅降低淬火硬度，而且容易产生淬火裂纹，热处理应对工件采取保护措施，以防脱碳。
螺母机械性能测试等级级别为5~12级，保证载荷试验：将螺母拧入螺纹芯棒（螺纹芯棒硬度为HRC45°左右。螺纹公差为5h、6g。大径应控制6g公差下限四分之一的范围内），对螺母施加规定应力，保证载荷并持续15秒钟（注意：试验夹头移动速度不应超过3mm/分），螺纹不应脱扣或断裂，当去除载荷后应用手将螺母旋出或者借用扳手松开螺母，但不得超过半扣。
       螺纹公差带的大小和公差等级。外螺纹四种位置e、f、g、h，公差等级为3~9级。内螺纹位置e、f、g的基本偏差的负值，公差等级为4~8级，一般采用6级。

工件测量方法：
测试硬度：先把工作切割、镶件、抛、磨、打洛氏硬度，硬度有三种：
1、布氏硬度（HB） 低硬度范围。   
2、洛氏硬度（HR）C(150kg钢球)、A(60kg钢球)、B(100kg钢球) 。   
3、维氏硬度（HV）。
螺栓头部厚度与螺纹强度关系：
Ft(头部抗剪力)>Fe(螺纹抗拉伸力)
Ft(头部抗剪力)计算公式At=d*π*h(d=头部与杆部交接处直径)
Fe(螺纹抗拉伸力)见GB/T3098.1-2000标准中螺纹的应力截面积。
根据有关资料及实际经验，强度性能级别为8.8、9.8、10.9螺栓头部的抗剪强度约为螺纹抗拉强度（硬度相同情况下）的60%左右。

whh762288

好东西，学习了

derekshu

总结的不错，紧固件其实很复杂的