不銹鋼緊固件生產(chǎn)中的溫鐓工藝！緊固件生產(chǎn)中，針對(duì)大規(guī)格、變形復(fù)雜的緊固件出現(xiàn)的毛坯鐓鍛缺陷和設(shè)備缺陷，根據(jù)金屬塑變理論，探討一種用溫鐓工藝制造緊固件的方法。

　　1、引言

　　標(biāo)準(zhǔn)緊固件廣泛地應(yīng)用機(jī)械、電氣、汽車(chē)、交通運(yùn)輸、航空航天等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。隨著緊固件制造的專(zhuān)業(yè)化、規(guī)模化，緊固件行業(yè)已逐漸成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)行業(yè)，并逐步實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)。現(xiàn)在緊固件國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已逐漸與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌，這就對(duì)緊固件的制造提出了更高的要求。目前，最先進(jìn)的制造方法是冷鐓工藝。冷鐓聯(lián)合機(jī)也從兩工位、三工位發(fā)展到了五工位，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、高效化。但是，由于金屬材料在常溫下發(fā)生塑性變形時(shí)的較大抗力及冷作硬化的特性，在制造大規(guī)格、大變形的螺栓和螺母時(shí)設(shè)備的鐓鍛能力受到限制。因此，傳統(tǒng)的熱鐓工藝仍在一定范圍內(nèi)應(yīng)用，以補(bǔ)充冷鐓工藝的不足。在生產(chǎn)實(shí)踐中我們深切地感受到，一些大規(guī)格的螺栓、螺母不能用冷鐓設(shè)備生產(chǎn)，而用熱鐓工藝又存在著污染嚴(yán)重、加熱產(chǎn)生氧化成造成脫炭的問(wèn)題。

　　根據(jù)《金相學(xué)》和金屬材料：“塑變”理論，我們?cè)诮鉀Q螺栓、螺母內(nèi)部組織不均勻、氧化皮多、脫炭等問(wèn)題的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)在金屬材料“蘭脆”點(diǎn)以上，“再結(jié)晶”點(diǎn)以下的某個(gè)溫度范圍比較理想，在這個(gè)溫度范圍內(nèi)對(duì)金屬材料的鐓鍛稱(chēng)之為溫鐓。溫鐓工藝應(yīng)用于緊固件生產(chǎn)中，解決了大規(guī)格，大變形螺栓、螺母的制造質(zhì)量問(wèn)題。

　　2、鐓鍛工藝

　　2.1 冷鐓工藝

　　(1)根據(jù)金屬塑變理論，在常溫下對(duì)金屬坯料施加一定的壓力，使之在模腔內(nèi)產(chǎn)生塑變，按規(guī)定的形狀和尺寸成型。

　　(2)必須選優(yōu)質(zhì)“塑變”良好的金屬材料，如鉚螺鋼，其化學(xué)成分和機(jī)械性能有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。

　　(3)冷鐓螺栓、螺母成型機(jī)械已有多型號(hào)、多系列的機(jī)種。設(shè)備性能可靠、效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

　　(4)產(chǎn)品成型鐓鍛力大，配置動(dòng)力在，設(shè)備一次投入大。因此生產(chǎn)規(guī)格m24以下最為經(jīng)濟(jì)。

　　(5)有較好的表面質(zhì)量，較高的尺寸精度。因在鐓鍛過(guò)程中存在著冷作硬化，變形量不宜太大。減少開(kāi)裂。

　　(6)冷鐓工藝適用范圍于批量大、規(guī)格較小的產(chǎn)品，這樣才能降低成本。

　　2.2熱鐓工藝

　　(1)把金屬材料加熱到再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的金屬材料塑變過(guò)程，稱(chēng)之為熱鐓。由于加熱裝置一般采用燃煤反射爐、重油爐等爐膛烘熱的方法，坯料溫度不易控制、受熱不均勻、加熱時(shí)間長(zhǎng)、容易造成過(guò)燒、氧化脫炭，這是成型件質(zhì)量差的主要原因。

　　(2)鐓鍛力只是冷鐓力的1/4~1/3，選用公稱(chēng)壓力較小的設(shè)備即可。

　　(3)模腔冷卻困難。模具承受毛坯100℃左右的溫度，冷卻不到的地方容易軟化、開(kāi)裂，造成模具損壞。

　　(4)坯料受熱膨脹，模具內(nèi)腔尺寸不易掌握。

　　2.3溫鐓工藝

　　金屬材料加熱到“蘭脆”區(qū)溫度以上再結(jié)晶溫度以下時(shí)的鐓鍛過(guò)程稱(chēng)為溫鐓。對(duì)于中碳鋼來(lái)說(shuō)，如45鋼，250℃~350℃為蘭脆區(qū)，再結(jié)晶溫度為950℃，因此，溫鐓范圍在400℃~600℃為宜。含碳量高的金屬材料可提高到650℃。

　　(1)在這個(gè)加熱區(qū)域內(nèi)，抗拉強(qiáng)度明顯下降、伸長(zhǎng)率上升、塑變性較好、彈性模具減少。

　　(2)由于以上特點(diǎn)，成型鐓鍛力只比熱鐓時(shí)略高，鐓鍛比放大了。

　　(3)選用節(jié)能環(huán)保型電加熱裝置，溫度容易控制、加熱速度可調(diào)。

　　(4)對(duì)現(xiàn)有設(shè)備稍加改裝就行，可獲得與冷鐓制作同樣的外觀質(zhì)量。

　　3.采用溫鐓工藝生產(chǎn)六角頭螺栓

　　3.1設(shè)備選型

　　(1)選擇kdg-25型可控硅電阻加熱裝置，容量25kva，電壓380v。該裝置設(shè)8個(gè)調(diào)節(jié)檔位，在金屬坯料加熱時(shí)，根據(jù)坯料直徑和規(guī)定的加熱時(shí)間選擇檔位，在金屬坯料加熱時(shí)，根據(jù)坯料直徑和規(guī)定的加熱時(shí)間選擇檔位，這樣坯料加熱溫度和時(shí)間可以很好的控制。其加熱原理是：低電壓、大電流通過(guò)坯料需加熱區(qū)域，電阻產(chǎn)生熱量，由公式q=i2rt可計(jì)算出發(fā)熱量。

　　(2)選擇j123-160壓力機(jī)或z47-16冷鐓機(jī)，改裝模具即可。

　　3.2 模具設(shè)計(jì)

　　模具材料先用3cr2w8v硬質(zhì)合金，使用原裝模具，模腔孔徑放大0.11mm~0.12mm，六方尺寸放大0.12mm。

　　3.3 潤(rùn)滑劑

　　選用固體極壓劑與耐熱油混合使用，使模具內(nèi)腔摩擦力減小并達(dá)到冷卻模具的作用。

　　3.4 實(shí)踐舉例

　　(1)成型工件：m27×100六角螺栓毛坯

　　(2)毛坯材料：碳鋼45

　　(3)加熱溫度：600℃±20℃

　　(4)加熱方式：將電極夾持在需加熱區(qū)域兩端，選擇適當(dāng)檔位，將四件坯料串聯(lián)布置，使每件坯料局部電壓力1/4v，電流相同。當(dāng)分別升溫至200℃、400℃、600℃時(shí)分三次通斷電(踩腳踏板)，每次取600℃的毛坯送入壓力機(jī)夾鉗并補(bǔ)進(jìn)一個(gè)常溫毛坯，完成毛坯從冷件(常溫)——溫件(200℃)——預(yù)熱件(400℃)——熱件(600℃)——出料、補(bǔ)料的加溫過(guò)程。達(dá)到迅速升溫、防止“滋火”的目的。整個(gè)升溫過(guò)程符合逐步升溫、減小溫差的操作規(guī)范。

　　(5)將“熱件毛坯”送入壓力機(jī)夾鉗，由壓力機(jī)鐓鍛成型。操作中，可根據(jù)壓力機(jī)工件節(jié)拍調(diào)整加熱裝置的檔位，使加熱與鐓鍛工序節(jié)拍一致。

　　4 分析

　　(1)采用電熱裝置提高了能源利用率。如燃燒爐熱效率15%~25%，電阻加熱裝置熱效率65%~80%。

　　(2)基本消除了氧化脫碳的影響。燃燒爐氧化燒損率6%~7%，電加熱氧化燒損率比燃煤爐小0.15%。

　　(3)鐓鍛力大致相同。溫鐓、熱鐓是冷鐓鍛力的1/4~1/3。

　　(4)成型件變形充分，表面光潔，無(wú)氧化脫碳。

　　生產(chǎn)實(shí)踐證明，溫鐓工藝不僅能保證制作的加工質(zhì)量，又能做到普材優(yōu)用，減少了冷鐓時(shí)精選材料的困難，成品率高，模具壽命延長(zhǎng)。目前，正在進(jìn)行不銹鋼溫鐓成型的研究，作為對(duì)冷鐓工藝的一個(gè)重要補(bǔ)充，溫鐓工得到廣泛地應(yīng)用，具有良好的前景。