冷镦钢知识 　冷镦钢成型用钢,冷镦是在室温下采用一次或多次冲击加载,广泛用于生产螺钉,销订,螺母等标准件.冷镦工艺可节省原料,降成本,而且通过冷作硬化提高工作的抗拉强度,改善性能,冷镦用钢必须其有良好的冷顶锻性能,钢中S和P等杂质含量减少,对刚才的表面质量要求严格,经常采用优质碳钢,若钢的含碳钢大于0.25%,应进行球化退火热处理,以改善钢的冷镦性能. 　　力学性能要求 　　1． 屈服强度σs及变形抗力尺可能的小，这样可使单位变形力相应减小，以延长模具寿命。 　　2． 钢材的冷变形性能要好，即材料应有较好的塑性，较低的硬度，能在较大的变形程度下不致引起产品开裂。 　　3． 钢材的加工硬化敏感性可能的低，这样不致使冷镦变形过程中的变形力太大。 　　二、化学成份要求 　　1． 碳（C） 碳是影响钢材冷塑性变形的最主要元素。含碳量越高，钢的强度越高，而塑性越低。实践证明，含碳量每提高0.1%，其屈服强度σs约提高27.4Mpa；抗拉强度σb提高58.8~78.4Mpa；而伸长率δ则降低4.3%，断面收缩率ψ降低7.3%。由此可见，钢中含碳量对于钢材的冷塑性变形性能的影响是很大的。在生产实际中，冷镦，冷挤用钢的含碳量大于0.25%时，要求钢材在拉拔前要进行球化退火。对于变形程度为65%~80%的冷镦件，不经过中间退火而进行三次镦锻变形时，其含碳量不应超过0.4%。 　　2． 锰（Mn） 锰在钢的冶炼中与氧化铁作用（Mn+FeO→MnO+Fe）,主要是为钢脱氧而加入。锰在钢中硫化铁作用（Mn+FeS→MnS+Fe）,能减少硫对钢的有害作用。所形成的硫化锰，可改善钢的切削性能。锰使钢的抗拉强度σb和屈服强度σs有所提高，塑性有所降低，对于钢的冷塑性变形是不利的。但是锰对变形力的影响仅为碳的1/4左右。所以，除特殊要求外，碳钢的含锰量，不宜超过0.9%。 　　3． 硅（Si） 硅是钢在冶炼时脱氧剂的残余物。当钢中含硅量增加0.1%时，抗拉强度σb提高13.7Mpa。经验表明，含硅量超过0.17%且含碳量较高时，对钢材的塑性降低有很大的影响。在钢中适当增加硅的含量，对钢材的综合力学性能，特别是弹性极限有利，还可增加钢的耐蚀性。但是钢中含硅量超过0.15%时，使钢急剧形成非金属夹杂物。高硅钢即使退火，也不会软化，降低钢的冷塑性变形性能。因此，除了产品有高强度性能要求外，冷镦钢总是尽量要求减少硅的含量。 　　4． 硫（S） 硫是有害杂质。钢中的硫在冷镦时会使金属的结晶颗粒彼此分离引起裂纹，硫的存在还促使钢产生热脆和生锈，因此，含硫量应小于0.055%。优质钢应小于0.04%，由于硫、磷和锰的化合物能改善切削性能、冷镦螺母用钢的含硫量可放宽到0.08~0.12%，以有利于攻螺纹。但一般没有专为螺母顺利攻螺纹而冶炼的高硫钢材供应。 　　5． 磷（P） 磷的固容强化及加工硬化作用极强，在钢中偏析严重，增加了钢的冷脆性，使钢容易受酸的侵蚀，钢中的磷还会恶化冷塑性变形能力，在拉拔时会使线材断裂，冷镦时使产品开裂，钢中的磷含量应控制在0.045%以下。 　　6． 其它合金元素 碳钢中其它合金元素，如铬（Cr），钼（Mo），镍（Ni），等，都作为杂质存在，对钢的影响远不及碳那样大，含量也极其微小。 　　用途 　　用冷镦加工方法制造紧固件、连接件(如螺栓、螺母、螺钉、铆钉等)用的钢称为冷镦钢，俗称铆螺钢。 　　通常使用的有调质型合金钢、低温回火型合金结构钢、低碳低合金高强度钢、铁素体-马氏体双相钢等。 　　冷镦是在常温下利用金属塑性成形的。采用冷镦工艺制造紧固件，不但效率高、质量好，而且用料省、成本低。但是冷镦工艺对原材料的质量要求较高。 　　冷镦性能是冷镦钢的重要性能之一。冷镦钢应具备的主要性能是，具有良好的冷成形性；对于冷镦钢变形要具有尽可能小的阻力和可能高的变形能力。为此，一般要求冷镦钢的屈强比为0.5~0.65，断面收缩率大于50%。此外，为避免在冷镦时表面开裂，要求钢材表面质量良好，同时钢材的表面脱碳要尽可能小。 　　标准规定钢材应进行冷顶试验。要求试样冷顶锻后冷顶锻前高度之比为高级；1/4；较高及；1/3；普通级；1/2。一般标准规定为1/2。 　　冷镦钢因冷成型性能良好，在机械加工行业用冷拔代替热轧材冷切削机加工，这种工艺的优点是在节约大量工时的同时，金属消耗可以降低10%~30%，而且产品尺寸精度高，表面光洁度好，生产率高，是近年来兴起的较先进的机加工工艺。 　　详细资料 　　冷镦钢盘条一般为低、中碳优质碳素结构钢和优质合金结构钢，用来冷镦成型制造各种机械标准件和紧固件。因冷镦工艺要求该钢具有高的洁净度，控制钢中的Si、Al的含量，采用控制轧制和控制冷却工艺，避免出现马氏体、贝氏体和魏氏体组织，使钢材具有细晶和碳化物球化组织，以提高钢材的塑性和冷顶锻性能。介绍了国内外冷镦钢的开发和生产情况，化学成分对冷镦性能的影响，冷镦钢的生产工艺特长。 　　冷镦钢盘条的钢种一般为低、中碳优质碳素结构钢和合金结构钢。冷镦钢产品主要用于汽车、造船、设备制造、电子、家电、自行车、工具、轻钢结构、建筑等行业。 　　冷镦钢因冷成型性能良好，在机械加工行业用冷拔代替热轧材冷切削机加工，这种工艺的优点是在节约大量工时的同时，金属消耗可以降低10%~30%，而且产品尺寸精度高，表面光洁度好，生产率高，是近年来兴起的较先进的机加工工艺。 　　我国马钢和湘钢从20世纪80年代开始开发冷镦钢。据中国冶金报刊有关冷镦钢数据资料表明，冷镦钢市场2003年全国紧固件需求量达到300万吨，2005年需求量预测将增至500万吨，其中汽车用螺栓等中高档冷镦钢丝紧固件超过100万吨。目前，华南一带的冷镦钢市场已经饱和，华东地区尚有10~20万吨的市场空间。一汽全年用钢材约100万吨，其中冷镦钢占7.7%。我国汽车工业用钢材品种构成中冷镦钢占7%~12%。

武钢榜首炼钢厂(以下简称一炼钢)2005年冷镦钢产量近5万t，典型钢种有SWRM6、SWRM8、SWRM10等。浇铸该类钢种时，铸坯表面振痕深度达0.5～0.7mm，一起在振痕谷底处常伴有肉眼可见微裂纹。这些表面缺点严重影响了铸坯的质量，影响了冷镦钢的后续加工功能。现在对冷镦钢连铸时铸坯表面振痕问题的研讨很少，尤其是碳含量较低的SWRM6、SWRM8等钢种。因而有必要结合一炼钢的实践出产工艺条件，找呈现在冷镦钢连铸时构成铸坯表面振痕缺点的首要原因，进步铸坯的表面质量。 1方坯表面振痕描摹及构成机理　　一炼钢出产的SWRM8方坯表面振痕状况。坯样取自2号连铸机，浇注条件是：过热度3O℃，拉速1.6m／min，二冷选用强冷准则。可以看出，SwRM8方坯表面首要有以下缺点。(1)振痕。凹形深振痕，均匀深达0.5mm，且振痕曲折。(2)洼陷。接近角部区域呈现纵向洼陷，最深处达3.5～4.0mm，且洼陷部位有粘渣现象。经过对不同连铸条件下的铸坯表面振痕进行金相分析，最常见的振痕形状首要有两类：洼陷状振痕和带钩状振痕。　　为了改进铸坯表面质量，减小振痕深度，人们对维护渣存在状况下的连铸坯振痕构成的原因进行了深人详尽的研讨，在弯月面处，因为钢液的过热度及钢液对流的影响，弯月面处0.3s期间内构成的凝结坯壳或许表现为刚体，也或许表现为液体的性质，即具有流变性。因为结晶器的振荡，弯月面区域的维护渣中发生压力。在负滑移期间，结晶器向下振荡的速度大于拉坯速度时，弯月面会被维护渣道中构成的正压力面向钢液中，在正滑脱期间，当初始凝结坯壳强度不大，维护渣中构成的负压力和动摇钢液的惯性力将坯壳面向结晶器内壁，导致初始凝结坯壳曲折或堆叠，构成不带钩状的振痕。当初始凝结坯壳的厚度较大，强度高的时分，初始凝结坯壳不能面向结晶器内壁，因而钢液会掩盖在弯月面上，构成一种带钩状的振痕。2振痕缺点构成原因分析　　针对一炼钢出产的SWRM8方坯振痕状况，振荡参数不合理(振幅大、频率低)，负滑脱时振痕间长，维护渣理化功能不适宜等振痕曲折滑不良，摩擦阻力大使振痕沿拉坯方向曲折。2.1振痕构成的影响要素　　振痕距离和振痕深度是衡量振痕的重要参数。因而，考虑连铸坯振痕的影响要素时，应别离考虑这两个参数。一起，很多研讨标明，无论是低碳钢仍是中碳钢，当振痕距离增大时，振痕的深度随之增大。合理的操控振痕距离对操控振痕深度有重要作用。2.2振荡参数对振痕的影响　　连铸过程中铸坯的振痕都与结晶器的振荡参数密切相关，其振荡模式首要为正弦振荡。振痕构成机理及试验研讨均标明振痕是在负滑脱期间发生的，负滑脱时刻越长，振痕的深度就越大，因而操控负滑脱时刻的长短，可以有用地操控振痕的形状。3结晶器振荡参数的优化3.1现行振荡参数特色(1)跟着拉速的不断进步，负滑脱率在不断的下降；(2)拉速的不断进步，对负滑脱时刻的影响不大；(3)拉速的进步，使得结晶器导前显着增加。3.2结晶器振荡参数的断定　　在实践振荡过程中，断定适宜的结晶器振荡基本参数振幅和频率厂是取得高质量的铸坯的要害，断定上述参数的首要准则是以取得合理的工艺参数为条件，可以依据工艺要求调理振幅、频率得到。断定工艺参数的总准则是应尽量减小铸坯表面振痕深度及改进结晶器和坯壳之间的光滑，这便要求可以取得较小的负滑脱时刻，较大的正滑脱时刻，尽量小的正滑脱速度差，足够大的负滑脱量NSA以及恰当的负滑脱速度比率NS和负滑脱时刻比率NSR。3.3振荡参数优化计划及作用　　依据以上对结晶器振荡工艺参数与基本参数联系的分析，结合振痕构成机理可知：要削减振痕深度，就要减小负滑脱时刻，可经过减小振程或许进步振频，或许两个参数都恰当改动的方法来完成。4结语　　依据一炼钢的状况，提出了3种振荡参数优化计划，经过核算比较分析，再结合结晶器振荡参数断定准则，得最佳计划。计划在整个拉速范同内均满意条件，负滑脱时刻保持在0.10s左右，在作业拉速规模(1.2～1.8m／min)内，负滑脱率在28～30%之间，结晶器导前1.5～2.5mm，振痕距离8～11mm。除结晶器导前稍微偏小外，其他工艺参数均在最佳取值规模内，且负滑脱时刻较现行振荡参数状况下缩短约0.02S，能有用减小振痕深度。选用计划3后，经过5个浇次的取样分析，方坯表面振痕得到显着改进，均匀振痕深度为0.372mm。

据了解，我国内、外约有四万多品种、数百万种各种形式规格的紧固件，而它们的使用场合和环境更是千变万化。如：工业型材配件作为主机、部件的连接件，与主机一起承担着主体的基本性能、构件基本功能的各项要求，必须适应高温。高压。低温。震动。腐蚀、重载、交变应力、抗剪切抗扭转等各种场合。然而，紧固件失效引发事故的概率是非常高的，因此用于制造紧固件的材料必须事先有严格的选择。 　　国内不少紧固件企业由于产品质量问题接二连三地遭遇客户高额索赔。诚然，诸多的质量问题是因材料不合格引起的。如何正确选择紧固件用材料成为紧固件企业日益关注的课题之一。 　　对于我国紧固件用钢的现状和存在问题，中国机械通用零部件工业协会紧固件专业协会材料顾问沈工表示：“我国目前虽然是一个紧固件生产大国，也是世界上靠前产钢大国，但是紧固件用钢的开发生产发展起步较迟。冷镦钢的品种规格都比较少，不能满足目前紧固件生产的内需和出口的需求。冷镦钢的生产和市场流通中还大量借用JIS标准中G3506、G3507、G4105和美国ASTM中的许多钢种牌号”。