冷镦工艺中不锈钢材料选用的基本要求
冷镦是在常温下利用金属塑性成形的。冷镦性能是冷镦钢的重要性能之一。其性能主要体现是具有良好的冷成形性;对于变形要具有尽可能小的阻力和可能高的变形能力。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%,符合清洁生产、节约资源型企业大生产,而且产品尺寸精度高,表面光洁度好,生产效率高,是重点推广的先进机加工工艺。因此,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。
与紧固件行业建立合作关系的以宝钢、马钢、邢钢、湘钢、杭钢为主的钢厂,已经形成了我国冷镦用线材的产业群。产品的品种由低碳、超低碳、中碳(调质),低合金合金钢和表面渗碳硬化用钢几个大类,规格由5.5~42mm,几乎覆盖了紧固件用钢全部需求。
国内冷镦钢线材、盘条的开发尽管起步较晚,但发展很快,尤其进入20世纪80年代中期以后,高速线材生产线、盘条连轧生产线的纷纷投产,为冷镦钢线材、盘条的生产提供了装备上的保证。2005年末冷镦线材的生产能力达600万吨/年(约占线材总量的10—12%)。
常用的牌号为302、303、304、305四个牌号,即所谓的"18-8"型奥氏体不锈钢这四个牌号。不论是抗腐蚀性,还是其机械性能都相类似。选用的出发点是紧固件的生产工艺方法,而方法又取决于紧固件的尺寸和形状,同时还取决于生产的数量。
302型用于采用机械加工的螺钉和自攻螺栓。
303型为了改善切削加工性能,303型不锈钢中添加有少量的硫,用于采用棒料加工螺母。
304型适用于采用热镦工艺加工紧固件时,例如较长规格的螺栓,大直径的螺栓,它们均可能超出了冷镦工艺的范围。
305型适用于采用冷镦工艺加工紧固件时,例如冷成形螺母、六角螺栓。
309型和310型,它们的含Cr量和含Ni量都比18-8型不锈钢高,适用于高温下工作的紧固件。
316和317型,它们均含有合金元素Mo,因此它们的高温强度和耐蚀性能均比18-8型不锈钢高。
321型和347型,321型含有较稳定合金元素Ti,347型含有Nb,从而提高了材料的抗晶间腐蚀性能。适用于焊后不退火或在420~1013℃服役的紧固件。
铁素体型不锈钢
430型普通铬钢,它的耐腐蚀性能和耐热性能比410型好,有磁性,但它不能够热处理强化,适用于对而耐腐蚀和耐热性能稍高的、强度要求一般的不锈钢紧固件。
马氏体不锈钢
410型和416型可以热处理强化,硬度在35~45HRC,机加工性能良好,用于一般用途的耐热耐腐蚀紧固件。416型含硫量稍高,是易切削不锈钢。
420型,含硫量?R0.15%,机械性能提高,可以热处理强化,较大硬度值53~58HRC,用于要求较高强度的紧固件。
沉淀硬化不锈钢
17-4PH,PH15-7Mo,它们可以得到比通常的18-8型不锈钢更高的强度,因而被用于高强度、耐腐蚀不锈钢紧固件。
A-286,一种非标准不锈钢,比常用的18-8型不锈钢有更高的耐腐蚀性能,以及在温度增高时仍具有良好的机械性能。用做高强度、耐热、耐腐蚀紧固件,可使用到650~700℃。
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