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五金售后:自攻螺钉用钢的质量分析

发布日期:2020-11-05 来源: 浏览次数:

导读

自攻螺钉是一种轻结构紧固件,能在一定的压力和转速下,迅速钻入一定厚度的纤维板或普通低碳钢板。为了实现上述特点,第一,自攻螺钉要采用冷镦成型工艺,以提高产品的强度、弹性极限和韧性;第二,自攻螺钉的头要尖,比如十字槽双线快牙墙板螺钉头部尖角为25°~28°;第三,自攻螺钉对表面硬度、渗碳层深度、芯部硬度及扭力矩都有严格要求。

自攻螺钉是一种轻结构紧固件,能在一定的压力和转速下,迅速钻入一定厚度的纤维板或普通低碳钢板。为了实现上述特点,第一,自攻螺钉要采用冷镦成型工艺,以提高产品的强度、弹性极限和韧性;第二,自攻螺钉的头要尖,比如十字槽双线快牙墙板螺钉头部尖角为25°~28°;第三,自攻螺钉对表面硬度、渗碳层深度、芯部硬度及扭力矩都有严格要求。

五金售后:自攻螺钉用钢的质量分析

SWRCH22A是一种典型的自攻螺钉专用钢种。为满足其制作工艺的特殊要求,对盘条质量提出以下要求:①良好的冷镦性能,1/2冷镦合格率100%,1/3冷镦合格率>95%;②搓尖性能好,搓尖合格率>95%;③拉拔性能好,线材压缩率>70%④满足渗碳淬火处理的盘条晶粒尺寸。

自攻钉加工工艺与原料质量

自攻螺钉的生产大致分为制坯、冷镦成型、搓丝和成品螺钉渗碳淬火处理等四个工序。分别对盘条性能与各工序生产及产品质量间关系进行分析。

1制坯工序

通常采用工艺为:∮6.5mm盘条→机械剥壳→冷拔(四~六道)→∮3.65~2.35mm钢丝→热处理(700℃~720℃/4~5.5h)→罐冷→出罐→精拔∮3.55~2.25mm钢丝。粗拉拔减面率70~85%,精拉拔减面率10%。

影响该工序生产的主要问题是原材料的冷拔断裂、钢丝硬化速率快、拉丝模消耗大。冷拔断裂主要是氧化物夹杂的大量存在所致,图1为大颗粒Al2O3引起断裂的典型断口形貌;此外钢材表面缺陷(折叠、微裂)也是引起断裂的重要原因。

含有较多氧化物夹杂的原材料,在冷拔过程中.由于氧化物的相对变形率较小.所以基体与氧化物不会同时变形.这样在拉应力的作用下必然会以“脱开“的方式而形成微裂,随着内应力在微裂处的高度集中,引起微裂的扩展聚合,最后导致断裂。

此外原材料随着冷拔减面率的增大,硬化严重对断裂的敏感性增大。钢丝硬化速率快与钢中Si含量有关随硅的增加,钢的σb、HB的增大与δ、ψ的下降十分显著。

为满足自攻钉制坯工序大减面率拔丝工艺的要求,必须严格控制控制Als/Alt>0.95,减少大颗粒Al2O3夹杂的数量,同时尽量将Si含量降低到0.04%以下。

2冷镦成型工序

该工序出现的废品为螺钉帽裂。从镦裂形态分析,导致开裂的原因应有以下几个方面。

1)盘条表面质量

这是影响自攻钉冷镦成型的最直观的因素。盘条表面局部存在的裂纹、折叠等缺陷造成分布不均的帽裂废品。丝径偏大的产品镦裂比例大于小螺钉。

2)夹杂物的影响

由于拉拔减面率极大,原盘条内部夹杂移至近表面,导致螺钉呈“炸裂“形态。

3)钢丝球化效果的影响

按紧固件行业标准,自攻钉生产要求钢丝球化处理后球化级别达到4级以上,由于一些自攻钉生产厂采用土炉进行退火,炉温控制波动范围大,未达到球化效果,钢丝塑性差,冷镦时螺帽亦呈45度剪裂。


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