導(dǎo)語(yǔ)：螺栓選材及產(chǎn)品加工工藝研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著我國(guó)對(duì)機(jī)械化生產(chǎn)的大力推進(jìn)，對(duì)機(jī)械化中的各個(gè)零件也提出了全新的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，引發(fā)了行業(yè)內(nèi)的深入討論。而高強(qiáng)度螺栓因?yàn)槠鋸?qiáng)度高，塑性優(yōu)良等天然優(yōu)勢(shì)，引起了越來(lái)越多人的廣泛關(guān)注。本文作者根據(jù)研究高強(qiáng)度螺栓多年的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高強(qiáng)度螺栓的選材及其產(chǎn)品加工工藝展開了深入的研究和探討，并給出了高強(qiáng)度螺栓發(fā)展趨勢(shì)的前景展望，希望能對(duì)高強(qiáng)度螺栓的優(yōu)化和改良起到一定的啟發(fā)作用。

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)度螺栓；選材；加工工藝

在機(jī)械制造行業(yè)中，需要應(yīng)用到大量的螺栓類零件，螺栓類零件又根據(jù)其基礎(chǔ)性質(zhì)和性能的不同，分成了相應(yīng)的10個(gè)品級(jí)，其中性能等級(jí)大于8.8級(jí)的螺栓零件我們稱之為高強(qiáng)度螺栓。高強(qiáng)度螺栓擁有更高的強(qiáng)度和表面的硬度，能夠在金屬冶煉以及機(jī)械制造行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，我們應(yīng)該充分研究高強(qiáng)度螺栓的選材以及加工工藝，從而保證高強(qiáng)度螺栓能夠滿足相關(guān)行業(yè)的使用需求，進(jìn)而使各個(gè)行業(yè)的產(chǎn)品能夠進(jìn)行有效的質(zhì)量保證，提高產(chǎn)品的安全性和實(shí)用性，進(jìn)而提升相關(guān)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1高強(qiáng)度螺栓的材料選擇分析

高強(qiáng)度螺栓的材料選擇應(yīng)該充分結(jié)合其實(shí)際的應(yīng)用方案進(jìn)行選擇。高強(qiáng)度螺栓的材料選擇可能影響到使用時(shí)的螺栓壽命與加工方法，所以在選擇材料時(shí)一定要非常謹(jǐn)慎，接下來(lái)提供幾種高強(qiáng)度螺栓的常用選材進(jìn)行相應(yīng)的選材研究分析。當(dāng)前在高強(qiáng)度螺栓材料選材時(shí)，比較傾向于優(yōu)質(zhì)的不銹鋼以及優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼和高溫合金鋼。其中優(yōu)質(zhì)不銹鋼也就是304不銹鋼，密度為7.93g/cm3，業(yè)內(nèi)也稱為18/8不銹鋼，耐高溫性為800度，具有良好的加工性能，并且強(qiáng)度和韌性較高。目前常見的標(biāo)示方法有00Cr19Ni10，SUS304，前者表示國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，后者表示日標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。高溫合金是指以鐵鎳鈷為基礎(chǔ)元件，能夠在600℃以上的高溫及高強(qiáng)度應(yīng)力下長(zhǎng)期工作的一類金屬鋼材，它有非常高的高溫強(qiáng)度，有著良好的抗氧化性能和抗腐蝕性，有著良好的抗疲勞性能和斷裂韌性，高溫合金的合金化程度較高，所以也被成為超合金，高溫合金在高強(qiáng)度螺栓的加工中有著廣泛應(yīng)用。微合金化鋼即是在高強(qiáng)度螺栓用的鋼材中加入一些元素來(lái)改變鋼材的性能，來(lái)提高其材料的性能以及穩(wěn)定程度，每一種元素都有其本身的作用。鋼在使用時(shí)要根據(jù)元素的和含量的不同進(jìn)行生產(chǎn)工藝的調(diào)整。當(dāng)前廣泛使用的ML35鋼在螺栓的生產(chǎn)中還存在著一些問題，容易造成淬裂以及變形的現(xiàn)象，所以用CH35ACR冷鐓鋼與ML35鋼進(jìn)行替換，CH35鋼更適合較大尺寸規(guī)格的螺栓制造，與ML35鋼相比較，Si和Mn的含量各有不同，前者提升了Cr的添加，減少了P、S的含量，提升了鋼材的抗回火性能，提升了元件加工后的剛度。我國(guó)合金化鋼技術(shù)也得到了一定的發(fā)展，在鋼材中加入小于百分之0.1的碳化物元素，比如Ti、V、以及Cr[1]。一般情況下中碳結(jié)構(gòu)鋼在經(jīng)過相應(yīng)的熱處理后，強(qiáng)度與塑形會(huì)進(jìn)行相互之間的消長(zhǎng)，而高強(qiáng)度螺栓更需要強(qiáng)度與韌性的有機(jī)結(jié)合。而在低碳結(jié)構(gòu)鋼淬火后的研究中，發(fā)現(xiàn)其低碳馬氏體擁有較高的強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，還擁有良好的韌性以及塑形，所以研究低碳馬氏體結(jié)構(gòu)鋼對(duì)高強(qiáng)度螺栓的開發(fā)有著重要的意義。15Mn-V-B低碳馬氏體鋼能夠生產(chǎn)8.8-10.9級(jí)的螺栓，而20Mn-V-B低碳馬氏體鋼的螺栓強(qiáng)度性能比40Cr螺栓提高了35％，承載能力提升了45％到70％，能夠有效的應(yīng)用在機(jī)械制造業(yè)的重要螺栓結(jié)構(gòu)中，比如連桿螺栓、缸蓋螺栓以及半軸螺栓，能夠極大程度的提升螺栓的成品率，保證了螺栓結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及支護(hù)作用，減少了機(jī)械構(gòu)造內(nèi)部存在的安全隱患，創(chuàng)造了良好的社會(huì)價(jià)值[2]。

2高強(qiáng)度螺栓的加工工藝分析

高強(qiáng)度螺栓是一種重要的標(biāo)準(zhǔn)件，它擁有多種種類和形狀設(shè)計(jì)，也擁有多種外部尺寸設(shè)計(jì)，然而其主要構(gòu)造和整體外形設(shè)計(jì)是存在一定的相似度的。我們根據(jù)高強(qiáng)度螺旋的相似度將螺栓分為螺栓頭部、螺栓桿部以及螺紋部分。高強(qiáng)度螺栓在加工時(shí)，一般不需要特制的專用作業(yè)機(jī)床，在普通的加工機(jī)械上即可完成。螺栓加工工藝也根據(jù)其外形構(gòu)造而分成三部分，分別是螺栓頭部加工、螺栓桿部加工以及螺紋加工，三個(gè)部分的加工工藝存在著一定的關(guān)聯(lián)性。高強(qiáng)度螺栓頭部的主要加工工藝為選用冷拉方鋼的形式進(jìn)行螺栓毛坯的處理，六角頭的螺栓選用冷拉六角鋼的工藝。螺栓的頭部應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)的具體需求來(lái)選擇相應(yīng)的工藝，如果要求螺栓頭部的精準(zhǔn)度，則應(yīng)該使用鍛件毛坯，同時(shí)要進(jìn)行預(yù)加工量的整體留存，一般情況下長(zhǎng)度方向要留存4毫米左右的預(yù)留量，頭部?jī)?nèi)端面預(yù)留1.5毫米的余量。高強(qiáng)度螺栓在加工時(shí)為了保證其足夠的抗拉強(qiáng)度，一般會(huì)在內(nèi)端面處要求倒角，倒角數(shù)值為Rt±0.2。螺栓的頭部應(yīng)該采取鐓制成型的加工工藝，一般工藝流程為下料-鐓鍛-酸洗-切邊-勒光六方S面。高強(qiáng)度螺栓桿部要求能夠起到有效的導(dǎo)向能力作用，使其能夠與螺栓頭部的接觸產(chǎn)生圓角，以避免高強(qiáng)度作業(yè)時(shí)該部位發(fā)生斷裂，另外加工時(shí)應(yīng)該注意工藝不能對(duì)桿部上部造成裂紋。桿部的加工工藝應(yīng)該考慮到螺栓桿部的粗細(xì)度，細(xì)長(zhǎng)的桿部應(yīng)該預(yù)留1.5毫米左右的余量，同時(shí)要盡量防止熱處理時(shí)產(chǎn)生較大變形，硬度方面一般螺栓桿部要求在HRC32左右。鍛件表面的缺陷度應(yīng)該不大于0.3毫米，且鍛件應(yīng)該采取正火處理，以使其能夠適應(yīng)后續(xù)的加工作業(yè)。桿部加工的核心工藝在于桿外圓的加工，一般采取車削與磨削結(jié)合的加工形式進(jìn)行加工，能夠有效保證螺栓桿部尺寸符合工藝需求，應(yīng)該使用大切深與大進(jìn)給量結(jié)合的形式來(lái)進(jìn)行作業(yè)，同時(shí)要有效降低切削速度；如果對(duì)螺栓桿部有明確的尺寸精度要求，應(yīng)該在雙邊預(yù)留0.3毫米左右的余量[3]。螺栓螺紋部位是高強(qiáng)度螺栓的核心部位，在加工工藝中要注意螺距以及牙型半角的設(shè)計(jì)，保證螺紋與其他配件的配合精度，也要注意其生產(chǎn)的效率。高強(qiáng)度螺栓螺紋一般采用滾壓式加工工藝進(jìn)行加工，能夠有效的保證螺紋的生產(chǎn)率。將材料重新組合以形成需要的形狀，滾壓操作后，工件毛坯會(huì)相對(duì)而增長(zhǎng)。螺紋的滾壓成功很大程度上與要形成的形狀有關(guān)，如果螺栓頭部有相應(yīng)垂直要求的螺栓，其螺紋要以砂輪打磨的形式進(jìn)行精確修整。滾壓加工工藝能夠有效的節(jié)省百分之16以上的原材料，螺紋下端需要預(yù)留一定的退刀距離，大約在2至3毫米。對(duì)于有抗疲勞要求的螺栓，應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格的熱處理，并采用調(diào)質(zhì)滾絲加工工藝，控制滾絲輪的制造工藝，從而保證螺紋牙底的圓滑，防止螺紋內(nèi)部產(chǎn)生折疊，并對(duì)頭下圓角進(jìn)行滾壓強(qiáng)化，從而防止產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中。

3高強(qiáng)度螺栓產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)

隨著機(jī)械行業(yè)的多元化發(fā)展，對(duì)機(jī)械內(nèi)部的緊固件也提出了愈加嚴(yán)苛的要求。車輛的緊固件要滿足高性能化和輕型化設(shè)計(jì)，這不僅提升了零件制造的成本，而且也增加了機(jī)器的整體造價(jià)，目前只有通過高強(qiáng)度螺栓產(chǎn)品的應(yīng)用才能有效滿足機(jī)械行業(yè)緊固件的要求。在未來(lái)的發(fā)展歷程中，高強(qiáng)度螺栓產(chǎn)品必將廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)中，其足夠的力學(xué)強(qiáng)度與較高的韌性與塑形都會(huì)提升機(jī)械行業(yè)與機(jī)械加工的品質(zhì)，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展與變革，高強(qiáng)度螺栓會(huì)隨著機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展不斷優(yōu)化自身產(chǎn)品屬性，從而為相關(guān)行業(yè)提供更符合需求的高品質(zhì)螺栓[4]。

4結(jié)束語(yǔ)

高強(qiáng)度螺栓能夠?yàn)橄嚓P(guān)行業(yè)提供高強(qiáng)度以及高韌性的螺栓結(jié)構(gòu)，從而減少相關(guān)行業(yè)的成本負(fù)擔(dān)，提高各個(gè)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。本文以高強(qiáng)度螺栓的選材作為切入點(diǎn)，深入探討了高強(qiáng)度螺栓應(yīng)用的幾種材料，并對(duì)螺栓的頭部、桿部以及螺紋三種位置的加工工藝進(jìn)行了分別論述，從而促進(jìn)高強(qiáng)度螺栓的改良與優(yōu)化，提升其強(qiáng)度、韌性以及塑性，加強(qiáng)其在機(jī)械行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，從而促進(jìn)相關(guān)行業(yè)實(shí)現(xiàn)其本身的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙宏敏，解延鵬，丁寧杰，張建周.高強(qiáng)度螺栓加工新工藝[J].機(jī)械工程師，2015（10）：45-46.

[2]肖九梅.緊固件的金屬電鍍工藝及其質(zhì)量控制[J].2012，42-14.

[3]王榮濱.高強(qiáng)度螺栓選材與熱處理工藝研究[J].熱處理，2015（1）：23-26.

[4]馮琴.輪轂車輪高強(qiáng)度螺栓選材[J].金屬制品，2016（1）：53-56.

作者:孫定彬 單位:貴州航太精密制造有限公司