冷鐓緊固件的廢品淺析

采用冷鐓工藝生產的緊固件，主要指螺栓。它們主要起著連接，緊固，定位以及密封的作用。在采用大批，流水方式生產的高強度螺栓在生產過程中一旦出現廢品，往往數量很多，影響很大。

　　對于各類廢品若能及時分析產生的原因，得出正確的結論，不但可以及時解決生產中的難題，而且可以防止類似的質量問題再發生。

1、冷拔開裂

　　冷拔是生產螺栓的第一道工序，即是將鋼材拔到預定的尺寸。在冷拔過程中常常會發生開裂。造成冷拔開裂的原因很多，其中由于原材料質量問題不再少數。

　　原材料中存在縮孔殘余，并且是存在有大量夾雜物的孔洞或裂紋，故生產出的螺栓必然是廢品。還由于偏析的緣故，通常原材料的中心部位含碳量偏高，這會惡化心部的強度和塑性，在冷拔過程中先產生橫向裂紋，在冷鐓成形時脆性增加產生開裂，可看到螺栓頭部處為裂口，向里呈裂紋。

　　另外，冷拔工藝及模具方面問題造成的開裂也時有發生。

　　①臨界變形值的影響

　　有時要將盤條拔到預定的尺寸，往往需要通過幾次拉拔，每次拉拔后應進行退火以消除拉拔時產生的加工硬化現象，若原材料變形程度處在臨界變形度范圍的超過 δ=23%，退火時引起晶粒急劇長大，使塑性大為降低，再進一步拉拔時就會發生斷裂，或在冷鐓時嚴重開裂。
　　
　　②材料表面增碳的影響

　　冷拔鋼材表面增碳現象是比較少見的，但在大量生產中也會出現。對35CrMo，40Cr鋼退火，如果爐中氣氛控制不當或者發生特殊情況時，會在原材料表面造成增碳，這使強度增加而塑性下降，導致冷拔時產生斷裂。
　　
　　③冷拔模具缺陷的影響

　　冷拔模具經過一定時期使用以后，在模具內壁會產生“粘屑”現象，如果不及時修模就會在冷拔過程中劃傷材料，嚴重者會由于局部壓力較大而造成材料表面形成一條連續的橫向裂紋。有時可看到表面有一層明顯的白色加工硬化區。

2、冷鐓開裂

　　螺栓在冷鐓過程中開裂是常見的破斷形式。造成冷鐓開裂的原因很多，除了原材料的因素以外，冷鐓工藝不當，原材料退火不良也是很重要的現象。冷鐓開裂的形態有以下幾種。
　　
　　①縱向開裂

　　這種開裂形式通常是由于原材料表面存在著發紋，而在冷鐓時便由于應力集中而開裂， 開裂的特點是裂口呈直線狀。凡是變形量大的螺栓，材料缺陷容易顯現。
　
　　②斜角開裂 

　　原材料在冷鐓成形時在頭部冷變形的最大位置呈S型或X型的裂口，也稱45°裂口。材料的塑性差或者縮桿變形量過大是造成這種裂紋的主要原因，對35CrMo，SCM435、40Cr而言，如果退火組織球化級別較差就容易產生這種形式的開裂。

　　③爆破型開裂

　　爆破型開裂是由于原材料存在嚴重的缺陷，如縮孔，翻皮，大塊夾渣，鋼材組織粗大時也會造成這種開裂。
　
　　④橫向開裂

　　冷鐓后產生橫向開裂的主要原因是冷鐓工藝調整不當，但是如果材料的硬度過低也會造成橫向開裂。頭部產生的橫向裂紋，裂口與中心線呈45°，一般在變形量最大的部位形成冷鐓裂紋。

3．冷鐓掉頭

　　冷鐓緊固件螺栓掉頭是經常發生的廢品事故，有時在冷鐓成形時產生，有時是在裝配時發生，有時則在使用過程中發生。造成螺栓掉頭的原因很多，如材料質量不佳，冷鐓工藝不當，熱處理工藝不當，電鍍過程中的氫脆。
　　 
　　①淬火時發生開裂

　　螺栓在淬火時往往由于材料淬透性能波動或工藝控制不當，會在螺栓頭部與桿部交界處或在螺栓尖角處產生淬火裂紋。

　　②冷鐓工藝不當發生的折迭裂紋造成斷裂

　　冷鐓工藝調整不當或材料過軟時，會造成冷鐓折迭裂紋，嚴重時會發生斷裂。觀察時發現螺栓頭部端口處有折迭裂紋，裂紋附近還有塑性變形及脫碳現象，在冷鐓時造成折迭，此后淬火時又有所擴展，以致造成裝配時稍一加力就掉頭。

4．螺栓頭部切邊開裂

　　螺栓經冷鐓成形后，在切邊過程中也會發生切邊開裂。用肉眼觀察裂紋多是呈明顯撕裂狀并拌有塑性變形，材料退火組織不良，夾雜物含量過多及切邊模不鋒利或間隙過大時，都會造成切邊開裂。

5．搓絲，滾絲工藝造成的缺陷

　　螺栓冷鐓成形后，通常采用搓絲或滾絲工藝加工螺紋，如果工藝不當或者由于材料質量問題，會在螺紋處產生細小的折迭裂紋，它的特點是形態與位置在每個螺紋上幾乎一致，有時會在滾絲中會發生碎裂。

6．螺栓的脫碳

　　10.9級或以上螺栓采用35CrMo，SCM435，42CrMo鋼制造，采用冷鐓成形時，原材料的脫碳層不但仍然存在，而且被擠壓到螺紋的頂部，造成螺紋強度的大幅降低，使用時發生脫扣現象，使螺栓失去緊固的作用。

　　脫碳的材料成品絲表面呈網狀的麻點，不僅影響螺栓的外觀，而且在裝配時，在達到規定的扭矩以前就會脫扣發生早期失效，造成嚴重的事故。

7．結束語

　　提高高強度螺栓質量是全體緊固件同仁的首要任務，影響冷鐓螺栓性能和壽命的因素很多，這需要全體的共同努力，其中在生產制造過程中就是一個重要環節。以上列舉一些廢品現象，以期對同行有所裨益。