高強(qiáng)度等級(jí)螺絲(如8.8級(jí)及以上,常見(jiàn)有10.9級(jí)、12.9級(jí)等)制造工藝較為復(fù)雜,主要包括以下方面:
原材料準(zhǔn)備
選材:通常選用中碳鋼(如35鋼、45鋼)或合金鋼(如40Cr、35CrMo、SCM435等)作為原材料。例如12.9級(jí)螺絲多采用SCM435合金鋼,這些鋼材本身具有較好的強(qiáng)度和韌性基礎(chǔ)。
質(zhì)量把控:嚴(yán)格控制鋼材的化學(xué)成分和力學(xué)性能,確保其符合相應(yīng)強(qiáng)度等級(jí)螺絲的制造要求。對(duì)鋼材的純凈度也有較高要求,減少有害雜質(zhì)(如硫、磷等)含量,以避免降低螺絲的性能。
成型加工
冷鐓成型:對(duì)于尺寸較小的高強(qiáng)度螺絲,常采用冷鐓工藝。通過(guò)冷鐓機(jī)在常溫下對(duì)線材施加壓力,使其在模具中成型,可一次性完成頭部成型和部分螺紋的初步加工。該工藝生產(chǎn)效率高,能改善金屬的組織結(jié)構(gòu),提高螺絲的強(qiáng)度和表面質(zhì)量,且材料利用率高。
熱鐓成型:當(dāng)螺絲尺寸較大或形狀復(fù)雜時(shí),多采用熱鐓工藝。先將鋼材加熱到一定溫度,使其塑性增加,再在模具中鐓鍛成型。熱鐓可以加工較大規(guī)格的螺絲,但成型后可能需要進(jìn)行后續(xù)的熱處理來(lái)細(xì)化晶粒和改善性能。
熱處理
淬火:將成型后的螺絲加熱到臨界溫度以上,保溫一定時(shí)間后迅速冷卻,使鋼材內(nèi)部組織發(fā)生轉(zhuǎn)變,形成馬氏體等高強(qiáng)度組織,從而提高螺絲的硬度和強(qiáng)度。例如40Cr鋼制作的螺絲,淬火溫度一般在850 - 860℃ 。
回火:淬火后的螺絲硬度高但脆性大,通過(guò)回火處理可以消除內(nèi)應(yīng)力,調(diào)整硬度和韌性的平衡。根據(jù)回火溫度不同,可分為低溫回火(150 - 250℃)、中溫回火(350 - 500℃)和高溫回火(500 - 650℃)。高強(qiáng)度螺絲通常采用高溫回火,以獲得良好的綜合力學(xué)性能。
螺紋加工
滾絲加工:這是一種常用的螺紋加工方法,通過(guò)滾絲機(jī)上的滾絲輪對(duì)螺絲坯料表面進(jìn)行擠壓,使材料塑性變形形成螺紋。滾絲加工的螺紋表面質(zhì)量好,強(qiáng)度高,且加工效率較高。
搓絲加工:利用搓絲板對(duì)螺絲坯料進(jìn)行搓壓,使其表面形成螺紋。搓絲工藝適用于大批量生產(chǎn),能獲得精度較高的螺紋。
表面處理
鍍鋅:包括電鍍鋅和熱浸鍍鋅。電鍍鋅可在螺絲表面形成一層均勻的鋅層,起到防腐作用,一般用于室內(nèi)環(huán)境或?qū)Ψ栏蟛惶叩膱?chǎng)合;熱浸鍍鋅的鋅層較厚,防腐性能更好,適用于戶外或腐蝕性較強(qiáng)的環(huán)境,如鋼結(jié)構(gòu)工程中的高強(qiáng)度螺絲。
鍍鎳:鍍鎳能提高螺絲的美觀度和防腐性能,同時(shí)在某些特殊環(huán)境中(如電子設(shè)備中)還能起到一定的電磁屏蔽作用。
達(dá)克羅處理:這是一種新型的表面處理技術(shù),通過(guò)將螺絲浸入含有鋅、鋁等元素的涂覆液中,經(jīng)過(guò)固化形成一層致密的保護(hù)膜,具有優(yōu)異的耐腐蝕性、耐高溫性和無(wú)氫脆等優(yōu)點(diǎn),常用于汽車、航空航天等領(lǐng)域的高強(qiáng)度螺絲。