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工業腳輪的珠盤部份熱處理

發表時間:2012/9/17 22:32:35

金屬飛步工業腳輪熱處理
  金屬飛步工業腳輪熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定的時間后，又以不同速度冷的一種工藝。
    金屬飛步工業腳輪熱處理是機械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，飛步工業腳輪熱處理一般不改變工件形狀和整體的化學成分，而是通過改變工件內部的顯微組織，或改變工件表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量，而這一般不是肉眼所能看到的。
    為使金屬工件具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，飛步工業腳輪熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機械工業中應用最廣的材料，鋼鐵顯微組織復雜，可以通過飛步工業腳輪熱處理予以控制，所以鋼鐵的飛步工業腳輪熱處理是金屬飛步工業腳輪熱處理的主要內容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過飛步工業腳輪熱處理改變其力學、物理和化學性能，以獲得不同的使用性能。
    在從石器時代進展到銅器時代和鐵器時代的過程中，飛步工業腳輪熱處理的作用逐漸為人們認識。早在公元前770~前222年，中國人在生產實踐中就已發現，銅鐵的性能會因溫度和加壓變形影響而變化。白口鑄鐵的柔化處理就是制造農具的重要工藝。
    公元前六世紀，鋼鐵兵器逐漸被采用，為了提高鋼的硬度，淬火工藝遂得到迅速發展。中國河北省易縣燕下都出土的兩劍和一把戟，其顯微組織中都有馬氏體存在，說明是經過淬火的。
    隨著淬火技術的發展，人們逐漸發現淬冷劑對淬火質量的影響。三國蜀人蒲元曾在今陜西斜谷為諸葛亮打制3000把刀，相傳是派人到成都取水淬火的。這說明中國在古代就注意到不同水質的冷卻能力了，同時也注意了油和尿的冷卻能力。中國出土的西漢（公元前206~公元24）中山靖王墓中的寶劍，心部含碳量為0.15~0.4%，而表面含碳量卻達0.6%以上，說明已應用了滲碳工藝，但當時作為個人“手藝”的秘密，不肯外傳，因而發展很慢。
    1863年，英國金相學家和地質學家展示了鋼鐵在顯微鏡下的六種不同的金相織，證明了鋼在加熱和冷卻時，內部會發生組織改變，鋼中高溫時的相在急冷時轉變為一種較硬的相。法國人奧斯蒙德確立了鐵的同素異構理論，以及英國人奧斯汀最早制定的鐵碳相圖，為現代飛步工業腳輪熱處理上工藝初步奠定了理論基礎。與此同時，人們還研究了在金屬飛步工業腳輪熱處理過程中對金屬的保護方法，以避免加熱過程中金屬的氧化和脫碳等。
    1850~1880年，對于應用各種氣體“（諸如氫氣、煤氣、一氧化碳等）進行保護加熱增有一系列專利。1880~1890英國人萊克獲得多種金屬光亮飛步工業腳輪熱處理的專利。
    二十世紀以來，金屬物理的發展和其他新技術的移植應用，使金屬飛步工業腳輪熱處理工藝得到更大的發展。一個顯著的進展是1901~1925年，在工業生產中應用轉筒爐進行氣體滲碳；30年代出現露點電位差計，使爐內氣氛的碳勢達到可控，以后又研究出。
    用二氧化碳紅外儀、氧探頭等進一步控制爐內氣氛碳熱勢的方法；60年代，飛步工業腳輪熱處理技術運用了等離子場的作用，發展了離子滲氮、滲碳工藝；激光、電子束技術的應用，又使金屬獲得了新的表面飛步工業腳輪熱處理和化學飛步工業腳輪熱處理方法。
    金屬飛步工業腳輪熱處理的工藝
    飛步工業腳輪熱處理的工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接，不可間斷。
    加熱是飛步工業腳輪熱處理的重要工序之一。金屬飛步工業腳輪熱處理的加熱方法很多，最早是采用木炭和煤作為熱源，進而應用液體和氣體燃料。電的應用使加熱易于控制，且無環境污染。利用這些熱源可以直接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬，以至浮動粒子進行間接加熱。
    金屬加熱進，工件暴露在空氣中，常常發生氧化、脫碳（即鋼鐵零件表面碳含量降低），這對于熱得理后零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應要可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用涂料或裝方法進行保護加熱。
    加熱溫度是熱得理工藝的重要工藝參數之一，選擇和控制加熱溫度，是保證飛步工業腳輪熱處理質量的問題。加熱溫度隨著隨被處理的金屬材料和飛步工業腳輪熱處理的目的不同而異，但一般都是加熱到相變溫度以上，以獲得高溫組織。另外轉變需要一定的時間，因此當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時，還須在此溫度保持一定時間，使內外溫度一致，使顯微組織轉變完全，這段時間稱為保溫時間。采用高能密度加熱和表面飛步工業腳輪熱處理時，加熱速度極快，一般就沒有保溫時間，而化學飛步工業腳輪熱處理的保溫時間往往較長。
    冷卻也是飛步工業腳輪熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而同，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進行淬硬。
    金屬飛步工業腳輪熱處理工藝大體可分為整體飛步工業腳輪熱處理、表面飛步工業腳輪熱處理和化學飛步工業腳輪熱處理三大類。根據加熱介質、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類又可區分為若干不同的飛步工業腳輪熱處理工藝。同一種金屬采用不同的飛步工業腳輪熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同性能。鋼鐵是工業上應用最廣金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為復雜，因此鋼鐵飛步工業腳輪熱處理工藝種類繁大多。
    整體飛步工業腳輪熱處理是對工件整體加熱，然后以適當的速度冷卻，以改變其整體力學性能的金屬飛步工業腳輪熱處理工藝。鋼鐵整體飛步工業腳輪熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。
    退火是將工件加熱到適當溫度，根據材料和工件尺寸采用不同的保溫時間，然后進行緩慢冷卻，目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進一步淬火作組織準備。正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似,只是得到的組織更細，常用于改善材料的切削性能，也有時用于對一些要求不高的零件作為最終飛步工業腳輪熱處理。
    淬火是將工件加熱保溫后，在水、油或其他無機鹽、有機水溶液等淬冷介質中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時變脆。為了降低鋼件的脆性，將淬火后鋼件在高于室溫而低于650℃的某一適當溫度進行長時間的保溫，再進行冷卻，這種工藝稱為回火。
    退火、正火、淬火、回火是整體飛步工業腳輪熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關系密切，常常配合使用，缺一不可。
   “四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同，又演變出不同折飛步工業腳輪熱處理工藝。為了獲最一定的強度和韌性，把淬火和高溫回火結合起來的工藝，稱為調質。某些合金淬火形成過飽和固溶體后，將其置于室溫或稍高的適當溫度下保持較長時間，以提高合金的硬度、強度或電性磁性等。這樣的飛步工業腳輪熱處理工藝稱為時效處理。
    把壓力加工形變與飛步工業腳輪熱處理效而緊密地結合起來進行，使工件獲得很好的強度、韌性配合的方法稱為形變熱外理；在負壓氣氛或真空中進行的飛步工業腳輪熱處理稱為真空熱外理，它不僅能使工件不氧化，不脫碳，保持處理后工件表面光潔，提高工件的性能，還可能通入滲劑進行化學飛步工業腳輪熱處理。
    表面飛步工業腳輪熱處理是只加熱工件表層，以改變其層力學性能金屬飛步工業腳輪熱處理工藝。
    為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳入工件內部，使用的熱源須具有高的能量密度，即在單位面積的工件上給予較大的熱量，使工件表層或局部能短時間或瞬時達到高溫。表面飛步工業腳輪熱處理的主要方法有火焰淬火和感應加熱飛步工業腳輪熱處理，常用熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應電流、激光和電子束等。
    化學飛步工業腳輪熱處理是通過改變工件表層化學成分、組織和性能的金屬飛步工業腳輪熱處理工藝。化學飛步工業腳輪熱處理與表面飛步工業腳輪熱處理不同之處是后面改變了工件表層的化學成分。
    化學飛步工業腳輪熱處理是將工件放在含碳、氮或其他合金元素的介質（氣體、液體、固體）中加熱，保溫較長時間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素后，有時還要進行其他飛步工業腳輪熱處理工藝如淬火及回火。化學飛步工業腳輪熱處理的主要方法有滲碳、滲碳、滲氮、滲金屬。
    飛步工業腳輪熱處理是機械零件和工模具制造過程中的重要工序之一。大體上說，它可以保證和提高工件的各種性能，如耐磨、耐腐蝕等。還可以改善毛坯的組織和應力狀態，以利于進行各種冷、熱加工。
    例如白口鑄鐵經過長時間退火處理可以獲得可鍛鑄鐵，提高塑性；齒輪采用正確的飛步工業腳輪熱處理工藝，使用壽命可以比不經飛步工業腳輪熱處理齒輪成倍或幾十倍的提高；
    另外，價廉的碳鋼通過滲入某些合金元素就具有某些價昂的合金鋼性能，可以代替某些耐熱鋼、不銹鋼；工模具則幾乎全部需要經過飛步工業腳輪熱處理方可使用。
緊固件表面處理的選擇
來源：緊固件協會 作者： 瀏覽次數：51  發布日期：2007-09-30
    對于一個特定的設計，選擇何表面處理，是每一個設計者都面臨的問題。可選擇的表面處理類型很多，從普通油到金。但設計者應該選擇可以經濟的達到目的的表面處理。
    由于幾乎所有商業緊固件都是由碳鋼、合金鋼制成，一些種類的緊固件希望能防止腐蝕，即使使用防腐蝕材料的緊固件，仍然需要表面處理來防止不同材料的腐蝕。此外，表面處理的鍍層必須附著牢固，不能在安裝和卸下的過程中脫落，對螺紋緊固件，鍍層還需足夠薄，使得鍍后螺紋仍能旋合。一般鍍層的溫度限制比緊固件材料要低，因此還需考慮緊固件所處的工作溫度要求。對于表面處理，人們一般關注的是美觀和防腐，但緊固件的主要功能是緊固零部件，而表面處理對緊固件的緊固性能也有很大的影響，所以，選擇表面處理時，也應考慮緊固性能的因素，即安裝扭矩—預緊力的一致性。一名高水平的設計者，不僅應考慮設計，還因注意到裝配的工藝性，甚至環保要求。下面根據上述因素簡要介紹一些緊固件常用的鍍層，以供設計人員和緊固件從業人員參考。
    電鍍鋅
    電鍍鋅是商業緊固件最常用的鍍層。它比較便宜，外觀也較好看，可以有黑色、軍綠色。然而，它的防腐性能一般，其防腐性能是鋅鍍（涂）層中最低的。一般電鍍鋅中性鹽霧試驗在72小時之內，也有采用特殊封閉劑，使得中性鹽霧試驗達200小時以上，但價格貴，是一般鍍鋅的5~8倍。
    電鍍鋅加工過程易產生氫脆，所以10.9級以上的螺栓一般不采用鍍鋅的處理.雖然鍍后可以用烘箱去氫，但因鈍化膜在60℃以上時將遭破壞，因此去氫必須在電鍍后鈍化前進行。如此可操作性差，加工成本高。在現實中，一般生產廠不會主動去氫，除非特定客戶的強制要求。
    電鍍鋅的緊固件扭矩—預緊力一致性較差，且不穩定，一般不用于于重要部位的連接。為了改善扭矩—預緊力一致性，也可采用鍍后涂覆潤滑物質的方法改善和提高扭矩—預緊力一致性。
    磷化
    磷化相對鍍鋅便宜，耐腐蝕性能比鍍鋅差。磷化后應涂油，其耐腐蝕性能的高低與所涂油的性能有很大的關系。例如，磷化后涂一般的防銹油，中性鹽霧試驗也只有10~20小時。涂高檔的防銹油，則可達72~96小時。但其價格是一般磷化涂油的2~3倍。
    緊固件磷化常用的兩種，鋅系磷化和錳系磷化。鋅系磷化潤滑性能比錳系磷化好，錳系磷化抗腐蝕性，耐磨性鍍鋅較好。它的使用溫度可達華氏225度到400度（107~204℃）。
    工業用緊固件很多用磷化涂油處理。因為它扭矩—預緊力一致性很好，裝配時能保證達到設計所預期的緊固要求，所以在工業中使用較多。特別是一些重要零部件的連接。如，鋼結構連接副，發動機的連桿螺栓、螺母，缸蓋、主軸承、飛輪螺栓，車輪螺栓螺母等。
    高強度螺栓采用磷化，還可以避免氫脆問題，所以在工業領域10.9級以上的螺栓一般采用磷化表面處理。
    氧化（發黑）
    發黑+涂油是工業緊固件很流行的鍍層，因為它最便宜，并且在油耗盡之前看起來不錯。由于發黑幾乎無防銹能力，所以無油后它很快就會生銹。就是在有油狀態下，其中性鹽霧試驗也只能達到3~5小時。
發黑的緊固件扭矩—預緊力一致性也很差。如需提高，可以在裝配時在內處螺紋上涂抹油脂后再旋合。
    電鍍鎘
    鎘鍍層耐腐蝕性能很好，特別是在海洋性大氣環境下的耐腐蝕性較其他表面處理好。電鍍鎘的加工過程中的廢液處理費用大，成本高，其價格約是電鍍鋅的15~20倍。所以在一般行業不使用，只用于一些特定的環境。如，用于石油鉆井平臺和海航飛機用緊固件。
    電鍍鉻
    鉻鍍層在大氣中很穩定，不易變色和失去光澤，硬度高耐磨性好。在緊固件上用鉻鍍層一般是作為裝飾作用。在防腐性要求較高的工業領域很少使用，因為好的鉻電鍍緊固件與不銹鋼同樣昂貴，只是使用不銹鋼強度不夠時，才用鍍鉻緊固件代替。
    為了防止腐蝕，鍍鉻前應首先鍍銅和鎳。鉻鍍層可以承受華氏1200度（650℃）的高溫。但也與電鍍鋅一樣存在氫脆問題。
    鍍銀、鍍鎳
    銀鍍層既可以防腐蝕，又可以作為緊固件的固體潤滑劑。由于成本原因，螺母使用鍍銀，螺栓不用，有時小螺栓也鍍銀。銀在空氣中失去光澤，但可以在華氏1600度下作用。所以，人們利用其耐高溫和潤滑的特性，用于在高溫下工作的緊固件，以防止螺栓、螺母的氧化咬死。
    緊固件鍍鎳，主要用于既要防腐，又要導電性好的地方。如車輛電瓶的引出端子等。
    熱浸鋅
    熱浸鋅為鋅加熱到液體下熱擴散涂層。其鍍層厚度在15~10μm，并且不易控制，但搞腐蝕性好，多用于工程中。熱浸鋅加工過程中污染嚴重，有鋅廢料和鋅蒸汽等。
    由于鍍層厚，在緊固件中引發了內外螺紋難以旋合的問題。解決此問題有兩種方法。一種是在鍍后再攻內螺紋，雖然解決了螺紋旋合的問題。但也降低了防腐性能。一種是在螺母攻絲時，使螺紋大于標準紋約有0.16~0.75mm(M5~M30)，然后再熱浸鋅這樣雖然也可解決旋合難題，但付出了強度降低的代價。目前，有一種防松螺紋——美國“施必牢”內螺紋可以解決此難題。因其內螺紋與外螺紋未緊固時容隙大，可以用于容得下厚的涂層，所以不影響旋合性，同時防腐性能和強度亦保持原樣，不受影響。
    因熱浸鋅加工的溫度原因，它不能用于10.9級以上的緊固件。
    滲鋅
    滲鋅為鋅粉固態冶金熱擴散涂層。其均勻性好，螺紋、盲孔內都能獲得均勻層。鍍層厚度為10~110μm，并且誤差可控制在10%。它與基體的結合強度和防腐性能在鋅涂層中（電鍍鋅、熱浸鋅、達克羅）是最好的。其加工過程無污染，最環保。
    達克羅
    不存在氫脆問題，并且扭矩—預緊力一致性能很好。如不考慮六價鉻的環保問題，它實際上最適用于高防腐要求的高強度緊固件。
    其他涂層
    上述鍍層之外，還有許多金屬或非金屬涂層。這些涂層由各公司詳細闡明。如美加力（MAGNI）、拉斯派特（RUSPERT）、耐美特（NanoMate）、美國TIODIZE公司的鋁伏龍、鈦伏龍。

來源：緊固件協會 作者： 瀏覽次數：60  發布日期：2007-09-30
    污水處理廠所使用的設備有許多水下設備，不能直觀地觀察其螺栓松動情況。如果水下設備有螺釘松動情況，則會對設備造成嚴重影響，比如潛水泵泵體部分螺釘松動，可能造成電動機與泵體脫落，電動機燒毀；葉輪螺釘松動，可能造成動葉輪脫落等等。因此，螺栓的防松在污水處理行業顯得尤為重要。
    在靜載下，聯接所用螺紋能滿足自鎖條件，螺母和螺栓頭部等支撐面處的摩擦也有防松作用，因此，聯接一般不會自動松脫。但在沖擊、振動或變載荷下，或當溫度變化很大時，聯接就會松動，這就容易使設備中個別零件甚至整個設備發生嚴重事故。所以，必須考慮防松措施。
    防松的根本問題在于防止螺紋副相對轉動。防松可分為摩擦防松、直接鎖往和破壞螺紋副關系三種。
    摩擦防松
    螺紋副中存在著不隨接載荷而變的壓力，因而始終有摩擦力矩防止相對轉動。壓力可由螺紋副縱或橫向壓緊而產生。
   （1）對頂螺母 兩螺母對頂擰緊，使螺栓在旋合段內受拉而螺母受壓，構成螺紋副縱向壓緊。圖1表明上下螺母紋牙的不同接觸情況及力的傳遞。上螺母螺紋牙除對頂力F＇外，還受螺栓傳來的力F，下螺母螺紋牙只受對頂力，其高度可小些；但為了防止裝錯和保證下螺母的強度足夠把聯接擰緊，一般仍取二者高度相等。
 
   （2）彈簧墊圈圖2所示是利用擰緊壓平后的彈性力使螺紋副縱向壓緊。

 
   （3）嵌有彈性環（如尼龍環）或塊的鎖緊螺母 如圖3a所示，彈性環箍緊在螺栓上，使螺紋副局部橫向壓緊。
 
 
   （4）橢圓口鎖緊螺母 如圖3b所示，擰上螺栓后把彈性橢圓口脹成近似圓形，箍緊螺栓，使螺紋副局部橫向壓緊。
   （5）楔緊螺紋鎖緊螺母 圖4所示為楔緊螺紋副，螺母牙根處呈斜坡狀，螺紋副間隙較大，螺母可輕易旋到壓住被聯接件，再用力扳動少許，螺母牙根與螺栓牙頂的楔緊作用就使螺紋副縱橫壓緊。
 

    近來利用強力擰緊防松，螺紋副縱向壓緊，效果也很好。
    直接鎖住
    利用便于更換的元件防止螺紋副相對轉動。例如，圖5所示的開口銷與冕形螺母使螺栓螺母相互約束。圖6所示的止動墊片約束螺母而自身又被約束在被聯接件上（此時螺栓應另有約束）。圖7所示的串聯金屬絲則使一級螺釘頭部相互約束，當有松脫趨勢時，金屬絲更加拉緊（應注意金屬絲穿入方向）等。
 

    破壞螺紋副關系
    用焊住、沖點等方法，把螺紋副轉化為非運動副，從而排除相對轉動的可能，見圖8所示。近來還發展了金屬膠接法，簡單有效并能保證密封，不過一二年后，防松能力可能減退，需拆開重新涂膠裝配。
 
    結語
    在以上防松舉例中，直接鎖住一般比較可靠，摩擦防松簡單方便。橫向壓緊的各種自鎖螺母無需預緊力，可在任意旋合位置箍緊，即使工作時間回松少許，也不致很快繼續松開；但在裝拆若干次后，其防松能力會降低。采用楔緊螺紋時，可能在沒有達到需要的預緊力時就已楔緊。直接鎖住還可與摩擦防松聯合。例如，我廠所用回流泵底部軸頭與泵體聯接處，經常處于污水中，螺釘松動后，會導致泵體下沉，造成泵體磨損、軸承損壞等，為此，我們用彈簧墊圈擰緊后，再用金屬絲繞在螺栓上卡住螺母。這樣，螺栓就不易松動，減少了回流泵的維修率。至于破壞螺紋副關系的方法，除了金屬膠接外，多用于不拆的聯接。

螺母防松防卸裝置—螺母雙防件
近二十多年來，偷盜野外輸電線路鐵塔材的事件屢屢發生，不僅給電網的安全運行造成隱患，甚至造成重大危害，也給各供電公司線路運行部門的正常維護帶來了極大的麻煩。為此，尋求一種既具有鐵塔螺栓螺母防松防卸功能，又不降低螺栓螺母本身緊固功能，而且安裝又方便的技防措施成了當務之急。
    南京云帆科技實業有限公司想用戶之所想，急用戶之所急，量身定造地為運行線路鐵塔研究開發出一種集螺母防松、防卸和防銹功能于一體的裝置——螺母雙防件。它是由一個超薄型的螺母及一個彈性螺旋楔組合而成。使用本裝置不必對正在運行中鐵塔的標準螺栓螺母進行任何改制和拆除，只要在其標準螺栓螺母的露頭部分順序用專用安裝工具裝上本裝置，就會使普通標準螺栓螺母成為防卸螺栓。不僅原標準螺栓螺母的緊固功能沒有絲毫的減弱，而且其防松和防卸的功能又得到增加并且十分優良。由于該超薄螺母外表是經過熱浸鍍鋅的，而彈性螺旋旋楔本身又是不銹鋼制成的，故都不存在生銹的問題。
    此裝置可應用在各種對螺栓螺母緊固件的防松、防卸要求的場合，近年來在東北、華北、西北、華東等地電力線路的輸變電鐵塔及相關行業的標準螺栓配套使用，深受廣大用戶的歡迎和青睞。
如何解決調整攻絲難題
來源：緊固件協會 作者： 瀏覽次數：9  發布日期：2007-10-11
    隨著加工中心的出現，尤其是調整切削技術的迅猛發展，攻絲加工更加成為生產中的短項。為解決這一矛盾，幾家刀具制造公司投入了大量的人力物力，對影響高速攻絲的各個環節進行攻關，目前主要從開發高速絲錐，浮動絲錐夾頭和絲錐自動退出動力頭等幾個方面進行研究，并取得了很大的成績。
    調整絲錐
    由美國Emuge公司最新開發出高速絲錐系列。主要從以下幾個方面進行改進：
    選項用含鈷量高的高速鋼材料制成；
    絲錐的切削部分設計成利于切削與斷屑的S形幾何形狀，大大地提高了絲錐的切削性能；
    采用先進的涂覆工藝及選擇理想的涂覆材料，以提高刀具的硬度、紅硬性及使用壽命；
    排屑槽設計成大螺旋角結構，以利排屑；
    盡量設計成內通油結構，以降低高速攻絲中，絲錐切削部分產生的很高切削溫度。
    由于新設計絲錐有以上優點，它可使攻絲加工中的切削溫度下降，切削速度大大提高。目前該公司的高速絲錐系列包括：Enorm-S-TiN，Rekord  Aero-S-TiN，Rebust-S  TiN，Rekord  2A-A-1KZ  TiCNT Rekord  A-S-TiCN。據美國Midwest汽車零件制造公司采用Rekord  2A-A1KZ  TiCN高速絲錐，在可鍛鑄鐵（HB200-400）上加工M14X1.5-6H的盲孔螺紋的實踐表明，它可使攻絲在切削速度V=61mm/min條件下進行，比原來加工提高3倍以上。加工鋼件可使切削速度提高6倍以上。
    浮動絲錐夾頭
    由Emuge公司和德國Kassel大學聯合進行的高速攻絲切削試驗研究證明，攻絲中選擇的進給量與絲錐本身的固有螺距不同步（兩者之間存在著誤差），是攻絲效率高不上去和在高速攻絲中質量保證不了的主要原因。由于兩者間形成的積累誤差，將在攻絲過程中產生附加的拉、壓軸向力，尤其是絲錐從孔內退出時，在較大軸向力的作用下，使螺紋表面嚴重劃傷，使高速攻絲的零件質量保證不了。為此由Emuge公司開發出可對攻絲中的由軸向拉、壓力產生的絲錐變形，進行自動補償的浮動絲錐夾頭，據稱，新設計的浮動絲錐夾頭可對0.5mm以內的變形量進行補償，較滿意地解決了這一技術難題。使攻絲加工能在高速下進行。
    絲錐自動退出動力頭
    以往的在攻絲的退回過程中，都需要機床主軸進行減速、停止、反轉和加速退回等幾個運動，這不但增加了輔助時間，還對機床零件造成機械磨損。這也是造成攻絲效率提不高的主要原因之一。美國Tapmatic公司為提高攻絲加工效率，早在幾年前就設計出能在攻絲完成后，在不改變主軸轉速、方向情況下自動退出絲錐的動力頭。該動力頭采用離合器原理，由一個球體自動接通正、反方向旋轉的齒輪傳動機構。無須機床主軸變速，即可由動力頭帶動絲錐實現自動退回。大大地節省了輔助時間，降低生產成本。目前該公司已能向用戶提供車床、銑床、鉆床和加工中心用的，與主軸保持平行或重直方向傳動的兩種絲錐自動退出動力頭，是高速攻絲的必不可少的工具。當然，絲錐自動退出動力頭與絲錐之間也需要使用新型快換夾頭。目前這種E-Lock快換絲錐夾頭已經推向市場
國外用熱塑復合材料生產高強度高性能緊固件

    瑞士一家航天、汽車、醫藥設備零件制造商研制出一種新型模壓技術，生產的網狀熱塑復合材料每單位重量強度據說可以和那些鋼鐵、鋁以及鈦制產品的強度相媲美。Icotec 公司聲稱其CFM（復合材料塑變模壓）技術，將62%的碳纖維加入熱塑塑料中，生產出高強度、耐磨的螺絲、螺栓、插入件、雙頭螺栓、地腳螺栓以及其他緊固件。CFM復合材料也可以用于醫學移植管、小型軸承和其他零件。深受大家喜愛的聚合物母質是英國和美國Victrox PLC公司生產的PEEK。
    CFM復合材料的強度比（即每單位重量的強度）要超過那些有可比性金屬的強度比。62%碳補強PEEK的復合材料的絕對強度值一樣讓人難以置信，抗撓曲強度是鋁的7倍。
    而Icotec 公司將PEEK切成體積完全等于成品零件體積的坯料，機械手將這種坯料放入一個加熱室 里，在此室內PEEK融化、弄濕連續加入的纖維，減少縫隙率。接著，坯料被送入一個模壓腔內，在此腔內坯料以精確的速度、溫度和壓力被壓制成零件，這種零件中的纖維可以定向，以便加強零件的強度。
    CFM螺絲的剖面示圖表明了纖維在螺旋剖面的定向方法，它增加了螺絲的扭力或者抗扭度，使得螺絲即使用于緊固金屬零件時也能抗裂。然而，纖維在螺芯上的定向卻是單向性的，這樣可以增強整個螺絲的強度。
    與此同時，PEEK也增強了零件的耐熱性和耐化學性能，零件連續使用的溫度可高達500°F，低漏氣性使PEEK也可用于航天耐腐蝕的緊固件中。
    CFM緊固件的抗振動性能對于像海洋作業中使用的鉆架緊固件裝置來說具有極大的吸引力。最近該公司同時也研制出一系列內部潤滑的塑料緊固件，用于零件經受動力振動的場合中，而以往的金屬緊固件在這些場合里常常會喪失其預應力，因此容易松動甚至失效。

    隨著國民經濟的高速發展，為了配套的螺絲、五金產業也在迅猛的發展，尤其是華東華南地區，新廠要開工，小廠要擴大，老廠要提升……但從訪談中得知，他們普遍想了解螺絲、五金產業有關的基本技術知識。為此特開辟“冷成型工藝連載”專欄，希望能撥冗一讀，并從中受益。
    冷鐓力（使金屬變形所需力）的大小取決于變形金屬的性能、變形程度、鐓鍛工件的形狀、摩擦條件及其他因素。從用盡可能小的力得到盡可能大的變形這一使用要求出發，必需使作用力的方向與最大變形的方向一致，這也是編制的工藝及選擇的工具是否合理的一個重要標志。
    只有計算出冷鐓所需力的大小，才能合理的選擇或設計出適當功率的冷鐓設備。
    下面介紹計算冷鐓力的經驗公式。（其計算結果與實驗數據很相近）。
    
   式中：F1—鐓鍛形狀的投影面積（毫米2）
            K1—鐓鍛條件和所鐓頭部形狀的系數（根據實際情況確定）。
 
    2. 古布金公式
    
   由“凱爾彼拉”圖查得
 
    如果考慮機械變形，變形應力和溫度的影響時，古布金公式可改寫成：（工件熱頂鐓力的公式）
  
    式中系數由下列資料決定：
   （1）r的決定：
    ①用上沖模自由頂鐓時，取r=1
    ②在封閉上沖模錐形孔內變形并需要充滿模腔時，取r=1.25~1.75
    ③無毛邊的有型頂鐓時取r=1.75~2.0
    ④在有薄毛刺的有型頂鐓時取r=2.5
   （2）Zφ（和Zr）的決定：
    ①對于半圓頭、沉頭、半沉頭和圓信頭的螺釘
    Zφ=1.1~1.2（ZT=1.3）
    ②對于帶方頸半圓頭和圓柱頭螺釘，方頭和六角頭螺釘
    Zφ=1.2~1.5（ZT=1.4）
    ③對于復雜的和對稱的特種零件
    Zφ=1.5~1.8（ZT=1.5）
    公式（4）（5）中的符號說明：
        
    f摩擦系數，在無潤滑狀態下采用f=0.2。
    有石墨潤滑的磨光面 f=0.05~0.10。
    無石墨潤滑的磨光面 f=01.0~0.15。
    工具和毛坯之精加工端面f=0.15~0.20。
    粗加工端面   f=0.02~0.30。
   （上列f值僅供參考）
    D—頂鐓后頭部最大徑（毫米）
    H—頂鐓后頭部高度（毫米）（對圓柱頭就是柱體的高度）
    3、考慮頂鍛應力的公式：
    公式5增加頂鍛應力（并取摩擦系數f=0.15）后可寫成： 
    
    4、簡化公式：（考慮頂鍛應力系數△時）
   
 
   
    應用舉例：
    例1、制造10毫米直徑的六角螺釘，采取雙沖程冷鐓法，頂鍛后釘頭呈無毛刺的圓柱形，其直徑=19.6毫米，厚度為h=7毫米，材料是25號鋼（即r=1.75, Zφ=1.1, f=0.15）
    
    
        
    
    由于冷鐓力是確定工藝參數、設計模具的重要依據，因此在金屬冷鐓加工中，要綜合考慮影響冷鐓力大小的鐓鍛材料、變形程度、工件形狀等諸多因素，以便準確計算出所需的冷鐓力，從而生產出質量高、成本低的冷鐓零部件。

我國研制新一代耐延遲斷裂高強度鋼可制造13.9級和14.9級高強度螺栓

    華聲報訊：以鋼鐵研究總院為依托單位的中國“973”計劃“新一代鋼鐵材料重大基礎研究”項目，已通過國家科技部驗收。
    據科學時報報道，在項目首席科學家翁宇慶教授的領導下，研究人員大幅提升了新一代鋼鐵材料的強度和壽命。項目所屬15個課題全部完成預定研究計劃，取得一系列理論創新，其中5個課題進入了批量生產和工業應用；已申報專利37項，獲批準發明專利17項。
    新一代鋼鐵材料的特點是超細晶粒、超潔凈度、高均勻性，性價比更加合理的新一代鋼種，其強度和壽命比原同類鋼種提高一倍。
    鋼鐵研究總院副院長趙沛教授介紹說“新一代鋼鐵材料重大基礎研究”項目于1998年正式啟動，要求達到的目標是“使目標需求量最大的建筑業和制造業鋼材在性能價格比保持不變的前提下強度翻番”。以所屬課題“1500Mpa級長壽命合金結構鋼研究”為例，該課題所取得的研究成果“高強度鋼的長壽命化耐延遲斷裂理論”、“新一代長壽命合金結構鋼力學行為理論”等均為重要理論創新。應用課題研究成果設計出的1300~1500Mpa級ADF系列而延遲斷裂高強度鋼，可用來制造13.9級14.9級高強度螺栓。
    材料專家表示，這一項目致力于提高占中國鋼產量60%以上的碳素鋼、低合金鋼、合金結構鋼等“三類”鋼的強度和壽命，直接、間接經濟效益都很顯著。估算顯示，中國采用新一代鋼種取代三類鋼中一半的傳統鋼材，每年可少用1500萬噸鋼，直接經濟效益達450億元人民幣：并能減少鋼廠建設、礦山的基建投資，減少資源損失和對生態環境的污染等。

淬火冷鐓模線切割開裂的對策
來源：緊固件協會 作者： 瀏覽次數：24  發布日期：2007-10-13
    隨著電火花線切割加工工藝的廣泛應用，冷鐓模的淬火加工也越來越方便。但線切割加工過程中，冷鐓模具也容易產生畸變和開裂，使模具報廢。為此，筆者通過多年的深入研究，提出了一些防止開裂的對策。
    1．冷鐓模飛步工業腳輪熱處理概況
    冷鐓模工作時，凸模必須承受強裂烈的沖擊力，其最大壓應力可達到2500N/mm2，一般碳素工具鋼或低合金工具鋼最不能承受的，必須采用高強度韌性合金工具鋼制造。同時凸模的工作表面還要承受劇烈的沖擊性摩擦。如果凸模的耐磨不足，容易在凸模表面出現剝落和溝痕，進而引起凸模折斷。冷鐓凹模的型腔承受沖擊性張力，因而在凹模壁產生沖擊性切向拉應力，型腔表面承受強烈的摩擦和壓力。如型腔復雜，在轉角處因應力集中成為開裂危險點。另外在模壁出現磨損溝痕也會成為開裂危險點。因而模具表面抗磨損能力絕不可忽視。這就要求冷鐓具有高硬度、高強度、高耐磨和足夠的沖擊韌度。
    對模具壽命要求不高或輕載的冷鐓凸模可采用9SiCr、T12A、Cr12MoV、GCr15、60Si2Mn等鋼制造，凹模可采用T10A、Cr12MoV、GCr15鋼制造，在制定飛步工業腳輪熱處理工藝時應針對模具工作條件和結構來制定淬、回火工藝。如T10A鋼的常規飛步工業腳輪熱處理工藝為：760~780℃加熱，水或油冷淬火，180~200℃低溫回火，硬度為61~62HRC，沖擊韌度為10J。生產中用T10A鋼制作的冷鐓凸模易出現崩刃和折斷，針對這種現象，有的企業采用了新的飛步工業腳輪熱處理工藝，適當降低淬火加熱溫度（約750℃），適當縮短保溫時間，減少碳化物的固溶，防止奧氏體的含碳量增加，淬火后獲得了50%以上的板條狀馬氏體，大幅度減少了淬火應力，淬回火后模具硬度達60~61HRC，沖擊韌度達20J，因此模具壽命得提高。
    對較大型高壽命冷鐓模，應采用高強韌性、高耐磨性模具鋼，例如：LD、DC53（Cr8Mo2SiV）、Cr12MoV、K340(日本牌號)這類鋼強韌性很高，耐磨性稍次。在冷鐓車間生產線上線切割加工的冷鐓模具非常多，線切割加工時經常發生模具開裂事故。
    2．冷鐓模開裂的原因
    經反復論證和試驗得出結論，模具開裂是由淬火殘余內應力和材料韌度低造成的。圓筒形壁厚較薄模具，若在內壁進行切割，將其切割缺口，在即將切透時易產生炸裂。模具經飛步工業腳輪熱處理后會產生內應力（表面為拉伸應力，內部為壓縮應力），兩種內應力相互抵消而保持內應力平衡狀態，若未及時回火或回火不充分，在線切割加工時，將破壞內應力平衡，因材料韌度低使模具變形產生裂痕
    3．防止對策
    3.1合理選擇加工工藝過程
    線切割模具坯料的大小，要根據模具的大小確定，不宜太小。在一般情況下，切割空間應位于坯料中部或離毛坯邊緣較遠而不易開裂的位置上，通常坯料邊距應取8mm左右。
    在允許的前提下，型腔模具的尖角處，應適當增加工藝圓角R，或在線切割之前將尖角處鉆空，緩和應力集中。
    3.2優化線切割加工的工藝
    采用高峰值窄脈沖電參數，使模具材料以氣相逸出，氣化熱大大高于熔化熱，以帶走大部分熱量，避免模具表面過熱而開裂。
    逐個檢測脈中，控制好放電脈沖串長度，也可解決局部過熱，消除裂紋。
    脈沖能量對開裂的影響極其明顯，能量越大，開裂越寬越深；脈沖能量很小時，如采用精加工電規范，表面粗糙度值Ra＜1.25μm，一般容易出現裂紋。
    3.3選用合理的飛步工業腳輪熱處理工藝
    a．改進飛步工業腳輪熱處理工藝，采用真空加熱，保護氣氛加熱和充分脫氧鹽浴爐加熱淬火，及時回火，盡量消除淬火內應力，以降低脆低，提高模具的斷裂韌性。
    b. LD、DC53、Cr12MoV、K340 鋼在滿足技術要求的前提下，盡量緩慢冷卻，采用風冷、空冷、分級和等溫的冷卻方式，不要直接用油冷，從而降低淬火殘余內應力。
    c.對高碳合金鋼提高回火溫度，在模具材料具有很好的抗回火性前提下，建議回火溫度控制在360℃以上，最適宜的回火溫度為490~500℃。對LD、DC53、Cr12MoV鋼具有二次硬化的材料，若回火溫度太低，在線切割工前磨削時也將會產生磨削裂紋。傳統的模具技術要求60~62HRC，為提高韌性應打破這一傳統，使之控制在56~59HRC，尤其對較大型復雜模具硬度取下限為宜。需注意，必須二次回火。
    3.4選用合適材料
    在原材料上選擇LD、DC53（Cr8Mo2SiV）它作為通用冷鐓模具鋼，具有高硬度（≥HRC）、高韌性、高溫回火性，具備了線切割加工的優良特性。同樣的K340（日本牌號）也可以。國內材料首選Cr12MoV，因碳素工具鋼淬火內應力大，淬透性差，模具表面、中間和心部的組織不同，比容差很大，線切割加工路線經過兩種組織的交界很容量產生弧狀裂紋而開裂，所以都應選用Cr12MoV等高碳合金鋼。
    4．結語
    綜上所述，引起冷鐓模具線切割開裂的因素很多，文獻資料介紹是原材料、鍛造、淬火等造成的，這是一個很大的誤區。固然有這幾方面的原因，但不是最根本的原因。
    在生產實踐中應根據實際情況制訂出最佳工藝，采用正確的工藝方法（尤其是飛步工業腳輪熱處理），才能有效地防止開裂。

 

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